高等学校普通教科「情報」におけるCプログラミングおよび制御教材の開発

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本研究では、高等学校教科「情報」の選択科目において情報科に関する専門教育を施すため、高水準言語を利用した制御実習の教材開発を行うことを目的とする。なぜなら、学校教育法においで「高等学校は、中学校における教育の基礎の上に、心身の発達及び進路に応じて、高度な普通教育及び専門教育を施すことを目的とする。」(第50条)とされており、生徒にコンピュータに関する技術・職業の内容を授業で取り上げなければならないからである。そこで、機器を自動化する制御技術の専門的な知識を生徒が得るため、プログラム言語Cによる制御プログラムの作成を体験させる教材を用いて授業をおこなった。授業では、LEGO MINDSTORMS NXT(以下、NXT)を利用した。教材としてNXTを選択した理由は、(1)NXTには4つの入力ポートが用意されており、1つのセンサを同時に利用できること(2)LEGOブロックを利用するため、ロボットの組み立てや修正が容易であること(3)NXTを制御するプログラム言語として、C言語やJAVAをべースとしたものがいくつか開発されていることが挙げられる。この授業では、NXTを制御するプログラムを開発するため、C言語に似たNXC(not exactly C)を利用した。授業の後半では、NXTで作成した車型のロボットにより、机の上に置かれたボールを落とす競技をおこなった。授業の最後に、生徒にプログラムの役割を説明させたところ、生徒は機器を自動化するために制御プログラムが重要な役割を果たしていることを理解したことが分かった。また、競技では、生徒は試行錯誤しながらNXTによるロボットの作成、プログラム開発に取り組み、制御にはハードウェアとソフトウェアの両方工夫が必要であることを学んだ。以上のことから、本研究で取り上げた教材を使うことにより、生徒にコンピュータに関する理解を深められたと考えられる。