小学生のためのアルゴリズム学習支援システムの構築

小学生算法学习支持系统的构建

基本信息

批准号：
20K03085
负责人：
鈴木宏
金额：
$ 0.83万
依托单位：
Nagano National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

小学生が、コンピュータについての概念を学び、ゲーム感覚でアルゴリズムを勉強でき、プログラミング的思考を身に付けられるシステムとして、迷路画面上のキャラクターを机上で動かし、スタートからゴールまで動くようなアルゴリズムを考え、キャラクターの進み方に対応した動きをシールや絵によりプログラムとして紙に描き、学校などでマイコンを用いて画像解析を行いLED表示などによりキャラクターを自動で動かす独自のシステムを考えた。令和元年度に試作したLED表示機器を、令和２年度改良してドットマトリックス型にした。令和３年度は、ドライバーモジュールを用いて配線が少なく制御ソフトも簡単になった。また、LED表示とドットマトリックス表示の両方が同じ回路で実現でき、処理を行うためのソフトウェアもまったく同じものが使用できる。さらに令和３年度は、ソフトウェア版を製作し、LEDなどのハードウェアが一切必要なく，ソフトウェアのみで実現でき、タッチスクリーンディスプレイを使用し、専用のケースに入れることで持ち運びできる小型化にすることができ、低学年児童にも扱いやすいシステムとなった．令和４年度は、ソフトウェア版の改良として、迷路の難易度を上げる多くのゲーム性（ワープや鍵とドアなど）を導入するなどした。また、最近は小学生低学年から、タブレットが貸与されていることから、ソフトウェア版をタブレット上で動かせるようにシステムを拡張した。研究実施計画では、令和４年度に実際の出前授業などを行いながら改良することになっていたが、コロナ禍のため実際に低学年児童にシステムを使ってもらうことができず、事業期間の延長を申請し承認された。令和５年度は、出前授業を実際に行って低学年児童に使用してもらい、難易度や操作性などの改良点を見つけよりよいシステムとしたい。

作为一个让小学生可以学习计算机概念、以游戏的方式学习算法、获得编程思维的系统，我们设计了一种算法，可以在桌子上的迷宫屏幕上移动角色，从起点移动到目标。我们设计了一种独特的系统，其中我们使用与角色进度相对应的贴纸和图片在纸上绘制程序，使用学校的微型计算机分析图像，并使用 LED 显示器和其他方式自动移动角色。 2019年试制的LED显示装置于2020年改进为点阵式。 2021财年，使用驱动器模块来减少布线并简化控制软件。另外，LED显示和点阵显示都可以用同一电路实现，并且可以使用相同的软件进行处理。此外，在2021财年，我们将创建不需要LED等任何硬件、仅用软件即可实现、使用触摸屏显示器、并且小型化以便可以在特殊情况下携带的软件版本。该系统即使对于年幼的孩子也易于使用。 2020 年，软件版本的改进包括引入了许多增加迷宫难度的游戏功能（扭曲、锁和门等）。此外，由于最近向低年级的小学生借用了平板电脑，因此系统已进行了扩展，以允许软件版本在平板电脑上运行。研究实施计划是在2020财年通过实际现场授课来完善该系统，但由于冠状病毒大流行，实际上不可能让低年级的孩子使用该系统，并且我申请的项目期限有限。延期并获得批准。 2020财年，我们希望进行现场授课，让低年级的孩子使用该系统，在难度和可操作性上寻求改进，使系统更加完善。