転がさないSphero(スフィロ) 小学6年生「理科」プログラミングで省エネライトを作ろう!

皆さん!こんにちは。日田地区・九重地区を担当している矢幡です(^^)

春一番が吹いたとはいえ、まだまだ寒い日が続きます。子どもたちは寒さに負けず元気いっぱいです!

今回は、小学6年生の理科の授業で「Sphero(スフィロ)」という球体ロボットを活用したプログラミング学習の様子をお伝えします。
理科とプログラミングの組み合わせに悩んでいる方、必見の実践報告です!ぜひ最後までご覧ください。

はじまりは校長先生からのご相談

以前から九重町で6年生の理科を担当されている校長先生より、こんなご相談を受けました。
「学校にある球体ロボットを使って、プログラミングの授業ができませんか?」

教科書に載っているプログラミング教材は別の製品「Sony MESH(ソニー メッシュ)」でしたが、学校にあるのは2019年に購入された「Sphero」のみ。なんとかあるものを活用して授業を行いたいという、現場ならではの切実なご要望です。

「分かりました!やってみます!」と元気にお答えしたものの……
他の小学校での遠隔プログラミングの授業でSpheroを活用している事例を知っている程度。
実は私自身、Spheroを触るのは初めて。(汗)まずは充電器にセットするところからスタートし、公式サイトで使い方を猛勉強して、理科の授業でどう活かせるかを検証・提案し、今回の授業実現へと至りました。

今回の主役「Sphero(スフィロ)」とは?

今回教材として使用したのは、透明なボール型ロボット「Sphero SPRK+(スフィロ スパークプラス)」と、専用アプリ「Sphero Edu(イーディーユー)」です。

野球ボールほどの大きさの内部には、LEDライトはもちろん、「加速度センサー」や「ジャイロセンサー」など様々な機能がギュッと詰まっています。

最高時速7.5kmで走行するパワフルさも魅力です。 プログラミングも、直感的なお絵かきモードから、ブロック、そして上級者向けのJavaScriptまで、発達段階に合わせて選べる優れものです。(今回はブロックプログラミングを使用しました)

※フル充電に3時間必要です。

授業スタート:「身の回りのセンサー」って何だろう?

今回の舞台は、淮園(わいえん)小学校の6年生(元気な5名!)の理科「私たちの生活と電気」の単元です。
授業の冒頭、校長先生からこんな問いかけがありました。

「自動ドアやエスカレーター、トイレの電気……なぜ人が来ると勝手に動いて、いなくなると止まるのかな?」
「センサーがあるから!」「節電のため!」 子どもたちからは、生活経験に基づいた鋭い意見が飛び交います。

そこで本時のめあては「プログラミングをしてスフィロを光らせよう」
自分たちの手で「必要な時だけ電気がつく省エネな仕組み」を再現することに挑戦します。

支援員の工夫:Spheroの意外な使い方!?
ここからの技術的な指導は私、矢幡が担当しました。ヽ(^o^)丿

Spheroといえば、迷路を走らせたり転がして遊んだりするイメージが強いですよね?しかし今回は違います! なんと、紙コップの上に乗せて「センサー」として使います!( ゚Д゚)

これは、丸くて転がりやすいSpheroを机から落とさないための安全対策でもあります。「今日は床で転がしません!机の上でセンサーとして実験に使います」と伝えると、「えっ、走らせないの?」と少し驚いていた子どもたちでしたが、すぐに頭を切り替えて実験モードに入ってくれました。

いざ、プログラミング!「揺れ」を感知して光らせよう

1. 接続のワクワク感
まずはChromebookとSpheroをBluetoothで接続します。アプリから接続操作を行うと、紙コップの上でSpheroがグルグルと高速回転し、LEDがピカッと点灯! 「わぁー!動いた〜!」 この瞬間、子どもたちの興奮とモチベーションが一気に高まります!(^^)!

2. 人感センサーを「加速度センサー」で再現
基本的なLEDの点灯・色変更をマスターしたら、いよいよ「人が近づいた時(揺れた時)だけ明かりがつく」プログラム作りです。

日頃より、Scratch(スクラッチ)でのプログラミングに慣れているので、スイスイ授業が進みます!

人感センサー:揺れたとき=人が近づいた

加速度センサーを人感センサーに見立てて使用!

ここで活躍するのが「加速度センサー」。 「実はみんな、何もしなくても地球の重力(1くらいの力)が常にかかっているんだよ」という豆知識を交えつつ、「センサーが『3』以上の揺れ(しきい値)を感じたらLEDが光る」という条件設定を学びます。

プログラムを組み、Spheroを胸の前で握って素早く揺さぶると……ピカッ! 「おぉ〜!光った!」と教室中に歓声が上がりました\(^o^)/
マジックの様な演出です!

そして、少し難しい「しきい値」の調整も、アプリの加速度リアルタイムモニタリング機能を使えば視覚的に理解できます。机をドンッと叩いて数値の変化を確認しながら、トイレの人感センサーのような仕組みを見事作り上げました。

さらに進化!「省エネ」を意識したプログラムへ

しかし、これで終わりではありません。今のままだと、一度光ったら電気がつきっぱなしです。
校長先生から「これだと誰もいなくなっても電気がつきっぱなしだね。」と問題提起!

子供たちから「点きっぱなしで電気がもったいない!」とかえってきました!

そこで私から、「光った後に『待つ(ディレイ)』ブロックを入れて、その後に『消す』ブロックを足してみよう」とアドバイス。

ここからは子どもたちの試行錯誤の時間です。 「トイレなら3秒じゃ短いよ。5秒くらいつけておこう!」 「防犯用ライトなら、泥棒の忍び足にも反応するようにしきい値を小さくしよう!」 と、5人それぞれが目的を考えながら、点灯時間やセンサーの感度を夢中で調整していました。

そして、ついに自分たちだけの「省エネセンサー」が完成!
Spheroの前を横切ると……ピカッ!と光り、それぞれが設定した秒数が経つと……スッと消灯!

「やったー!消えた!」と、教室は大きな達成感に包まれました。
ただ光らせるだけでなく、「必要な時だけ点灯する」という省エネの条件を見事にクリアできました!

授業の最後には、校長先生から「今日みんなが作ったこのプログラムは、社会のどんなところで使われているかな?」という投げかけがあり、自動ドアや防犯カメラ、街灯など、自分たちの学びが実生活とどう結びついているのかをみんなで考えながら、本時の学習をしっかりとまとめることができました。

まとめ・先生との役割分担と「目的意識」

今回支援に入らせていただいて強く感じたのは、先生とサポーターの「役割分担」の重要性です。
校長先生が「理科的な課題の提示」や「社会との繋がり(省エネ)」をしっかりと考えさせ、私が「機器の準備、操作やトラブル対応」「プログラミングの技術的な翻訳」を担う。この強力なタッグにより、45分という限られた時間でも、非常にスムーズで深い学びの場を作ることができました。

また、ただ「プログラムを組む」だけでなく、「なぜそのプログラムが必要なのか?(電気を無駄にしないため)」という目的意識を持たせることで、子どもたちの試行錯誤の質が大きく変わることを実感しました。

今回は45分の授業でプログラミングを駆け足でお伝えしましたが、次回は他校で同じ内容を2時間いただいたので、前半はLEDが点灯するところまで、後半はLEDを省エネ化するプログラムを考える授業に改善して挑みます。

これからも、子どもたちが「なるほど!」「できた!」と目を輝かせるようなICT活用のサポートを、全力で頑張っていきます!(^o^)

では、今回も最後まで読んでいただき、ありがとうございました。

※本記事は、執筆者の体験談を元に生成AI(Gemini)を活用して構成・推敲・編集を行っています。

Sphero Edu
https://sphero-edu.jp/

文部科学省 小学校プログラミング教育の手引
https://www.mext.go.jp/content/000034099.pdf

【この記事を書いたサポーター】

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