目的

教育用レゴマインドストーム(R)RCXやNXTに各種センサーを取り付け、LabVIEWをベースとしたプログラムソフト「ROBOLAB」を用いたプログラミング及びデータロギングの学習を、野外活動や理科実験、工作などと結びつけて行う。

活動１　高尾山登山　光と温度のデータロギング

光センサーと温度センサーを取り付けたRCX装置と地図を持ち、気温の変化を感じた時の時刻と周囲の様子、地図上の地点を記録しながら、グループによって異なるルートで高尾山を登山。教室に戻ってから、データのグラフから登山中に記録した時点と場所、実際の気温を特定させた。ここでは、グループメンバーが自発的に役割分担を行うように促し、収集したデータが示す光や温度の変化と、登山中地図に記録した周囲の様子(環境)との因果関係を考えさせた。
気温変化の感じ方と実際の気温とが一致する場合もあれば、一致しない場合もあり、どちらもその理由を考えさせた。
理由の考察についてはグループ全体の意見として統一するよう議論させ、最後に自分たちのデータの説明と考察を発表させた。

活動２　エネルギーと温室効果実験

火おこし体験を行うことでエネルギーを人力で生み出すことの大変さと、ソーラークッカーを制作してエネルギーを利用することの便利さを実感した。自分たちでおこした火を薪に移しお湯を沸かし、またソーラークッカーでゆで卵を作って両者の食べ比べをした。

活動３　自然エネルギーと燃料電池

クリーンエネルギーとして着目されている自然エネルギーと燃料電池についての実験と工作を行った。
前者では、レゴ(R)社教材を用いた風車とソーラーパネルによって発電した電気をコンデンサに貯め、その電気を利用してモーターを回させ、光センサーで1分間に何回モーターが回転するかをロギングした。チーム単位で自由に発電させたため、自然エネルギーの不安定さが実感できたようだ。
後者では、燃料電池カーを制作し、各チームそれぞれに電解液を水や食塩水、コーヒーやバスクリンなど様々な溶液に変えて走行距離の違いを比較したうえで、走行距離を競うチーム対抗の競技を行った。

活動４　暗号解読ゲーム

光の点滅を光センサーで読み取り、グラフの波形が示すモールス信号を基に暗号を解読するゲームを行った。子供たちに興味を抱かせ、楽しく真剣に取り組ませるために、時間の経過と共に針が風船に刻々と近づき、制限時間になると風船を割る時限爆弾装置と名付けた機器を用意した。
またデータを取る→モールス信号を読み取る→暗号を解読しキーワードが隠されている複数の場所を特定して取りに行く→キーワードが全て揃うと正解が導き出せる、と作業工程を多くすることによって、グループメンバーが役割分担し協力することの大切さや良さを知ってもった。

活動５　ロールプレイ「トンボ池」

まとめ

参加する前の事前学習として、各家庭で1時間おきに温度計を見て一日の気温変化を記録しグラフ化させた。この経験を通じて、ICT機器を利用してデータを取ることの便利さと精密さに気付いたようだ。
　データロギングにおいては、プログラムを組む段階でサンプリング周期や待ち条件を考える必要があるので、どのような条件や手順で実験するかをそれぞれの目的に合わせて考えなければならない。いろいろな条件を試し、試行錯誤する中で最も適した条件を決定することになる。これは、決められた手順で決まった結果が出るという予定調和的な実験では実現できない活動である。
　自然や実験を対象にしたデータロギングでは、数学の関数グラフのように整然とした結果にはならない。グラフから全体の傾向を読み取りその意味を考える、特異なデータポイントがあればその理由を考える、といったことが要求される。
　理科実験とICTを組み合わせることにより、「科学的リテラシー」を育成する有効な教育方法になると考える。
これをグループメンバーが互いに意見を出し合って行うことで、かなり客観性のある考察が実現されたようだ。またグループ内で役割を分担し各自が役割に責任をもって協力することにより、一人で行うよりもはるかに効率の良い活動ができることが実感されたように思われる。
　テントの設営や火おこし、飯盒炊爨、登山などの様々な活動を含め、常にグループ単位で行動をすることによって、初めて出会った者同士でも短い時間の中でお互いを知り合い、協力して物事を行えるようになった。終了後の解散時には別れを惜しんだり、連絡先を交換したりする様子が多く見られた。