1 高校・教科「情報」学習用動画コンテンツ Scratch とArduino による

高校・教科「情報」学習用動画コンテンツ
Scratch と Arduino によるプログラミング（フィジカルコンピューティング）
ねらい
光センサを取り付けた Arduino（マイコンボード）と Scratch（ビジュアルプログラミング言語）を使って簡単
なゲーム感覚のプログラムを作成する方法を理解する。
プログラムについては２と３で，Arduino と光センサについては４と５で，それぞれ解説する。
１．完成したプログラムの解説（1 分 56 秒）
https://youtu.be/O5MenZXvoFY
２．プログラムの作り方
(1) 光センサの値を数値として吹き出しに表示する（9 分 12 秒）
https://youtu.be/NAOy8vv0Y5o
(2) センサの値に応じてスプライトの大きさを変える（3 分 37 秒）
https://youtu.be/uwB4Q3xK13A
(3) スプライトを横に動かす（12 分 8 秒）
https://youtu.be/1XZxJ7OInkw
(4) スプライトの動きに合わせて軌跡を描く（1 分 40 秒）
https://youtu.be/euB9B-ea1kQ
(5) 光センサの値に合わせてスプライトを動かす（4 分 41 秒）
https://youtu.be/1AhPG9aIYFg
(6) 別のスプライトに衝突したらメッセージを表示する（5 分 17 秒）
https://youtu.be/TVSuS1E8uAU
(7) 衝突したら音を鳴らす（2 分 24 秒）
https://youtu.be/w0a7wuL9DV8
(8) マイクの音量を取り込む（1 分 51 秒）
https://youtu.be/SqHP9POXXs8
(9) Scratch で作成したファイルの保存と読込（0 分 53 秒）
https://youtu.be/QRaViyElsa4
３．制御構造（順次構造，繰り返し構造，選択構造）の解説（5 分 3 秒）
https://youtu.be/6wih3eey__o
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４．Arduino の各部の説明（2 分 21 秒）
https://youtu.be/Nrqo0H41k0I
５．光センサ回路を作って Arduino に接続する（6 分 20 秒）
https://youtu.be/cFbMQ3YtwnY
６．補足説明
（1）フィジカルコンピューティングとは（1 分 20 秒）
https://youtu.be/wuuE1z28MwQ
（2）Arduino とは（1 分 27 秒）
https://youtu.be/L9NtrZLPJEs
（3）Scratch とは（2 分 36 秒）
https://youtu.be/z0ABq45V5KE
７．ソフトウェアのダウンロードとインストール方法
(1)Arduino IDE
①Arduino IDE のダウンロード
https://www.arduino.cc/＞Download＞Window ZIP file (for non-admin install)＞JUST DOWNLOAD
（金額表示があるがこれは寄付）
ダウンロード後，右クリック＞すべて展開
②ドライバのインストール
Arduino IDE をダウンロードし解凍したフォルダをデスクトップなどの適当な場所に置く＞Arduino とパソ
コンを USB ケーブルで接続＞コントロールパネル＞ハードウェアとサウンド＞デバイスマネージャー＞
ほかのデバイス＞不明なデバイス＞ドライバーソフトウェアの更新＞コンピュータを参照してドライバー
ソフトウェアを検索します＞参照＞Arduino IDE フォルダ内の[drivers]フォルダを選択＞OK＞次へ＞イン
ストール＞閉じる＞デバイスマネージューに Arduino のドライバが追加されていることを確認する＞すべ
ての窓を閉じる
③Arduino IDE の初期設定
Arduino IDE フォルダ内の[arduino.exe]を起動＞ファイル＞環境設定＞[行番号の]のチェックを入れる＞
[Save when verifying or uploading]のチェックをはずす＞OK
④ボードとポートの選択
ツール＞ボード＞Arduino の種類（Arduino UNO）を選択
ツール＞ポート＞Arduino のポートを選択
⑤動作確認
ファイル＞スケッチの例＞01.Basic＞Blink＞ファイル＞マイコンボードに書き込む＞Arduinoマイコンボー
ド内の LED が点滅することを確認する＞Blink のプログラム内の delay の引数を 1000 から 100 に変更（２
箇所）＞ファイル＞マイコンボードに書き込む＞Arduino マイコンボード内の LED の点滅が速くなること
を確認する＞閉じる＞いいえ
⑥スケッチ（プログラム）の保存場所の設定
ここでは「Sketch」フォルダにユーザが作成したプログラムを入れると仮定する。
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任意の場所に「Sketch」フォルダを作成する。
ファイル＞環境設定＞スケッチブックの保存場所＞参照＞「sketch」フォルダの選択＞OK
以後，
「Sketch」フォルダにユーザが作成したスケッチ（プログラム）を保存する。
(2) Scratch for Arduino （S4A）のファームウエア（S4AFirmware16.ino）
①S4AFirmware16.ino ファイルのダウンロード
S4A と通信するためのプログラム（ファームウエア）を Arduino に導入する
http://s4a.cat/に接続＞[Downloads]>[Installing the Firmware into your Arduino]＞[here]を右クリック＞対象をフ
ァイルに保存＞デスクトップに保存＞ダウンロードしたファイル S4AFirmware16.htm の拡張子を[htm]から
[ino]に変更
②S4AFirmware16.ino ファイルを Arduino に書き込む
ArduinoとパソコンをUSBケーブルで接続＞Arduino IDEを起動＞ダウンロードし拡張子を変更したファイ
ル（S4AFirmware16.ino）を IDE から開く（ファイル＞開く）＞S4AFirmware16.ino を Arduino に書き込む
（スケッチ＞マイコンボードに書き込む）
(3)Scratch for Arduino（S4A）
①Scratch for Arduino（S4A）のダウンロードと展開
http://s4a.cat/に接続＞[Downloads]>[]Installing S4A into your computer]の[Windows]を右クリック＞対象をファ
イルに保存＞[S4A16.zip]をデスクトップに保存＞ダウンロードしたファイルの上で右クリック＞すべて展
開＞展開＞展開した [S4A16]フォルダ内の[S4A16.exe]ファイルを起動し，セットアップする＞[Program
Files(x86)]フォルダ内に[S4A]フォルダが生成する＞USB メモリなどの他の記録メディアにコピーする場合
は，[S4A]フォルダごとコピーする
②S4A の実行
S4A は常に Arduino とパソコンを USB ケーブルに接続した状態で動作させる必要がある。
以下の３つの方法がある。
(ⅰ)スタートメニューの S4A を実行する
(ⅱ)[Program Files(x86)]フォルダ内の[S4A]フォルダの中の[s4a.exe]を起動する
(ⅲ)USB メモリなどの記録メディアにコピーした場合は，[S4A]フォルダの中の[s4a.exe]を起動する
・参考文献
(1) 天良和男：フィジカルコンピューティングを取り入れた情報科教育の実践
～教科横断的学習や授業支援
システムによる反転授業を取り入れた授業展開～，日本情報科教育学会誌，vol7，No.1，pp.55-63 （2014）
．
・教材の入手先
Arduino UNO R3，USB ケーブル，ブレッドボード，CDS セル，電気抵抗，ジャンパー線
株式会社秋月電子通商：http://akizukidenshi.com/
株式会社スイッチサイエンス：http://www.switch-science.com/
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