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新しい機械の概念を理解させるための授業展開

A Study on the Teaching Materials for Learning

the Concept of Modern Machine

渡辺武 佐藤博 入蔵靖彦

TakeshiWATANABE HiroshiSATO YasuhikoIRIKURA

 本研究では，機械領域における学習の中に，従来の機械の仕組に加えて，最近一般的家庭に於いて もよくみられるセンサとコンピュータを備えた「新しい機械」についての概念を理解させる授業を実 践的に検討した．そこで「新しい機械」として全自動洗濯機を教材に取入れ，その仕組と働きについ て実験を通して理解させる授業を試みた．機械の中でのセンサとコンピュータの働きを理解させる実 験を行うことにより，生徒に全自動洗濯機をひとつの例とした「新しい機械」の概念について，理解 させることができた． キーワード：センサ，コンピュータ，制御，機械，教材

1．はじめに

 今日のわが国の豊で便利な生活は，機械や電気を中心 にした高度な科学技術と生産性により，我々の望む物が どこでも簡単に，そして安価に入手できることから成り 立っている．当然，生徒たちもその恩恵を受けた生活を 送っている．  しかし，その生活の陰の部分として，物を大切にしな い，工夫して製作できない，など中学校技術科に関して も数多くの問題点が指摘されており，物質面だけでなく 精神面においても，より合理的で豊かな生活を目指す生 徒の育成が課題となっている．このような点を考慮して 技術科では，今日の生活を支えている身近な製品を教材 として取り上げ，最新の科学技術の仕組みと働きを理解 させることが大切であると考える．  つまり，最近の機械技術の進歩は，コンピュータなど の電子技術と相まってめざましいものがある．その結果， 私たちの身近な所にも数多くの新しい機械が使われるよ うになり，私たちの生活も今まで以上に便利になった． しかし，本教科の機械領域の学習では，教科書でさえ， 電子技術を取り入れていない機械を教材にして学習して いるにすぎない．これでは時代の変化に追いつかず，学 習指導要領における機械領域の目標だけでなく，技術科 の目標である「生活に必要な基礎的な知識と技術の習得 を通して，家庭生活や社会生活と技術とのかかわり合い にっいて理解を深め，進んで工夫し創造する能力と実践 的な態度を育てる．」の達成も難しいであろう．  そこで，従来の機械にセンサとコンピュータが加わり， 身近な新しい機械として全自動洗濯機を題材に取り上げ て，その仕組みと働きを学習することは大変意義があり， 生徒の機械に対する意識を高めるだけでなく，正しく機 械を使用することにつながるものと考える．また，この 題材は，これからの機械や生活を考えていく上でも示唆 的なものであろう． II．実験授業 ＊技術職業科教室 ＊＊甲府市立西中学校  家庭にある最近の機械製品は，今までにないすばらし い機能を有し，我々の生活を便利で豊かなものにしてい る．それらの機械は，機械工学でいう機械の定義「①強 い材料でつくられた部品が組み合わされている．②それ ぞれの部品が定められた一定の動きをする．⑧受け入れ た動力を有効な仕事にかえている．」を単に満たしてい るだけでなく，各種のセンサとコンピュータを組み込ん でいる．すなわち，『新しい機械＝従来の機械＋センサ ＋コンピュータ』という概念が成り立っている．そして， 年々優秀な機械が登場し，今後もその開発がなされて行 くことは確実である．  技術と豊かな生活について考え，学習していく技術科 において，新しい機械の概念を学習することは，大変に 重要で意義のあることである．そこで，新しい機械とし て全自動洗濯機を教材に取り上げ，どのような教具を用 い，いかに学習を展開すれば，生徒に新しい機械の概念 が理解でき，これからの機械や生活について前向きな意 識を持たせることができるかを実験授業の目的とした．

皿．授業の方法

（1）実験授業の対象  甲府市立西中学校3年5・6組男子29名であった． （2）実験授業の期間と指導時間

 平成5年2月下旬の1時間と2時間の2回で，計

 3時間で行った． （3）検証資料  事前・事後調査問題を作成し，生徒の意識の変化  を考察した．

IV．授業の内容

 1．実験授業のための範囲と指導計画  表1に指導計画を示す．本授業は，機械30時間の中で， 単元「新しい機械の仕組み（3時間）」として行った． 2．学習指導案 （1）題材 新しい機械の仕組み （2）日時 平成五年2月25日（木）3・4校時，26日      （金）4校時 （3）場所 甲府市立西中学校教室，技術室 （4）目標 ・新しい機械の仕組みを人間の体に対比さ       せて説明できる．      ・自動化された機械に使われているセンサ       とコンピュータの働きを全自動洗濯機の       洗濯時間の設定を例にして説明できる． （5）展開（3時間）  授業展開を表2に示す．  3．全自動洗濯機の構造  全自動洗濯機は，汚れの質・汚れの量・洗濯物の量・ 衣類の質・洗剤の種類・洗剤の溶け具合い・水質を検出 し，300∼600通りの洗い分けをしている．汚れの質や汚 れの量を見分ける光センサと洗濯物の量を感知する布量 センサが確実に得た情報から本体に組み込まれているマ イクロコンピュータが，きめ細かく洗濯物の条件に適し た洗濯の仕方を選んでいる．従来の洗濯機では，人間が 目で見たり，手で持ったりして，洗濯物の量や汚れ具合 いを確認し，洗濯時間や水量を決め，人間がスイッチを 押していた．全自動洗濯機は，こうした人間が行ってき たことを各種のセンサとコンピュータとが行っている．  光センサは，光の強弱を電流や電圧の変化に変えるも のである．洗濯の汚れ具合いは，洗濯時の水の汚れに比 例し，それはまた，光の透過を妨げる．この光の変化を 太陽電池等の光センサで電気信号に変換し，コンピュー タに送り，洗濯物の汚れ具合い等を予め設定してある値 と比較・判断し，洗濯時間等を決めている．  4．本教具の仕組み  本授業では，太陽電池6個，懐中電灯6台，きれいな 水と4通りの濁った水の入ったビーカー各3個，デジタ ル回路計6台，GPIBボー一ド3台， A／D変換コンバー タ3台，LED表示用インターフェイス3台，パーソナ ルコンピュータ3台を使用し，小グループに分けて実験 させた．また，A／DコンバータとLED表示用インター フェイスは，自作のボー一ドを使用した．図1にその概要 を示す． 表1 指導計画 機械の仕組み・ Φ機械の構成、槻械の動力 Φ摩擦車・禽車伝導の仕組み ③ベルト・チェーン伝導の仕組み ④軸・軸受けの仕組み ⑤ばね・プレーキの仕組み ⑧ぬじのはたらきと仕組み ⑦リンク装置の仕組み ⑧カム装置の仕組み ⑪機械材料  5．本教具のプログラム  コンピュータの制御のために使用したプログラムは， BASIC言語で製作したもので，太陽電池で発生した電 圧を任意に設定した間隔（秒）でコンピュータのディス プレイに表示させると同時にその電圧をやはり任意に設 定した値（電圧）を境にして3つの範囲に振り分け，そ れぞれの色のLEDを点灯させるようにしたものである． 本授業では，2秒間隔で表示し，0．2Vと0．4Vを境にし て3つの範囲に分けた．プuグラムは，資料1のように なっている．  6．実験の概要 実験1，2を行った．その概要を以下に示す． （1）実験1  この実験は，太陽電池が水の濁り具合いを感知するセ ンサとして働くことを確かめるために行ったものである．  まず，太陽電池と懐中電灯の間にきれいな水の入った

図1 本教材の概要 ビーカーを置き，懐中電灯を太陽電池に向けて点灯させ る．そして，ビーカーの中の水を通過した懐中電灯の光 によって太陽電池に発生した電圧をデジタル回路計によっ て測定する．  次に，太陽電池と懐中電灯の間隔はそのままで，濁っ た水の入ったビーカーに置き換えて，同様に懐中電灯を 点灯させて発生した電圧を測定する． （2）実験2  この実験は，人が任意に設定した値を基にコンピュー タとセンサとによって，水の汚れ具合いを3つの範囲に 振り分けできることを確認するために行ったものである．  3通りの汚れた水の入ったビーカーの汚れ具合いを目 で見て，順位を付けておく．

 次に，実験1の装置にA／D変換コンバータとLED

表示用インターフェイス，GPIBボードが接続されたパー ソナルコンピュータを加えた実験装置を使用し，実験1 と同様に太陽電池と懐中電灯の間にそれぞれのビーカー を置いて，光を当てる．その時太陽電池に発生した電圧 と，どのLEDが点灯したかをそれぞれ観察して記録する． 図2に実験2の概要を示す． 図2 センサーとコンピュータによる実験  7．授業展開の概要 ①全自動洗濯機の働きを確認する． ②洗濯時間を決めている要素と，人はどのようにそれら を判断しているのかを確認する． ③全自動洗濯機は，汚れ具合いをどのようにして判断す るのか考える． ④太陽電池がセンサとして利用できることを実験1によっ て確かめる． ⑤コンピュータを利用することによって汚れをいくつか の範囲に分類できることを実験2によって確かめる． ⑥人の体と全自動洗濯機の仕組みとを対比させて「新し い機械」の概念を理解させる． ⑦身近な所にある全自動洗濯機以外の「新しい機械」を 考えさせる．  8．学習シート  学習シートを図3，4に示す．解答も示してある．  この学習シートは，板書の量を減らし，授業の効率と 生徒の理解を高めるために，学習の流れにそって，OH Pシートとも対応させながら，教師の発問への答えや実 験結果の記入，まとめなどに使用した．  まず学習目標は，「全自動洗濯機の仕組を知ろう」を 明確にした．次に，洗濯機は「機械」であることを教科 書により確認した．全自動洗濯機では，何を自動的に行 うのか尋ね，発表させた．さらに洗濯の行程を確認し， 「洗濯時間」の決定は，何をもとに決めているか考えさ せて発表させた．「汚れ具合」「洗濯の量」「布の種類」 を人間が目や手で判断して決めていることを，発表と結 び付けて説明した．そして「汚れ具合」を調べるために は，どんな器具や方法があるか考えさせ，汚れた布をビー カーに入れ，水の濁り方の違いをヒントとして「太陽電 池」「CdS光導伝素子」などの，光の強弱を検出するこ とにより「汚れ具合」を決めていることを理解させた． センサの種類と働きをまとめた後に，実験1を行い測定 値等を発表させた．さらに実験2を行い測定値等を発表 させ，人間と全自動洗濯機とを比較して，『新しい機械＝ 従来の機械＋センサ＋コンピュータ』という概念を理解 させた．最後に，身近なところにある新しい機械の例を あげさせた．

 9．OHPシート

 使用したOHPシートを図5∼8に示す．

 図5は，全自動洗濯機が洗濯物の汚れ具合いを洗濯液 の濁りから光センサが検出している部分を示したもので， センサの働きを理解させるために使用した．  図6は，全自動洗濯機のセンサ及びコンピュータの働き

表2 授業展開 学 習 の 流 れ 教  師  の  活  動 生  徒  の  活  動 備   考 はじめ 目標の提示 洗濯機と機 Bとの関係 全自動洗濯 @の働き 洗濯の順序 一番重要な ﾆころ 洗濯時間の ?阯v素

CH1

全自動洗濯機のしくみについて学習して ｢くことを知らせる。 w習シートを配布する。 濯機は機械なのか質問をする。 濯機の構造の図を提示する。 @械の定義と照らし合わせ、機械である ｱとを確認させる。 S自動洗濯機は、何を自動的に行うのか qねる。学習シートに記入ざせて発表さ ｹる。 軏{的な洗濯の順序と内容を学習シート ﾉ記入させる。 ｱの中で一番重要なところはどこなのか ｿ問し確認する。 濯の時の何が大切なのかを質問しノー gに記入、発表させる。時間に重点を置 ｢て学習することを知らせる。 濯時間の決定は何をもとに決めている ﾌかを質問する。学習シートに記入させ 驕B ｻれは人のどの部分がどのように行って ｢るのかを考えさせる。 E  ● ●  ● 合  ● 一  ’  一  ●  ・  −  s 吟  ・  ・  一  一 一  一  一 一 一  一  一  一  一 巳  一  一 一  一  ●  ● 一  一 一 S自動洗濯機の場合は、何がどのように ｻの判断を行っているのかを汚れ具合い ｩら洗濯時間を決定していることを題材 ﾉして学習することを知らせる。 ?鼡?№｢を調べるためには、どんな部 iや方法があるのかを考えさせる。 ?黷ｽ布を見せる。 ?黷ｽ布で濁ったビーカーの水を見せ、 ﾇのようにしたら濁り方の違いを掘べる ｱとができるのかに絞る。 qントとして電気を利用することを述べ 驕B 挨拶をする。 w習目標と学習内容を知る。 @      ◎_{濯機は機械であるか考え、答える。} 濯機は機械であることを確認する。 w習シートに記入し、発表する。 w習シートに記入して理解する。 濯そのものであることを確認する。 w習シートに記入し、発表する。 @洗い方 @時間など ?鼡?≒ 濯物の量布 ﾌ種類など学 Kシートに記入する。学 Kノートにまとめ、発表する。汚 鼡?㊧齧ﾚ→脳で判断し指示を出す。洗 物の量一手→    〃布 ﾌ種類一目・手→    〃・ @ ・  口  ・  一  一  ●  一  一  一  一  一  一  一  一  一  一  一  一  ・  ・  一  ≡  一  一  一  一  一  一  一  一  ・  一  一  ■  ■  一次 ﾌ学習内容を知る。考 ｦる。小 Oループになって話し合う。  ｾ陽電池 

bdS光導伝素子など

習シートO

gPlO

gP20

gP30

gP4−

@ ■  一  一  ■ ●  ■  一  一  一  一  一 一  一  一  一  一布 rーカー1 間の判断の

ﾟ程

  一  一  一  一  ’  一  一  ●   一  一  ●  ・ …       ． 自動洗濯機 ﾌ場合を焦

_化

れ方の違い 調べる方

@

センサとし ﾄの太陽電

r

実験1

CH2

一 ■ ●  一 一 一 一 一 一 ● 一 ● 一 一 一 一 ・ ● コンピュー ^の働き 教具1 @太陽電池 @懐申電灯

@ビーカー1

f 一  ● ●  一  ●  ● ●  ●  ・  …       一  ●  一  一

ZHP5

ｳ具2

@A／D変換器

@ビーカー2，3，4 @太陽電池 @懐中電灯 @コンピュータ

nHP6

ｳ具2

@ビーカー5

OHP7

OHP8

太陽電池の電圧の変化を利用すればよい ｱとを説明し、センサとして働くことを mらせる。 d灯を濁ったビーカーに当て、発生 ｷる電圧の変化を確認させる。学習シー gに実験結果を記入させる。 ﾀ験結果を発表させる。 黶@， 一 ■ 一 一 一 ● 一 ● ● ● ● ● ● ● 一 一 一 一 一 一 一 一 一 ・ 一 一 ● ● ● ● ・ ． ・ ● ● d圧を数字で表示していることに着目さ ｹ、全自動洗濯機では意図的に設定した Rつの範囲内に測定した電圧の値を振り ｪけて、洗濯する時間を決定しているこ ﾆを説明する。 ｱのように、測定した電圧を基にして、 ﾇの範囲に分類されるのかを判断して次 ﾌ動作の指示を出しているものがコンピ ?[タであることを説明する。 C意の汚れた水の入ったビーカー一に懐中 d灯を当て、3つの範囲のどこに振り分 ｯられるかを調べる実験をグループに分 ｯて行わせる。 l聞の体と全自動洗濯機を対比させた図 使って、新しい機械＝今までの機械＋ Zンサ＋コンピュータであることを説明 ｷる。 Vしい機械の概念について学習シートに ﾜとめ、発表させる。 ｼの量や布の種類についてもそれぞれの Zンサとコンピュータが働いていること 付け加える。 ｩ分達の身近にこのような新しい機械が ﾈいか考えさせ、学習シートに記入し、 ｭ表させる。 太陽電池の性質を知り、センサとして使 ｦることを理解する。 ﾀ験を行い、電圧が変化することを確認 ｷる。 d圧を学習シートに記入する。 ﾀ験結果を発表する。 黶@一 一 一 一 ■ 一 一 ● 一 一 ● ● ● ● ● 一 一 ● 一 一 一 一 一  一 一 工 白 φ 一 ’ 舗 一 一 一 一 ’ ｪ定した電圧を数字に置き換えているこ ﾆを知る。 ｬり分ける範囲を任意に設定できること 知る。 Rンピコ．一タの働きを理解する。 ?ﾌにごり方の違いにより3つの範囲に ｪ類されてランプが点灯することを実験 ﾉよって確認する。 Vしい機械の仕組みを理解する。 Vしい機械の仕組みについて学習シート ﾉまとめる。 S自動洗濯機の他の自動化されている部 ｪについてもそれなりのセンサとコンピ ?[タが使われていることを知る。 g近なところにセンサーやコンピュータ 組み込んだ新しい機械が使われている ｱとを知る。 w習シートにまとめる。 実験2 新しい機械 ﾌ概念   ●

CH3

コンピュー ^の応用

CH4

おわり

学習目標

学習シート1

       年  組  番氏名 全自動洗濯機のしくみを知ろう。 洗濯機は「機械」といってよいのだろうか？ 教科書に出てきた3つの条件を満たしている。 機械といってよい。 全自動洗濯機では、どんな自動化がなされているのだろうか。？ ・・蹴聡［三三コ…るため1・、どんな器・や方法をと・て いるのだろうか。？       水       ク

      霊薪｝一槽 i

       光の強弱を検出       編 給水、排水、洗濯（洗濯時間・洗い方）、すすぎ、脱水、など。 光センサ、温度センサ、圧力センサ、など。 働きは？ 洗濯の行程は、どうなっているのだろうか。？

  薗・薗・図・圃・團・国・薗

      洗濯の行程の中で一番大切なところは？（Oで囲む） ［洗濯時間］・決定“をもと・決めて…だ・・b’。一？ 光、温度、圧力などの変化によって電圧や電流が変化する。

実験工

電庄はどのくらいでし たか． 人の場合

1懸三灘鷺墓；：1

水の状態 電 圧 きれいな水 汚れた水 （表示計）      （光センサ）

口貿

（ビーカ）       懐中電灯

無≡［コ

図3 学習シート

学習シート2

＿年＿組＿番氏名

実験2

目で見た袴れの   （3） （2） （1） 大音い順 ビーカーA ビーカーB ビーカーC         1

B定。 、α4W，

0．4Ψ∼0．2Ψ i ‘ ） i ⑱ ）0．2V以下 ライトの色   （ 黄 ） （ 橿 ） （ 赤 ） 測定した汚れの   （3）大嘗い順 （2） （1）

新しい機械とは？

全自動洗濯機   のO合 検出  → 比較・判断・命令 → 操作 （よごれ具合） （洗濯時間の設定） （作動） 人の場合  → 目・手 →    脳 →   手 全自動洗濯機→光センサ  → コンピュータ →電気スイッチ 新しい機械 ＝＝ 今までの槍械 ＋  （ センサ ） 十  （コンピュータ） 身近なところにある新しい概械の例をあげてみよう． 電気掃除機 電子ジャー エアコン etc

水

槽＼

タ ン ク        三

㌔⊂液の濁度三ド

図5 センサの働きを理解させるために使用したOHP 図4 学習シート

人

の

場

合

目

↓

表示計 センサ

田

光センサ

↓

貿

コツプ

↓

懐中電灯

2i訊

    記 憶    比較・判断

新しい機械

センサ

脳

電V 圧 0．6 0．5 0．4 0．3 0．2 0．1 0 3 コンピュータ 6 9 レベル1 レベル2 レベル3 12 洗濯時間  分

↓

手

↓

↓

モーター、弁等のスイッチのON、 OFF 図6 センサとコンピュータの働きを理解させるために

使用したOHP

情報の検出→情報の処理→命令→作動

図8 新しい機械の仕組みをまとめたOHP    感覚器（知覚） 人（目手・耽ど） 新 し い 機 械

⑰的9

検出器 （センサー）

図

手   （スイッチを   入れる） 電気スイッチ

⑪＿＿

図7 新しい機械を教えるために使用したOHP を理解させるために，人が行う場合と対比させて提示した．  図7は，全自動洗濯機を離れて，「新しい機械」の基 本的な仕組みを捉えさせるために，人の体と対比させて 提示した．  図8は，「新しい機械」の仕組みのまとめとして提示し

      事前  事後鯛査

      ＿＿年＿組＿番氏名 1．全自動洗濯機で洗濯をする場合、その洗濯時間は布の量や種類のほかに主に洗 濯物の何によって決められているのですか。    ①  また、洗濯時間を決めるための検出器は何ですか．    ② 2，次の文の（ ）の中に適切な語句を記入しなさい。  センサは、温度・③・圧力などの変化を（④）の変化に置き 換える働きをするもので人間の（⑤）に相当している。  センサにより検出した値は、 ⑥）で表され、 ⑦）が設定した 範囲を（⑧）し、その範囲のどこiこ入るかを（⑨）して、次の動作 の（⑩）を出すものが（⑪）であり、人間の（⑫）に相当する 働きをしている．そしてコンピュータは、機械を作動させる（⑬）を人聞 の（⑭）に代わって入れることもできる・ 3．次の文の（ ）の中に適切な語句を記入しなさい。  二層式洗濯機は、布の種類・量・ ⑮）などを洗濯をする人が目で見て   ⑯）を決めてスイッチを入れていた。しかし最近の全自動洗濯機は、人 の代わりに（⑰）と（⑱）が（⑲）を決めてスイッチを入れ てくれるようになった。新しい機械［全自動洗濯機］は、今までの機械［二層式 洗濯機］に（⑳）と（⑳）が加わってできている・ 4．新しい機械といえる製品とその働きを簡単に説明しなさい。 製品名         働き 5．授業を通して一番興味があったところはどこでしょうか。

図9 事前（問題1∼4）事後（問題1∼7）調査問題

た、

 10．事前・事後調査  事前事後調査問題を図9に示す．調査問題は事前が4 題，事後が問題5∼7を加えた7題からなる．問題1は， 全自動洗濯機の働きとセンサについて，問題2は，セン サの働きとコンピュータの役割を人間の感覚器との対応 について，問題3は，全自動洗濯機の仕組みと「新しい 機械」の概念について，問題4は新しい機械の例につい てそれぞれ調査したものである．問題5∼7は授業の中 で，興味のあったことを，理解しにくかったところを， 機械についての考えをそれぞれ記述する問題である．    ぼ  問題4’新しい機械といえる製品とその働きを簡単に説明しなさい。    （ここでは製品名についての回答結果を示す）

    事前        

事後   回答率  （％）      回答率  （％） 100  80   60   40   20   0      0   20   40   60   80  100 オーデオ 掃除機 エアコン その他 無回答

V．結果と考察

図11 問題4の結果  事前・事後調査問題の結果を図10∼13に示す．  図10にSP表を示す．空欄は正解， xは不正解を示す． 事前調査に対して事後調査の結果は，全体的に正解が多 くなっており，新しい概念の機械についての理解が深ま り，行動目標に迫ることができたと考えられる．しかし， コンピュ・一一タの働きについては，まだ十分に理解できて いないところもあった．これは，今までにコンピュータ についての学習をまったくしていないため，今回の少な い時間で初めて出てきたコンピュータの仕組・働きを， その仕組みとともに系統的に理解できなかったためでは ないかと考えられる．  図11に問題4の結果を示す．事後に掃除機エアコンの 製品名を記述している．  図12に問題5の結果を示す．興味があったところとし て「汚れをセンサやコンピュータが調べてくれる」，「セ ンサの働き」「実験」「機械の仕組み」等があり，授業に 興味があったことがわかった．  図13に問題6の結果を示す．「特になし」と回答した   問題5授業を通して一番興味があったところはどこでしょうか。         回答率（％） 0        20       40       60       80       100 0 図12 問題5の結果 問題6授業の中で理解しにくかったところはどこでしょうか。 20 回答率（％）

40  

6① 80 100 図13 問題6の結果

 7

 3

 4

 13  Z7

 6

 2

 18  14  19 生11 事前鯛査         問題番号 15  1  4  13 20  18 17  14 12 10  21 19 16  6  5  11 9  7  3  8  2

      X  ××X ×

     ×  × ×   X× ×××X

 ×X×   X  

×××  ×X××X

 × ××× X  ×XX ××× ×XX

_×X

XX 

XXX×X ×X×××  XX

    X×× XX×X××X×XX×XX

  ×  ×X XX××××××X××XX

  ×XXX××X XXXXXXX××XX

××X ×××XX× ×X X××××××

       ××X×X××

  X

徒1×

番24×××××X×××××XX×××

号23X××XXX×XX××××××X××

 22×XX×××××X×××X××××XX×X

 20×XXXXXXX×××XX××X×X×××

 扮XXX×X××XXX×XX×XX××XXX

 羽×X×X××XXX×X××××XX××XX

 泌××X×××X××X×X××X×X××××

 おXX××XX×××××X××X×XXX×X

 21

_{××X×X××××．X××XX×××XXX×}

 17×X×X××XX×××X××X×XXX××

 16XXX×X××XX×X×X×××X×XXX

 15XX××X××X×XX××××××××XX

 12×X×××××X×X××××XX×X×××

 】OXX××X×××X×××X×××XX×X×

 9××X××××XXX××××X×XX××X

 l XX×XXXX×××××XXXXX×X’XX

×××．×X×××××X

 ×XX××X×X××X××X×××X

XX× ××X××XX×X．××X××X

_{XX××XXX××××XX×××XXX}

      XXXX

      ××  18

 7

 16  14

 3

 19_生17 徒11 番易 号10

 6

 4 ×

 2

 1  13  9  21  12         事後鯛査         問題番号

151718162U①123191011114546972138

      X 

××

XX

X ××  X

     X

    ×

    ×

×XXXX

  X    ×  ××

 XX

× X X × × X× X× ×X  X・    × ×  X  X X  X  × X

 ×XX

  ×  X ×××

X   X 

×

 × ××XX

 ×  × 

XX

 ×X  XX

  XX× 

×

     XXX

     X××

  ××  × ・x

   XX  

×

    X 

×X

   X 

X  X

  X××X ×X

×X  X× XX

× × X X×X

X     XXX

  X××× ×

XX

   XX

   × ×X××X××

×X× XXX×X××X×

_{×  × X ×X × ×}

      ×XX××X

  ××××X X 

_×X××X

X 

_X×X×X

 ×XXXXX

××XX××

 ××X××XX××X××

XX×X××XX××XXX

図10事前・事後調査問題の結果（スケーログラム，空欄は正解，×は不正解を示す）

者が約半数いたが，「センサの役割」「機械のしくみ」と 回答した者も4分の1いた．これらから考えると，身近 にある「新しい機械」については，学習する前まではほ とんど意識していなかったのに対して，学習後は，新た な視点で機械を意識するようになったと判断できる．  そのほか事後調査から，今回の授業を通して，生徒に 「新しい機械」を構成しているセンサやコンピュータに 高い関心を持たせることができたと考えられる． VI．おわりに  「新しい機械」の概念を今回初めて授業で扱い，その ための教具と授業の展開について検討した．すなわち， ひとつの試案として実験授業を実践し，いくつかの成果 を修めることができた．実験で使用した教具は3セット であったが，もっと多く用意できれば一層の成果が得ら れると考えられる．  教具もLEDの代わりに電気スイッチとしてのリレー を使って，ランプをつけさせるなどの改良を加えるとよ り分かりやすい授業になると考えられる．  今後は，学習指導要領の完全実施に伴い情報基礎領域 の学習とのかねあいを考えた具体的な指導計画を立てる 必要がある．特にこの部分は，時間をかけてじっくり学 習することが大切ではないかと考える．  最後に本研究を行うに当たり助力をいただいた東京大 学真保良吉博士に感謝する． 資料1 本教材のプログラム（N88 BASIC） 50 ， Test program for GPIB and LED 52，使用デジボル    TR6846（ADVANTEST） 54’GPIBアドレス  PC9801：0（8h40｝   TR684612 （8h22，02） 56’tt測条件       電圧（F1）3000mVレンジ（R4） 58’LEDインターフェース1／Oアドレス  8hD8，8hDA，8hDC，8hDE 60’    インターフェースコマンドアドレス  8hDE 62’    LEDデータアドレス（ポートA）  8hD8 64’    LEDデータと色の対応 1：green 2：yellow 4：0range 8：red 66’LEDの色と電圧の関係は130−160行で定義します 99 ’ 100 DEFINT I−N： DIM VL（4，2），L（4） 110 GOSUB 770 120 0UT 8HDE．8H80： IPT＝8HD8 130 VL（1，1）冨一IE◆20： VL（1，2）＝．00001 140 VL（2，1）＝．4 ：VL（2，2｝＝1E＋20 150 VL（3．1）エ．2 ： VL（3，2）エ．4 160 VL《4，1）＝0 ：VL（4，2）＝．2 170 FOR I＝1 TO 4： L《1）＝2＾（1−1）： NEXT I 180 ， 1901NPUT”データを保存するファイル名を入力して下さい”；F＄ 200 1F F＄＝旧δ THEN 310 210 0N ERROR GOTO 280 220 A＄＝ATTR＄（F＄） 230 0N ERROR GOTO O 240PRENT‘’＊＊プアイル”；F＄；”は既に存在しています．” 250PRINT”よろしいですか？（n！y｝” 260 A＄＝INKEY＄： IF A＄＝’￠⇔ THEN 260 270 1F A＄＝°°yt°OR A＄＝’°Y，． THEN 310 ELSE 190 280 RESUME 290 290 0N ERROR GOTO O 300 ° 3101NPUT“計測のインターバルを入力して下さい（sec）”；1TV 320 1F ITV〈＝O THEN ITV＝4 330 1F ITV＞2 THEN 360 340PRINT“＊＊インターバルが2秒以下の場合は、タイムカウンターにエラー” 350PRINT”  を生じる事があります。” 360PRINT”時計をリセットしますか？（y／n） ・t 370A＄＝INKEY＄： IF A＄＝t”， THEN 370 380 1F A＄＝”n，’OR A＄＝”N°°THEN ITR＝O ELSE ITR＝1 390 ， 400 1F F＄＝旧゜THEN 430 410 0PEN F＄ FOR OUTPUT AS ＃1 420 ° 430PRINT“sでスタート、 q終了’t 440 1SET lFC 450 1SET REN 460 CMD DELIM＝0 470 WBYTE 8H3F．8H40，8H22，＆H4； 480 PRINT O2；“F1，R4，Ml“ 490 PRINT O2；°°PR2．1）LO，Sl” 500 ° 510 A＄＝INKEY＄： 1F A＄＝，°■°° OR A＄＝”sti THEN 520 ELSE 510 520 lF ITR＝1 THEN TIME＄＝°°00：00：00” 530 ， 540 WBYTE 8H3F，8H40，8H22，8H8； 560 T＄＝TIME＄ 570 1NPUT ＠2；A＄： ’print a＄ 580 L＝LEN（A＄）： B＄＝RIGHT＄（A＄，L−3）： V＝VAL（B＄｝ 590 1F MID＄（A＄，3・1）＝”o”THEN PRINT T＄，°°Over flow°°： GOTO 620 600 PRINT T＄，V言lv V”： X＝USRO（0） 610 ° 620 1F F＄＝’”‘THEN 640 630 PRrNT ＃1，T＄；，’．1v；B＄ 640 11＝0： FOR I＝1 TO 4 650 rF V＞＝VL（1，1） AND V〈VL（1．2） THEN I I＝IT＋L（1） 660 NEXT I： OUT lPT，11 670 TT＄＝T＄： GOSUB gOO： TO＝T＋ITV 680 TT＄＝TIME＄： GOSUB gOO： IF TO＞T THEN T＄＝TT＄： GOTO 720 690 PRINT °， ＊＊ Time interval is not correctTt 700 A＄＝lNKEY＄： IF A＄＝Mq” OR A＄＝⇔Q” THEN CLOSE ＃1： END 710 GOTO 540 720 TT＄＝TIME＄： 1F T＄；TT＄ THEN 720 730 A＄＝1NKEY＄： 1F A＄＝⇔qt°oR A＄ピ’Q” THEN cLosE ＃1： END 740 GOSUB 900： IF TO＞T THEN T＄＝TT＄： GOTO 720 750 GOTO 540 760 ° 770 DIM IMCX（48） ？80 1SEG＝VARPTR（IMCX（0），1）： J1＝VARPTR（IMC％（0）） 790 DEF SEG＝ISEG： 1＝JI 800 FOR N＝O TO 34： READ A＄： POKE 1．VAL（IT＆H“◆A＄）： 1＝1＋1： NEXT N 810 DATA 50，1E，16，57，90，90，90，90，90，B8，60，00，8E，D8，8E，DO 820 DATA BF，44，00，90，90．90，CD．C4，90，90，90，5F，17，1F，58，90 830 DATA 90，90，CF 840 DEF USRO＝J1： RETVRN 850 ° 900 T＝VAL（LEFT＄（TT＄，2））＊3600◆VAL（MlD＄（TT＄，4，2））＊60＋VAL（RIGHT＄（TT＄，2）） 910 RETURN