学生の携帯電話を使用したオリジナルカーによるソフトウェア実験教材の開発

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近年、ソフトウェアを学ぶ学生にとって、スマートホンのプログラミング技術の習得は不可欠なものとなっている。しかし、スマートホンのプログラミングの習得は簡単ではないため、長時間、興味を持ち根気よく取り組む必要がある。本研究では、学生のスマートホンを搭載したオリジナルカーを制御し、コース上を周回するタイムを競うことで、学生が楽しみながらスマートホンプログラミングが学べる教材の開発を行った。本教材は、結果が画面上だけでなく実際に物が動いて確認できるため、学生が興味を持ち意欲的に取り組む効果が期待できる。また、学生自身のスマートホンと安価な車体を用いることで、自宅でも実験が行えるため、補習実験の環境を提供するのみならず、予習実験による反転教育にも対応できる。実験では、学生は自身のスマートホンと、駆動用のDCモータ、赤外線センサや測距センサなどの部品とこれらを駆動するためのArduinoマイコンを搭載した車体を3Dプリンタにより製作する。学生が車体製作をスムーズに行えるように、基本骨格にアレンジを加えることでオリジナル車体を製作できるための基本骨格を作製した。車体サイズは170*90mm(5.5インチスマホ搭載可能)とした。3DCADソフトにはAutodesk Fusion360を使用し、3DプリンタFLASHFORGE Dreamerで製作した。スマートホンとArduinoマイコンを接続する方法にはBLEによる無線接続を用いた。これによりスマートホンを車載しない遠隔での操作も可能になるため、多様な実験方法が選択できる。本研究では、実験の指標となるためのサンプルプログラムとしてArduino側の制御プログラムとスマートホンプログラムを作製した。工学実験への導入の問題点として3Dプリント時間が5時間以上かかるため、複数台の3Dプリンタが必要となる。