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2020年プログラミング必修化!「作る」ことで分かるSTEM教育

第7回 学校や家庭でSTEMを学ぶときの具体的カリキュラムとは?〜鍵は「壊して作る」「手を動かして考える」〜

プロトタイピング——試作品が動く瞬間

計画ができたら、いよいよ手を使って「作る」作業に入るわけですが、いきなり完成品が現れるわけもありません。現実の世界でテストはできるが、最終形ではない製作物、つまり試作品を作る必要が生じます。試作こそが「ものを作る」作業の核をなすといっても過言ではありません。パソコンを前提としたモノ作りの場合、ソフトウェア上での作業とハードウェア上での作業の2つに分かれます。前者がプログラミング、後者がフィジカルコンピューティングといっていいと思います。

ただ、子どもたちにとって日常接することのない作業なので、メンターは最低限のことは提示しなければなりません。
いわば初動エネルギーのようなもの。動き出したら、手を加える必要はなく、動くに任せます。つまり、子どもたちに自由にプログラミングし、フィジカルコンピューティングしてもらいます。ここでも、メンターは子どもたちが自ら進んで行うよう仕向けることが大切です。自らが行うことで体験が自分のものになります。やらされて行うことは身に付きません。

最初のトライアルでいきなり試作品が動くことはまずありません。思うように動かないとき、プログラムか、回路か、配線か、はたまた素材か組み立てか、原因を推理します。仮説を立ててそれを検証するわけです。「試す」「直す」のサイクルの中で初めて、動く瞬間が訪れるはずです。

プログラミングとものを動かす作業は一体化して進めざるを得ません。動きを修正する際は、プログラムを変える方がいいのか、材料や組み立て方を変えた方がいいのか、手を動かしながらでないと見えてこないからです。試行錯誤をくり返しても、それでも動かないことはあります。
作業に詰まったら、メンターだけでなく、第三者に聞くことも一つの手です。周りにいる他の子どもに聞いてもいいですし、Webを通してコミュニティに接触してもいいでしょう。外部のアドバイスを参考にすることも、ものづくり体験の一環となります。

プレゼンテーション——失敗体験も隠さず語る

試作品が、ある程度、自分の思う通りに動きました。発想が形になる体験ができたわけですから、個人の作業としてはここで終了ということになります。次は、試作品を見せ、体験を話す、発表(プレゼンテーション)というステップへ誘いましょう。人には「自慢したい」という本能もありますから、メンターとしてはそこを刺激するのがいいと思います。

他人へ披露することで、評価を受け、改善へのアイデアを得ることができます。成功体験だけではありません。失敗体験も隠さず語ってもらいましょう。あらゆる体験が、同じ問題で困っている人へのアドバイスになる可能性があります。コミュニティを介してネットで世界中の人に見てもらう手もあります。次のものづくりへの強いモチベーションにもなります。

カリキュラムはマイルストーン

STEMを学ぶ際の展開例とポイントをお話ししました。ただ、カリキュラムで身に付くことは、ものづくりやプログラミングのスキルだけではありません。教育的効果としては以下のような能力を育むことにつながります。

1.ものづくりのアイデアを生み出すことで鍛えられる発想力
2.手順を考えることでのびていく企画力(計画立案力)
3.試作品を動かす過程で磨かれる問題解決力
4.他人の前で発表することで培われるプレゼン力

上記は、現実社会で生きていくための基本的な能力でもあります。その意味で、STEM教育を子どもたちに行うことは大変意義があると思います。ただ、実際に行うとなると、対象学齢や見なければならない人数、パソコンやネット環境など、さまざまな要因が絡んできます。特に小学校低学年以下の子どもを対象にするときには、理解力や体力に応じた工夫が必要になるかもしれません。

カリキュラムはあくまで航海におけるブイであり、道路のマイルストーンにすぎず、旅そのものではありません。どう応用するかは、メンターとしての教師や親の腕の見せどころです。失敗をおそれず、まずはトライしてみましょう。

STEM教育で磨かれるさまざまな能力。 STEM教育で磨かれるさまざまな能力。

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