追尾型太陽光発電パネルの発電量
追尾型太陽光発電パネルの発電量
1.対象
中学校3年以上
2.授業時間
4時間から10時間(micro:bitの使い方を習得済みであれば前半の学習は省略できます)
3.授業の概要
発電量を増やすために太陽を追尾する太陽光発電パネルが設置されていますが,太陽を追尾するためにパネルを設置した架台を回す必要があるので,電気を必要とします.したがって,太陽を追尾することが損か得かは自明ではありません.これを探究の問いとして,micro:bitやロボットカー,LEDテープなどを用いて,この問いに迫ります.
1,2時:センサーを活用しよう(0歳児のうつぶせ寝事故対策)
3,4時:ネットワークを活用しよう(0歳児のうつぶせ寝事故対策の改良)
5,6時:ロボットカーを走らせよう(リモコンカーのプログラミング)
7,8時:太陽光発電の発電量(太陽光発電の発電量の計測)
9,10時:発電量のデータの分析(データの分析,基本統計量の計算,箱ひげ図の作成)
1,2時の内容は小学校レベルの内容で,教育用マイコンボードmicro:bitの基本的な使い方を学習します.3から6時の内容は中学校レベルの内容で,ネットワークを利用するプログラミングやセンサにより様々なデータを計測し,それに応じてロボットカーを制御するといった学びを行います.中学校技術家庭の技術分野の内容です.7時から10時までは内容的には中学生でも理解できる内容ですが,高校生を対象として授業しています.探究の問いとして「太陽を追尾する太陽光発電パネルはどれくらい得か」を掲げ,この問いにデジタル機器を使って迫ります.情報Ⅰの学習内容とリンクするように,データを採り,それを分析し,活用するといった作業を行います.表計算ソフトを用いて,ヒストグラムや箱ひげ図を作成しますので,小中学校の算数・数学の復習にもなります.教員が提示する探究の問い以外にも,「季節が変われば発電量がどれくらい変化するか」や「くもりの日は発電量がどれくらい変化するか」といった問いを自分たちで立て,それを調べることもできます.プログラミングについては,追尾の仕方として,明るさセンサを使う方法や磁気センサ(方角)を使う方法も考えられ,児童・生徒が工夫することができます.
4.授業のねらい
プログラミング教育のねらいは小学校段階ではプログラミング体験を通して情報技術が社会をよくしていることに気づくこと,中学校段階では技術家庭の技術分野でネットワークを使ったプログラミングや計測・制御のプログラミングを学ぶこと,高校段階では情報Ⅰ,Ⅱの学習として,データの分析を行うことなどということができます.データの分析を実際に自分でデータをとってそれを分析し,その結果を活用するような学習が必要だと感じており,身近なところにある問いに対してデジタル機器を使ってデータをとり,それを分析することをねらいとしています.
身近にある疑問を気づくこと,身近な疑問をプログラミングを使って分析し解決できること,データの分析(統計量の計算)することができるようになることをめざしています.
5.実施実績
秋田の県立高校にはデジタル探究コースが設置されており,普通科のデジタル探究コースの授業として,実施した実績があります.