計測と制御のしくみ
人が押さなくても動く。そのかわり、どこで動くかを人が決める
50分教師用メモ
準備 教室コードは新しいものにする。「教師」を押す。体験 01・02 は端末内で完結する。教材のセンサやロボットがあれば、体験 02 のあとに実物で確かめると効果的。
時間配分 前回まとめ・目標 4分 ／ 節1 センサの値を見る 12分 ／ 節2 しきい値を決める 16分 ／ 節3 動く前に予想する 12分 ／ まとめ・自己評価・ふりかえり 6分
この回の評価（学習指導要領 技術・家庭科 技術分野 D(3) 計測・制御のプログラミングによる問題の解決。設計指針 Ａ５Ｌ３・Ｃ１Ｌ１・Ｃ３Ｌ１・Ｃ４Ｌ１。単元設計は 単元設計のページ）
- 知識・技能 計測 → 判断 → 動作の流れと、しきい値の意味を説明している（体験01・02）
- 思考・判断・表現 目的に合うしきい値を、実際の値の範囲から決めている（体験02）。動かす前に結果を予想し、実際と比べている（体験03）
- 態度 思ったとおりに動かないとき、値としきい値に目を向けようとしている（ふりかえり）
高校とのつながり 情報Ⅰ (3) 第9・10回のモデル化とシミュレーションにつながる。ここでは「動かす前に予想する」という形で、モデルの考え方の入り口に触れる（設計指針 Ｃ１Ｌ１）。
順に並べ、条件で分け、想定外を受け止めた
前回は人が入力するしくみだった。今日は、人が何もしなくても動くしくみを扱う。入力するのはセンサ
暗くなったら自動で点く電灯は、どこで暗いと決めているか
教師用メモ
問いに 30 秒。「暗さをはかって、決めた値より暗ければ」が出れば十分。前回「まだ」が多かった目標を 2 分拾う。
授業の終わりにできるようになること
はかって、決めて、動く
どこで切り替えるか
こうなるはず
値を見る
センサは、明るさを数で返す
はかって、決めて、動く
明るさセンサの値を、つまみで動かす（実物では、まわりの明るさで自動的に変わる）。決めた値より暗ければ電灯が点く。3 つの箱のどれが動いているかを見ながら、つまみを動かす
※ 「点ける明るさ」のような切り替えの境目の値を、しきい値という
教師用メモ
進め方（10分） 明るさを下げていくと、30 を切ったところで点く（4分）。「点ける明るさ」を上げると、明るいうちから点く（3分）。3 つの箱が順に光ることを確かめる（3分）。
言葉 はかるのが計測、くらべて決めるのが判断、動かすのが制御。この 3 つの繰り返しで、自動で動くしくみができている。
実物のセンサがあれば、ここで手でおおって値が変わるのを見せる。数が動くのを見ると、一気に分かる。目標 01。
しきい値を決める
早すぎても、遅すぎても困る
1 日の明るさを見て、点ける値を決める
ある日の、朝から夜までの明るさの記録。点ける明るさを動かすと、その日に電灯が点いていた時間が出る。目的は「暗くなったら点け、無駄には点けない」
教師用メモ
進め方（14分） 5 に下げる → ほとんど点かない（暗くなってから遅い）。80 に上げる → 昼間も点く（無駄）。ちょうどよい値を探す（8分）。「ちょうどよい」は目的によって違うことを話す（6分）。
目的が変わると値が変わる 「防犯のため」なら早めに点ける。「電気を節約する」なら遅めに。目的から決めるので、正解は一つではない。
実物があれば 教室のカーテンを閉めて値を測り、その教室に合う値を決める。同じプログラムでも、置く場所で値が変わる。目標 02。
動く前に予想する
こうなるはず、と言ってから動かす
この設定なら、どうなるか
「点ける明るさ 60」にしたら、その日の点いていた時間はどうなるか。動かす前に予想する。選んでから、前の枚で 60 にして確かめ、合っていたかを書く
予想の分かれ方と、確かめた結果が右に出る。外れた人を 2 人読み上げ、なぜずれたかを聞く
教師用メモ
進め方（10分） 予想を選ばせてから、前の枚に戻って 60 に設定して確かめる（6分）。外れた人を 2 人読み上げる（4分）。
ここが今日の要点（設計指針 Ｃ１Ｌ１） 動かす前に「こうなるはず」と言えるのは、頭の中にしくみの模型（モデル）があるから。ずれたら、模型のほうを直す。これが、高校のモデル化とシミュレーションの入り口。
「やってみないと分からない」で済ませない。予想 → 確認 → ずれの説明を習慣にする。目標 03。
はかって、くらべて、動かす
| 計測・判断・制御 | センサではかる（計測）→ 決めた値とくらべる（判断）→ 機器を動かす（制御）。この繰り返しで、人が押さなくても動く |
| しきい値 | 切り替えの境目の値。早すぎても遅すぎても困る。目的によって、ちょうどよい値が変わる |
| 置く場所で変わる | 同じプログラムでも、置く場所の明るさが違えば、合う値も違う。実際にはかって決める |
| 動かす前に予想する | 「こうなるはず」と言ってから動かす。ずれたら、自分の考えのほうを直す |
教師用メモ
次回は、この判断を繰り返しと組み合わせて、自分でプログラムを作る。
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。
身のまわりの、はかって動くもの
一文でよい。「〇〇は、△△をはかって □□ している」の形
教師用メモ
3 分。次回は、これを自分でプログラムにする。今日出たものが題材になる。