センサではかれるもの
同じ「200」でも、単位のある数と目安の数があり、くらべ方が変わる
10〜50分教師用メモ
準備 教室コードを新しく決める（例: c101）。「教師」を押す。体験 01・02 は端末の中だけで動き、外へはつながらない。本体があれば、体験 02 のあとに 1 台を回して、手でおおうと数が動くのを見せる。
投影 「投影」で 1 枚ずつ送る。体験 01 は投影で 12 の問いを読み上げてから、生徒の端末で分けさせる。体験 02 は投影で 1 つだけ押して見せ、あとは各自に任せる。
時間配分
- 50分版 表紙・目標 4分（1〜2枚）／節1 はかれるもの 16分（3〜5枚）／節2 出てくる数の意味 16分（6〜8枚）／道具 8分（9枚）／まとめ・自己評価・ふりかえり 6分（10〜12枚）
- 20分版 目標 2分（2枚）／体験01 を 12 個そろえずに 8分（4枚）／まとめ01 3分（5枚）／体験02 5分（7枚）／まとめ02 2分（8枚）。道具と自己評価は省く
- 10分版 体験01 を 6 個だけ 4分（4枚）／まとめ01 2分（5枚）／体験02 を 2 つだけ押す 2分（7枚）／まとめ02 2分（8枚）
この回の評価
- 知識・技能 5 つのセンサではかれるものと、出てくる数の範囲を言っている（体験01・02）
- 思考・判断・表現 調べたいことから、どのセンサを使うかを選んでいる（体験01）。単位のある数と目安の数を区別している（体験02）
- 態度 数だけでなく、何ではかったかも一緒に書こうとしている（ふりかえり）
指導要領 中学校 技術・家庭科 技術分野 D(3)（計測・制御のプログラミング）。高等学校 情報Ⅱ (4)（計測・制御システムは深入りしない範囲で）。設計指針（第2版）Ａ５（Ａ５Ｌ２・Ａ５Ｌ３ 機器の制御）、Ｄ１Ｌ４（データはネットや IoT・センサからも来る）、Ｄ５（実際のデータ処理）、Ｉ１（論理的推論）。単元の全体は 単元設計のページ、道具の使い方は 情報学探究マニュアル。
前にやった回 中学校 第8回のまとめ「はかって、くらべて、動かす」で、センサの値としきい値を扱った。今日はその「はかる」の側を、5 つのセンサに広げる。探究 第5回の体験02「そのままでは測れない言葉を、書き直す」で決めた測るものが、この 5 つの中にあるかを確かめさせる。
本体が数台しかないとき 班に 1 台でよい。この回は端末だけで最後まで終わる。本体は「数が動くのを見る」ためだけに使うので、1 台を教師機につないで投影すれば全員が見られる。回すなら、体験 02 のあとに班へ 2 分ずつ。
授業の終わりにできるようになること
12 の問いを 5 つに分ける
℃ と、0〜255
はかれるもの
調べたいことのほうから、センサを選ぶ
この 12 は、どのセンサではかれるか
下の 12 の「調べたいこと」を、どのセンサではかれるかで 5 つに分ける。まず上で付ける印を選び、次にその印を付けるものを押す。全部に印を付けたら「答え合わせ」。合っていないものは枠が濃くなる
教師用メモ
進め方（14分） 12 の問いを投影で読み上げる（2分）。各自で印を付け、答え合わせ（8分）。迷いやすいものを 2 つ取り上げる（4分）。
迷いやすいもの 「ドアが開いたか」は加速度・傾き（動いたことを拾う）。明るさでもできそうに見えるが、夜は使えない。同じことを別のセンサで測れる場合があることに触れる。「倒れた」は傾きの変化。
温度の注意 micro:bit の温度は本体の温度に近い。手で持つと上がる。「水の温度」「人の体温」は測れない、と先に言っておく。
C の生徒への手立て 5 つの印のうち「磁力」と「音の大きさ」だけ先に埋めさせる。残りは 3 択に減らす。目標 01。
はかれるものと、気をつけること
| はかれるもの | 出てくる数 | 気をつけること |
|---|---|---|
| 明るさ | 0〜255 の目安。照度（lx）ではない | 向きで大きく変わる。いつも同じ向きで置く |
| 温度 | ℃。本体の温度に近い | 本体が温まると高く出る。日なたに置かない |
| 加速度・傾き | ミリ G、角度 | 置き方で変わる。動かないように固定する |
| 音の大きさ | 0〜255 の目安。デシベルではない | 近い音を拾う。マイクの向きをそろえる |
| 磁力 | マイクロテスラ | 金属や電気製品の近くで狂う |
※ どのセンサも「置き方」で数が変わる。置き方をそろえることが、はかる仕事のほとんどを占める
教師用メモ
表は読み上げず、右の列だけを読む。「気をつけること」がすべて置き方の話だと気づかせる。次の節で、左から 2 列目（出てくる数）に入る。
出てくる数の意味
℃ は誰の温度計とも比べられる。0〜255 は比べられない
この数は、何とくらべられるか
5 つのセンサを 1 つずつ押す。出てくる数の例と、その数が何とくらべられるかが右に出る。全部押してから、下の予想を選ぶ
教師用メモ
進め方（14分） 予想を先に選ばせる（2分）。5 つを順に押す（6分）。答えは 2 つ（明るさと音の大きさ）。外れた人を 2 人読み上げる（6分）。
山場 「明るさ 180」と言われても、それはほかの照度計の 180 lx とは別のものになる。数が出るから比べられる、とは限らない。同じ本体の中でなら「窓側 180、廊下側 60」と比べてよい。
0〜255 の意味 1 バイトで表せる範囲。情報Ⅰ の 2 進法とつながる。ここでは「機械の都合で決まった目盛り」でよい。
実物があれば ここで 1 台を回す。手でおおうと明るさの数が下がり、握ると温度が上がる。数が動くのを見ると一気に分かる。目標 02・03。
単位のある数と、目安の数
| 単位のある数 | ℃、ミリ G、角度、マイクロテスラ。ほかの機器の値と直接くらべられる。温度計の 24 ℃ と micro:bit の 24 ℃ は、同じ 24 ℃ |
| 目安の数 | 明るさと音の大きさは 0〜255。照度（lx）でもデシベル（dB）でもない。ほかの機器とは直接くらべられない |
| 目安の数の使い方 | 同じ micro:bit の中でくらべる。「窓側は 180、廊下側は 60。窓側のほうが明るい」までは言える。「180 ルクス」とは言えない |
| 書くとき | 数だけ書かない。何ではかったか、単位か目安かを一緒に書く。あとで読む人が、比べてよいかを判断できる |
※ 温度も、本体の温度に近い数が出る。単位はあるが、部屋の空気の温度とは少しずれる。そのずれは第3回で扱う
教師用メモ
「単位が付いていれば安心」ではない。温度は単位があるのにずれる。ここを言っておくと、第3回の較正が自然につながる。次回は「同じ所を何回もはかる」。
出てくる数の範囲を、自分で確かめる
シミュレータで明るさと温度のブロックを動かし、出てくる数の範囲と単位を自分の目で確かめる
- 「この枚で開く」を押す
- 「入力」から「明るさ」のブロックを取り、「ずっと」の中の「数を表示」に入れる
- 画面の中の micro:bit の明るさを動かして、出る数がどこからどこまで動くかを見る
- 同じことを「温度」でもやり、出る数に単位があるかを確かめる
※ この枚は提出しない。自分の手で確かめて、分かったことをノートに書く
教師用メモ
進め方 提出させない枚。手を動かして確かめるところまで。机間指導で、止まっている生徒だけを見る。
8分。本体は要らない。シミュレータの明るさを動かすと数が 0〜255 の間で動く。温度は単位のある数として出る。この違いを触って確かめる枚。
道具は外で公開されている Web アプリ。この授業のページの中で開くので、別のページへは移らない。閉じれば、そのままこの枚に戻る。ブラウザの中で動き、入力はこの授業のサーバーには送られない。
3つの目標に、自分の操作で答える
今日の目標、自分はどこまで
3 つの目標それぞれに、できた／だいたい／まだ、を 1 つ選ぶ。右の帯にクラス全体の分布が出る
教師用メモ
1 分。「まだ」が多い目標は、次回の冒頭で拾い直す。
自分の探究で、はかってみたいもの
一文でよい。「〇〇を、△△ではかりたい」の形で書く。単位のある数か、目安の数かも書く
教師用メモ
3 分。出たものは、次回そのまま「同じ所を 10 回はかる」の題材になる。目安の数を選んだ人が多ければ、次回は同じ本体で比べる形になることを言う。
次回は「測定のばらつき」。今日選んだセンサで、同じ場所を 10 回はかるとどうなるかを見る。