プログラミング教育

Pythonで動かすプログラミングロボットをご紹介!

2020年からの小学生からのプログラミング教育の必修化や、深刻化するIT人材不足の懸念もあり、IT教育の重要性が見直されています。(参考:新小学校学習指導要領におけるプログラミング教育/IT人材需給に関する調査)プログラミングは今後、男の子女の子関係なく必要不可欠なスキルとなるでしょう。とは言え、どのようにしてプログラミングスキルを伸ばせば良いか、迷っている保護者の方もいらっしゃいます。
そこで本記事では、お子さまが楽しく学べるPython(パイソン)を用いたプログラミングロボットについてご紹介します。Pythonを学び得られる知識はもちろん、最適な教材もご紹介しますので、ぜひ最後までお読みください。

プログラミングロボットで使用するPythonとは?

Python(パイソン)とは、プログラミング言語のひとつです。短くシンプルで分かりやすいコードで書けるため、初心者から上級者まで、幅広い分野・用途で使われています。
また、Pythonはオープンソースと呼ばれる、利用者が自由に改良や再配布を行えるプログラムです。Pythonは利用者が多いため、研究や開発データが共有されています。結果、他のプラグラミング言語よりも、AI(人工知能)や深層学習などに強い傾向があります。
このような理由から、子ども達へのプログラミング教育では、プログラミングの基礎から応用まで学べる目的で、Pythonが使われることが多いのです。プログラミングロボットとPythonを学ぶことで、プログラムだけでなく、ロボット工学や電子工学、理工学の知識も自然に身につくでしょう。

プログラミングロボットのPythonでできることは?

プログラミングロボットをPythonで制御することで、下記3つの学習効果が期待できます。

  1. AI活用
  2. データ収集
  3. 機械学習理解

AI活用

プログラミングロボットへPythonを使用して命令を与える過程で、基本構文やプログラミングの基礎はもちろん、AIの活用方法についても効率的に学べます。
前述したように、PythonはAIに優れた言語です。そのため、ロボットにデータを認識させ、予測させたり動きを制御したりするのに長けています。
たとえば、「音に反応して自動走行するロボットカーを作りたい」など、ラジコンのように人の手を使わずに、ロボットの遠隔操作も可能です。

データ収集

Pythonでデータ収集も行えます。ロボット制御でのセンサーから実世界でのデータ収集方法を学び、温度や湿度、明るさ、音量を収集し環境変化によってロボットの動きを変えることができます。
たとえば、「センサーで赤色のブロックを感知したら、ロボットアームで持ちあげる」などの命令も可能です。
コンピューターに命令を記述したり、考えたりする過程で、子ども達は「この動きをさせるには、どのデータが必要or足りないのか?」と、分析力や観察力を高められます。

機械学習理解

AIがデータ収集を行うことで、ロボットは最適なルートや方法を学習していきます。たとえば、障害物を避けながら目的地にロボットを走行させる際、何度もコースや障害物の情報収集や数値計算を行うことで、最初よりも早く、滑らかなトレース走行ができます。
データの蓄積と動作を繰り返すことで結果が変わる機械学習の概念について、スムーズに理解することが可能です。
Pythonでロボットを制御することで、パソコンだけでは得られない、より実践的な知識を得られます。

Pythonを使用したプログラミングロボットは?

Pythonを使用できる、レゴ社のプログラミングロボットをご紹介します。レゴ社製品のロボットは、レゴブロックと互換性があるため、製品の枠を超えた自由なカスタマイズも可能です。

なお、これらの製品はSTEAM教育を効率的に学習する教材として作られており、Science(科学)、Technology(技術)、Engineering(工学)、Arts(芸術)、Mathematics(数学)の5つの分野を統合的に学ぶことが可能です。
STEAM教育は、今後加速するIT社会に向け、問題解決能力や創造力を身に付ける教育法として文部科学省も推奨している教育法です。以前は、Arts(芸術)を抜いた「STEM教育」と呼ばれていました。

レゴ® エデュケーション SPIKE プライムセット

レゴ® エデュケーション SPIKE プライムセット」は、小学生(6歳〜12歳)〜中高生(13歳〜16歳)向けで、長く使用できる教材です。カラフルなブロックパーツを使い、さまざまなロボットや機械、ラジコンカーなどを組み立てる電子工作ができます。

たとえば、サーボモーターでロボットの動きを制御し、障害物を超音波センサーやジャイロセンサーを活用しながら、上手く避けながら走行することが可能です。プログラミングも、Pythonをはじめ、直感的な操作が可能なScratch(スクラッチ)にも対応するため、タイピングができない幼児や低学年でも、簡単にプログラミング基礎を学べます。
拡張セットを組み合わせることで、プログラミングの幅をさらに広げることもできます。
レゴ® エデュケーション SPIKE プライムセットについてはこちら

教育版レゴ®マインドストーム® EV3

「教育版レゴ®マインドストーム® EV3」は、9、10歳以上を対象とした教材ですが、タブレットを使用したScratchにも対応しているため、年長児や小学6〜8歳でも扱えます。
micro:bit(マイクロビット)と呼ばれるマイコンボードから、ロボットへ信号を送り、ロボットの方向や速度を調整するなど、複雑なロボット製作と詳細なプログラミングを行えます。
Python、Scratchの他、C言語、Java、mRubyなど、使用可能なプログラミング言語も豊富です。そのため、プログラミングの初心者入門から上級者や工学部希望の学生まで、幅広く高度なSTEM教育を学べます。
レゴプログラミングとScratchについて詳しくはこちら

ロボットプログラミングを学ぶには?

ロボットプログラミングを学ぶ方法をご紹介します。

ロボットプログラミング教室で学ぶ

直接、プロの講師から学び、実践的なスキルを取得するには、ロボットプログラミングに精通した教室に通うのが一番です。実際のロボットや学習キットを使うため、 自分のレベルに合った学習を効率的に学べます。

教室では同じ目標を持つ生徒同士で協力したり、情報を交換したりもでき、やる気やコミュニケーション能力も養えるでしょう。ただ、教室によっては教材を購入する必要があり、初期費用や月謝が高額になることや、教室によって学習方法や内容に差があるケースもあります。
そのため、教室に通う前に公式サイトや口コミの確認や、体験会への参加をおすすめします。

ロボットプログラミングの書籍で学ぶ

現在、ロボットプログラミングについて、初心者から上級者向けまで多くの書籍が販売されています。自分のレベルに合った書籍を選択できますし、あらかじめ書籍の評価を調べることも可能です。また、自宅で自分のペースで学べるため、スキマ時間でもコツコツ知識を積み上げられるでしょう。
デメリットは、不明点があっても質問できず、学習がストップしてしまう可能性が高いことです。また、ロボット技術の進歩は非常に速いため、購入した教材や本の情報が古くなることもあります。
他にも、自己学習の時間を持てない、モチベーションが維持できずに放置してしまうなども考えられるでしょう。

WebやYouTubeで学ぶ

最新の情報や実践的な知識を手軽に得るには、WebサイトやYouTubeで学ぶのがおすすめです。費用をかけず、無料で学べますし、動画であれば視覚的にも理解しやすいでしょう。
一方、インターネットは誰でも投稿できるため、誤った内容や情報を学んでしまうことや、情報が多いため、どの学習が自分に最適か見極めるのが難しいことです。また、無料で得られる知識や学習には限度があります。
実際、「無料でプログラミング学習可能!」と謳っているサイトやYouTubeも、一定以上のスキルを取得するには、高額な有料の会員サイトや、コミュニティに誘導されることもあります。

Pythonを使ったロボットプログラミングを学ぶならプログラボへ!

プログラボは、レゴプログラミングを活用した楽しく学べるプログラミング教室です。PythonやScratchなど、プログラミング言語だけでなく、ロボット工学の知識や問題解決力や創造・想像性、STEM教育など多くのスキルが身に付き、お子さまの将来に役立ちます
入会金や教材費は不要で、月謝のみで通えるため、高額な教材を購入する必要はありません。
「レゴプログラミングを学ばせたいけど教材費が高すぎる」と感じている方におすすめです。ちなみに、プログラボでは休んだ際に同じ週内であれば授業を振り替えられるので、急な用事があっても安心。
「早く次の授業を受けたい!」と、お子さまが思えるロボット教室ですので、プログラミングに興味があれば、男の子、女の子と性別に関係なくぜひご検討ください。

プログラボでは無料体験レッスンを開催していますので、お子様に合うかどうか見極めるためにも、ぜひ実際に足を運んでみてください。

ブロックロボットプログラミングの体験はプログラボへ

プログラボについて詳しくはこちら

ロボットプログラミングを体験できる東京メトロ・プログラボの教室

東京メトロが運営するプログラボは東京、千葉、神奈川にスクールを開設しており、無料体験授業を開催しています。各教室の詳細、無料体験のお申し込みは詳細をご覧ください。

レゴプログラミング教室についてのくわしい紹介はコチラ

東京都のロボットプログラミングが体験できる教室

  • 晴海校(2024年4月開校):都バス「ほっとプラザはるみ前」より徒歩3分 ※詳細
  • 目黒校:東京メトロ南北線・JR山手線・東急目黒線・目黒駅 徒歩3分 ※詳細
  • 茗荷谷校:東京メトロ丸ノ内線 茗荷谷駅 徒歩1分 ※詳細
  • 本郷三丁目校:東京メトロ丸ノ内線 都営大江戸線 本郷三丁目駅 徒歩1分 ※詳細
  • 月島校:東京メトロ 有楽町線 月島駅 徒歩2分 ※詳細
  • 葛西校:東京メトロ東西線 葛西駅 中央出口(高架下)徒歩2分 ※詳細
  • 曳舟校:京成曳舟駅から徒歩1分/東武スカイツリーライン曳舟駅から徒歩3分 ※詳細
  • 王子校:東京メトロ南北線 JR京浜東北線 王子駅 徒歩4分 ※詳細
  • 赤塚校:東京メトロ有楽町・副都心線 赤塚駅 徒歩2分 ※詳細
  • 綾瀬校:東京メトロ千代田線 綾瀬駅東口 徒歩2分 ※詳細
  • 東陽町校:東京メトロ東西線東陽町駅 徒歩4分 ※詳細
  • 西日暮里校:東京メトロ千代田線 都営日暮里・舎人ライナー 西日暮里駅 徒歩2分 ※詳細

千葉県のロボットプログラミングが体験できる教室

  • 津田沼校:JR総武線(東京メトロ東西線直通) 津田沼駅 徒歩3分 ※詳細

神奈川県のロボットプログラミングが体験できる教室

  • 鷺沼校:東急田園都市線 鷺沼駅 徒歩3分 ※詳細
  • 海老名校:小田急小田原線・相鉄線・JR相模線 海老名駅 徒歩1分 ※詳細

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