プログラミング教育

2015.10.14
【レポート】柏陽高校・ラズベリーパイとセンサーを活用したデータ分析

CANVASが推進するプログラミング学習プロジェクトPEGページより転載。

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【柏陽高校・ラズベリーパイとセンサーを活用したデータ分析】
神奈川県立柏陽高校の間辺先生より、ラズベリーパイとセンサーを使ったデータ計測実習のレポートを頂きました!

温度や照度センサーなどでデータ収集ができるようになる環境を作り、身の回りの課題を着想することを目指した内容です。
授業は5回の講習を内容をわけて2つ実施。土曜日や夏休みを利用した授業にも関わらず、たくさんの生徒さんが参加してくれたようです。

講習①:
1日目 ラズベリーパイの使い方と組み立て方
2日目 ドリトルの使い方
3日目 ラズベリーパイへのドリトルのインストール、LED点滅
4日目 温湿度センサー、照度センサーの計測探検
5日目 温湿度センサー、照度センサーの計測グラフ化

講習②:
1日目 ネットワークの設定1
2日目 ネットワークの設定2
3日目 気圧センサーモジュールのハンダ付けと計測体験
4日目 格納サーバへのデータ送信体験
5日目 作品制作

生徒さんへのアンケートの内容から、センサーの接続やデータ収集など決して一筋縄にはいかなかったのが伺えましたが、データが反映されていく様子を可視化できたりとみなさん出ごたえを感じながら楽しむことができたようです。

実際に夏休みの研究の中で、ラズベリーパイをつかったデータ分析をしてくれた生徒さんもいたそうです!
合唱部に所属している生徒さんは音楽室が喉に優しい場所かどうかの研究して、データ分析から教室を使用するにあたり留意すべきことの提言をまとめました。
もうひとりの生徒さんは自分の部屋の温度と湿度を計測。真夏では、外の温度と部屋の中の温度の比較、室内は温度は下がりにくいが湿度は低いことを発見しました。
そのほかにも温度と湿度が植物の成長に影響や教室の過ごしやすさの比較など身の回りの問題を考えてデータ分析して解決策を導き出しました。

先日10月11日(土)に静岡大学にて開催された情報処理学会にて、この授業の論文を発表されました。論文の内容は情報処理学会の電子図書にてご覧いただけます。
(非会員の方は有料となります)
https://goo.gl/Mdz1nJ
学習環境をどのように構築したかの技術的な内容の論文は下記URLよりご覧になれます。
https://goo.gl/tRTC3L

授業の中で使われたプログラミング言語は「ドリトル」。
プログラミングには馴染みのない、生徒さんたちでも簡単に作ったり書き換えたりができるように作られています。
今まではラズベリーパイのGPIOに対応していませんでしたが、今回の授業のために開発元である兼宗研究室に協力を依頼し、センサーが対応できるようになりました。
ドリトルは公式サイトよりダウンロードできます。次のアップデートからラズベリーパイのGPIOに対応できるよう準備を進めてくださっています。
プログラミング言語「ドリトル」
http://dolittle.eplang.jp/

今後も一斉授業にて、今回の講習の内容をカスタマイズして実施されます。
生徒さんがどんな課題のためにラズベリーパイを利用していくのか楽しみです!!