Arduinoの宿題アイデア：授業の合間に進める8週間の学習プラン

1時間の授業のあと生徒がどこまで伸びるかは、次の授業までの6日間に何をするかで決まります。いちばん役に立つArduinoの宿題アイデアは、長いプロジェクトではなく、3つの層に分けた小さな課題です。キットなしの層：スマホでプロジェクトのコードを読んで理解し、短い問題に答える。キットありの層：授業で組んだ回路の1か所だけを変える、家での小さな実験。交流の層：フォーラムで質問する、またはほかの人の質問に答える。この3つの層から選んだ小さな課題を週に3つ、合計約45分行えば、1時間の授業の内容を定着させるには十分です。さらに、教育者向けコードを持っている生徒は、空いた時間に授業のプロジェクトだけでなく、アプリのほかのプロジェクトも見られます。授業外の学習が本当に広がるのはここです。

この記事では、生徒に出せる10項目の宿題メニュー、各課題の所要時間とアプリ内の場所、授業で扱ったテーマに合わせた8週間の授業外学習プラン、家にキットがない生徒のための代わりの課題、クラス管理画面なしで進み具合を確認する方法、保護者に送れる短いお知らせ、そして負担をかけすぎずにやる気を保つためのルールを紹介します。例は次の前提で作っています。週に1回、1時間のArduinoの授業があり、24人の生徒の大半がスマホを持っているものの、家にキットがあるのは一部だけです。クラスの状況が違う場合は、時間と課題の数を比例させて調整してください。

週1時間では足りない理由と、宿題の役割

1時間の授業では、生徒が回路を組み、コードを書き込み、LEDが点灯したころには授業の大半が終わっています。なぜ点灯するのか、どの行が何をしているのかを考える時間はほとんど残りません。1週間後の授業で、pinModeとdigitalWriteの違いや、待ち時間がミリ秒で書かれることを覚えていなければ、次の授業の最初の10分は復習に消えます。授業外の学習の役割は、新しいテーマを教えることではなく、授業で扱ったテーマを授業の合間に2〜3回もう一度目の前に出すことです。1回は読んで、1回は試して、1回は誰かに説明したり質問に答えたりして。

だからこそ、課題は小さくする必要があります。90分の課題が1つだと週末まで後回しにされ、多くの生徒は手をつけません。10〜20分の課題が3つなら、バスの中、休み時間、夕食の前にできます。課題を3つの層に分けると、キットの問題も解決します。家にArduinoがない生徒はキットなしの層と交流の層で1週間を終え、キットがある生徒はそこに実験を加えます。部品がないというだけで遅れる生徒はいません。

• キットなしの層（スマホで読んで理解する）：授業のプロジェクトや次のプロジェクトのコードを理解タブを読む、自分で試すの課題をまず紙で解く、今日のクイズに答える、コードガイドのカードを1枚終える。スマホかタブレットがあれば十分で、ボードは要りません。
• キットありの層（家での小さな実験）：授業で組んだ回路を家で組み直し、値を1つだけ変えます。待ち時間、しきい値、ブザーの周波数などです。USBから給電でき、はんだ付けが不要な回路に限ってください。
• 交流の層（フォーラム）：つまずいたところを学ぶ > フォーラムの質問カテゴリーで質問する、またはほかの人の質問に返信します。誰かに説明すると、読むだけよりも記憶に残ります。フォーラムは、先生以外にも助けを求められる場所があることを生徒に示してくれます。

宿題メニュー：10の課題、所要時間、アプリ内の場所

次の表は、毎週ここから課題を選ぶためのメニューです。各列には、課題の所要時間、キットが必要かどうか、生徒がBlueGraysのどこを見ればいいかを示しています。利用区分の列に注意してください。60件の無料のプロジェクト（各プラットフォーム20件）では、回路図、コード、ブロック、「コードを理解」を誰でも利用できます。プレミアムが必要な課題は、教育者向けコードを配った生徒か、自分でプレミアムに登録している生徒に出してください。今日のクイズ、コードガイド、「プロジェクトさがし」、フォーラム、7つの電子工作ツールは無料です。

1週間の枠組み：3つの課題で約45分

課題の内容は週ごとに変わっても、スケジュールは固定しておくと効果的です。どの日に何をするかが分かっていれば宿題が習慣になり、先生も毎週新しい指示を書く必要がなくなります。たとえば授業が火曜日なら、次の順番で、授業の1日後、3日後、5日後にテーマがもう一度生徒の目の前に出てきます。同じ45分を一度に使うのではなく間隔をあけて分けることで、次の授業までテーマが記憶に残ります。

1. 授業日＋1日（水曜日）、15分、読む：授業のプロジェクトのコードを理解タブを最初から最後まで読み、このコードの働きの要約を自分の言葉で2行にまとめます。次に、その週の命令のコードガイドのカードを開き、ミニテストを終えます。
2. 授業日＋3日（金曜日）、20分、やってみる：キットがある生徒は家で回路を組み直して値を1つ変えます。キットがない生徒は自分で試すの課題を紙で解くか、ツールのどれかを使って回路の抵抗を計算します。どちらの場合も、ノートに3行書きます。何を変えたか、何を予想したか、どうなったか。
3. 1週間を通して、10分、復習とシェア：3日に分けて今日のクイズ（1回約3分）に答えるか、フォーラムで1回質問または回答をします。授業の前の晩に5分使って次のプロジェクトの部品リストに目を通すのも、ここに含まれます。

8週間の授業外学習プラン：授業の内容から一歩先へ

次のプランは、入門プログラムでよく見られる順番に沿っています。デジタル出力、タイミング、ボタン、アナログセンサー、音、距離、温度と湿度、サーボモーターです。各行には、授業で行うプロジェクトと、その週の授業外の課題3つを示しています。プロジェクト名はアプリでの名前で、それぞれ無料かプレミアムかを書き添えています。最初の7週間の授業のプロジェクトと授業外の課題の大半は、無料のプロジェクトで行えます。プレミアムと書いた課題は、教育者向けコードを配ったクラスのための発展的な内容です。

プランを使うときは、3つの点に注意してください。1つ目に、授業外の課題は授業のプロジェクトをそのまま繰り返すのではなく、その一歩横に進みます。授業ではボタンでLEDを点灯（押している間のみ）、家ではボタンでLEDの点灯・消灯を切り替え。授業ではLDRで光の強さを測定、家ではLDRで作る常夜灯。生徒は見慣れた回路で新しい動きを見て、その違いを自分で考えます。2つ目に、クラスに教育者向けコードがない場合、6週目と7週目のプレミアムの読む課題は無料のプロジェクトに置き換えられます。発見 > プロジェクトの一覧で料金区分の絞り込みから無料のものを選び、同じテーマのプロジェクトを出してください。3つ目に、8週目の授業のプロジェクトはプレミアムです。コードがない場合は、生徒それぞれが「プロジェクトさがし」で選んだ無料のプロジェクトでその週を締めくくってください。

家にキットがない生徒のための代わりの課題

24人のクラスでは、家にキットがある生徒は少数派であることが多く、キットを買うのはどの家庭にとっても簡単ではありません。宿題をキットの有無に結びつけると、クラスは2つに分かれます。キットがある生徒は先に進み、ない生徒は最初から宿題をあきらめます。代わりに、キットがない生徒には、やってみる課題の代わりになり、同じように考えることを求める課題を出しましょう。次のどれもボードは不要です。スマホだけでできるものもあれば、紙とペンだけでできるものもあります。

• 予想してから確かめる：コードの値を紙の上で変え（たとえば信号機のコードで黄色の点灯時間）、LEDがどう動くかを書きます。次の授業で、同じ変更をボードに書き込んで予想を確かめます。
• 「自分で試す」を紙で：課題を読み、解答を書き、そのあとで初めて解答を表示と比べる作業にキットは要りません。ルールは、ヒントを見ずにまず挑戦することです。
• ブロックとコードを並べて：ブロックで表示をオンにして、各ブロックに対応するコードの行を見つけるのは、よい読解の練習です。ブロックから始めたクラスには特におすすめです。
• シミュレーター：パソコンがある生徒は、ブラウザで回路を組んでコードを動かせます。手順はTinkercadでArduinoをシミュレーションの記事にあります。
• 部品を知る：発見 > 部品にある130以上の部品ページから、その週の部品（LDR、ブザー、HC-SR04）を読み、3文の要約を書きます。
• 計算：「オームの法則」「LED用抵抗」「カラーコード」などの無料のツールで、授業で使った抵抗を計算し直します。ツールの全体は電子工作の計算ツールの記事で紹介しています。
• 学校でのキットの時間：できれば週に1回、休み時間か放課後に20分だけ実験室を開けましょう。キットがない生徒は、そこで学校のキットを使ってやってみる課題を終えられます。

進み具合の確認：クラス管理画面がない中でどう確かめる？

最初にはっきりさせておきます。BlueGraysには、先生がクラスの進み具合を確認できる管理画面はありません。生徒がどのプロジェクトを読んだか、どの問題に答えたかをアプリで見ることはできず、宿題を割り当てることもできません。教育者向けコードを配った場合、マイコード画面で分かるのは、どのコードを誰が使ったかと、コードの有効期限だけです。確認の手がかりは、生徒自身の画面と短い口頭チェックです。生徒は家で作ったプロジェクトで作りましたをタップします。するとそのプロジェクトは完了したプロジェクトの一覧に入ります。この一覧は、プロフィールの完了したプロジェクトの数をタップすると開きます。授業の始めに5分取り、毎週クラスの3分の1に1問ずつ質問しましょう。24人のクラスなら8人なので、3週間で全員と1回ずつ話せます。

教育者向けコードで授業外の学習はどう変わる？

無料版でも、授業外の学習の中心となる部分は十分にそろっています。60件の完全なプロジェクト（各プラットフォーム20件）、今日のクイズ、コードガイド、フォーラム、「プロジェクトさがし」、7つのツールです。一方、教育者向けコードがあれば、授業外の時間を授業のプロジェクトだけに限る必要がなくなります。コードを利用した生徒は、プレミアムの期間中、200以上のすべてのプロジェクトでステップ、コード、回路図を見られ、各プロジェクトのコードを理解タブとトラブルシューティングのセクションも開きます。つまり空いた時間に、気になった駐車センサー、RFIDカードリーダー、LCD付きの時計のコードを読み、つまずいたらトラブルシューティングの手順を確認できます。さらにマイ工房（家にある部品で作れるプロジェクト）、11のプレミアムのツール、今日のクイズの問題を好きなだけ解ける練習も加わります。生徒がカードを登録する必要はなく、コードを利用画面でコードを入力するだけです。パッケージの仕組みはクラス向けプレミアムコードの記事で説明しています。

どのパッケージを選ぶかは、授業外の学習に直接影響します。1か月コードは利用した日から30日間プレミアムになります。8週間の講座では生徒のプレミアムが途中で終わり、2つ目のコードを渡すと期間が合算されます。1年コードは365日間有効です。8週間の講座が終わっても約10か月残っているので、夏休みを含む空いた時間にすべてのプロジェクトを見続けられます。講座の終了後にコードを移行すると（年額のパッケージでは1コードにつき6回まで移行可能）、前の生徒のプレミアムはその時点で終わります。残りの期間を今の生徒に残すか、新しい生徒に回すかは、よく考えて決めてください。どんな場合にどちらが合うかは、教育者向けパッケージは月額と年額のどちらがいい？の記事で計算しています。

保護者への短いお知らせ

授業外の課題を出すとき、保護者が知りたいのは3つです。どのくらい時間がかかるか、家にキットが必要か、アプリがどんな情報を共有するかです。次の文面に学校や教室の情報を入れて、メッセージやメールで送ってください。［　］の部分を書き換え、教育者向けコードを配らない場合は、コードに関する2つの項目を削除してください。

• 件名：Arduinoの授業の授業外学習について
• こんにちは。［学校名または教室名］のArduinoの授業では、週に1時間学習しています。内容を定着させるため、授業の合間に、週に合計約45分の短い課題を3つ行うよう生徒にお願いしています。
• 課題のほとんどはスマホで行います。プロジェクトのコードを読む、短い問題に答える、学習カードを1枚終えるといった内容です。家にキットは必要ありません。キットを持っている生徒は、任意で小さな実験ができます。
• 家での実験は、パソコンのUSB接続（5ボルト）だけで動かします。コンセントにつなぐ回路を宿題として出すことはありません。
• 使用するアプリはBlueGrays（iOSとAndroid）です。生徒には［1か月または1年］のプレミアムコードを渡しています。コードの利用にカードや支払い情報は不要で、自動更新もされません。アカウントですでにストアのサブスクリプションが有効になっている場合はコードを利用できませんので、その際はご連絡ください。
• コードが利用されると、私には生徒の名前、ユーザー名、メールアドレス、プロフィール写真が表示されます。アプリでどのプロジェクトを見たかや、クイズの結果を見ることはできません。
• アプリのフォーラムは公開されています。生徒には、学校名や電話番号などの個人情報をそこに書かないよう伝えています。
• これらの課題は成績には含めず、できなかった週があってもペナルティはありません。お問い合わせ：［連絡先］

負担とやる気のバランス

• 時間に上限を設ける：1週間の合計は45分を超えないようにします。もっとやりたい生徒はメニューから追加の課題を選べますが、必須の部分は増やしません。
• 必須1つ、選択2つ：読む課題は全員必須にし、残りの2つは生徒がメニューから選びます。全員に同じ課題を出すより、選べるほうが自分ごととして取り組めます。
• 試験期間は軽い週に：その週は今日のクイズだけにします。生徒は習慣を続けながら、負担は増えません。
• 連続記録を必須にしない：連続記録が途切れると、完全にやめてしまう生徒もいます。休める日は無料版で週1日、プレミアムで週2日あります。このことを早めに生徒に伝えておきましょう。
• つまずいた生徒を1人にしない：「コードを理解」の困ったときはセクション、プレミアムのトラブルシューティング、フォーラムが最初の頼り先です。「20分やってもできなかった？　そこでやめて、授業で一緒に見よう」というルールがあれば、挫折を防げます。
• 早い生徒には深さを：早く終わった生徒は、「プロジェクトさがし」で自信があるので挑戦したいですを選んで、もっと難しいプロジェクトを見つけられます。新しいテーマより同じテーマの難しい版を出すほうが、クラスがばらばらになりません。
• 見えるようにする：毎回の授業の最初の5分で、2人の生徒に家でやったことを30秒で見せてもらいましょう。点数よりも、見てもらえることのほうがやる気につながります。

始めるのに大がかりな準備は要りません。次の授業の終わりにメニューを黒板に書き、最初の週の課題を3つ出し、その次の授業の始めに5分間の確認をするだけです。読む課題を深めたい場合は「コードを理解」と「自分で試す」の記事が、交流の層にはArduinoのフォーラムでの質問のしかたの記事が役に立ちます。プランのプロジェクトはすべて、回路図、コード、「コードを理解」のステップとともにBlueGraysアプリに入っています。最初の課題を出すときに、授業で生徒と一緒に一度アプリを開くだけで十分です。