JP2019204106A - プログラミング学習用電子機器及びプログラミング学習用キット - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1に記載の学習用電気機器は、外部接続電極を有する複数の実装回路部品と、複数の実装回路部品相互の間を実装回路部品の外部接続電極を介して配線接続する配線パターンの形成された配線板と、配線板を挟んで実装回路部品の永久磁石を吸着する部品吸着板とを備える。そして、学習用電気機器は、実装回路部品の永久磁石が部品吸着板に吸着することで、実装回路部品に実装した回路素子を外部接続電極を介して配線板に形成された配線パターンに回路結合する。
このような構成によれば、プログラミングされたプログラムの実行結果として学習用電気回路のスイッチが作動する。よって、プログラミングの学習において児童や生徒にプログラムと当該プログラムの実行処理に基づくスイッチの動作との関連性を適切に実体験させることができる。
このような構成によれば、スイッチの記号がスイッチの近傍に描かれているのでスイッチとスイッチの記号との関連性が理解されやすい。なお、スイッチを基台の内側に設けるような場合、スイッチのある位置に対応する表面にスイッチの記号を描くことでスイッチの存在を想像しやすくなる。例えば、スイッチが認識できるように透明の基台を使った場合などには記号とスイッチとの関連性が容易に理解される。
このような構成によれば、駆動用の電源が必要なリレーを学習用電気回路のスイッチとして利用することができる。
このような構成によれば、プログラムの実行処理をする装置、例えばコンピュータやタブレットなどからスイッチ制御部の動作が制御されるようになる。また、コンピュータやタブレットで学習に適したプログラミング環境(ユーザインターフェイス)を提供すれば学習効果が高められるようにもなる。
このような構成によれば、スイッチ制御部でプログラムの実行処理が行われるようになることから、実験用の電気回路の構成が単純化され、学習に適した環境を提供することができる。
図1〜図4を参照して、プログラミング学習用電子機器及びプログラミング学習用キットの具体化された第1の実施形態について説明する。
スイッチ22は、例えば、Y14H−1C−3DS(直流3V小型リレー、接点容量:1A、HSIN DA(シンダ)プレシジョン製)等である。
電気回路10は、児童や生徒の学習用の回路である。ここで、児童は小学生に対応する年齢の子供のことであり、生徒は中学生及び高校生に対応する年齢の子供のことである。従来、電気回路10の学習には、電池ケース11と発光部品12とを使った回路や、電池ケース11と発光部品12と手動スイッチとを使った回路等が利用されている。しかし近年、身近な電気製品についてもプログラム処理に基づいて動作しているものが少なくない。そこで、プログラミングを体験することを通じて、プログラムの仕組みを体験的に学習させることが考えられている。
図3を参照して、プログラミングの一例について説明する。ここで、電気回路10に接続していないボタン部300のオン信号又はオフ信号がコンピュータ14に入力されることをユーザインターフェイス40で確認することができる。また、コンピュータ14のユーザインターフェイス40でスイッチ制御部30に対応するアイコンを操作すると、スイッチ22が開閉することを電気回路10の発光部品12で確認することができる。なお、こうした操作の背後では多数のプログラム処理が行われているが、児童等は、それらを意識することなくユーザインターフェイス40とボタン部300及びスイッチ22(スイッチ制御部30)との関係性を実体験し、理解することが可能である。
(1)プログラミングされたプログラムの実行結果として学習用電気回路のスイッチ22が作動する。よって、プログラミングの学習において児童や生徒にプログラムと当該プログラムの実行処理に基づくスイッチ22の動作との関連性を適切に実体験させることができる。このとき、電気回路10の学習に用いられる電気部品を利用してプログラミング学習用機器によるプログラミング学習が可能になる。
(5)駆動用の電源が必要なリレーを学習用電気回路のスイッチ22として利用することができる。
図5を参照して、プログラミング学習用電子機器の第2の実施形態について説明する。本実施形態のスイッチ部13は、発光素子23を備える点で第1の実施形態のスイッチ部13と相違する。そこで、以下では相違点を中心に説明し、同様である部分は、同一の符号を付しその説明を割愛する。
(7)電気回路10から発光部品12を省略することが可能になることから、電気回路10の構成を簡単にすることができる。
図6を参照して、プログラミング学習用電子機器の第3の実施形態について説明する。本実施形態のスイッチ部13は、ボタン24Aやセンサ24Bを備える点で第2の実施形態のスイッチ部13と相違する。そこで、以下では相違点を中心に説明し、同様である部分は、同一の符号を付しその説明を割愛する。
(8)ボタン24Aやセンサ24Bを、ボタン部300に代替することができるのでプログラミングの学習に必要な部品を減らすことができるようになる。
図7を参照して、プログラミング学習用電子機器の第4の実施形態について説明する。本実施形態のスイッチ部13は、基台50の構造とスイッチ制御部30の配置が第1の実施形態の基台20と相違する。そこで、以下では相違点を中心に説明し、同様である部分は、同一の符号を付しその説明を割愛する。
(9)スイッチの記号131がスイッチ22の近傍に描かれているのでスイッチ22とスイッチの記号131との関連性が理解されやすい。なお、スイッチ22を基台50の内側に設けるような場合、スイッチ22のある位置に対応する上面50Aにスイッチの記号131を描くことでスイッチ22の存在を想像しやすくなる。例えば、スイッチ22が認識できるように透明の基台50を使った場合などにはスイッチの記号131とスイッチ22との関連性をより容易に理解させることができる。
(第5の実施形態)
図8を参照して、プログラミング学習用電子機器の第5の実施形態について説明する。本実施形態のスイッチ部13は、基板からなる基台60の上面60Aにスイッチ制御部30やスイッチ22が露出配置されている点が第4の実施形態の基台50と相違する。そこで、以下では相違点を中心に説明し、同様である部分は、同一の符号を付しその説明を割愛する。
(11)これによってもプログラミング学習用電子機器の作成が容易になる。
なお上記各実施形態は、以下の態様で実施することもできる。
・上記第5の実施形態においてさらに、スイッチ22にスイッチの記号131が描かれたり、発光素子24が設けられたりしてもよい。
Claims (12)
- 絶縁性を有する基台と、
前記基台に設けられて、学習用電気回路の一部を構成する部分電気回路と、
前記部分電気回路に設けられている電源用接続部及び負荷用接続部と、
前記部分電気回路の開閉を切り替えるスイッチであって、プログラミングされたプログラムの実行処理に基づく指示に対応して前記スイッチの開閉を切り替えるスイッチ制御部からの指示に基づいて駆動される前記スイッチの配置される配置部とを備え、
前記基台の表面は、前記電源用接続部と前記負荷用接続部との間に前記スイッチを有していることを示している
プログラミング学習用電子機器。 - 絶縁性を有する基台と、
前記基台に設けられて、学習用電気回路の一部を構成する部分電気回路と、
前記部分電気回路に設けられている電源用接続部及び負荷用接続部と、
前記部分電気回路の開閉を切り替えるスイッチと、
プログラミングされたプログラムの実行処理に基づく指示に対応して前記スイッチの開閉を切り替えるスイッチ制御部と、
前記スイッチ制御部が前記スイッチの開閉を切り替えるための制御用電気回路とを備え、
前記基台の表面は、前記電源用接続部と前記負荷用接続部との間に前記スイッチを有していることを示している
プログラミング学習用電子機器。 - 絶縁性を有する基台と、
前記基台に設けられて、学習用電気回路の一部を構成する部分電気回路と、
前記部分電気回路に設けられている電源用接続部及び負荷用接続部と、
前記部分電気回路の開閉を切り替えるスイッチであって、プログラミングされたプログラムの実行処理に基づく指示に対応して前記スイッチの開閉を切り替えるスイッチ制御部からの指示に基づいて駆動される前記スイッチの配置される配置部とを備え、
前記基台の表面は、前記電源用接続部と前記負荷用接続部とを結ぶことを示す配線図が描かれているとともに、前記配線図の途中に前記スイッチを有していることを示している
プログラミング学習用電子機器。 - 絶縁性を有する基台と、
前記基台に設けられて、学習用電気回路の一部を構成する部分電気回路と、
前記部分電気回路に設けられている電源用接続部及び負荷用接続部と、
前記部分電気回路の開閉を切り替えるスイッチと、
プログラミングされたプログラムの実行処理に基づく指示に対応して前記スイッチの開閉を切り替えるスイッチ制御部と、
前記スイッチ制御部が前記スイッチの開閉を切り替えるための制御用電気回路とを備え、
前記基台の表面は、前記電源用接続部と前記負荷用接続部とを結ぶことを示す配線図が描かれているとともに、前記配線図の途中に前記スイッチを有していることを示している
プログラミング学習用電子機器。 - 前記基台の表面は、前記スイッチに対応する記号が描かれることにより、前記スイッチを有していることを示している
請求項1〜4のいずれか一項に記載のプログラミング学習用電子機器。 - 前記スイッチに対応する記号は、前記スイッチ、又は、前記スイッチの近傍に描かれている
請求項5に記載のプログラミング学習用電子機器。 - 前記スイッチはリレーであり、
前記スイッチ制御部は、前記リレーを駆動させるための電源を有している
請求項1〜6のいずれか一項に記載のプログラミング学習用電子機器。 - 前記スイッチ制御部は、有線通信又は無線通信を介して前記プログラムの実行処理に基づく指示が入力される
請求項1〜7のいずれか一項に記載のプログラミング学習用電子機器。 - 前記スイッチ制御部はさらに、前記プログラムの実行処理を行う処理装置を備え、前記プログラミングされたプログラムの実行処理を行う
請求項1〜7のいずれか一項に記載のプログラミング学習用電子機器。 - プログラミング学習用電子機器と、
前記プログラミング学習用電子機器と有線通信又は無線通信を介して通信可能なプログラミング装置とを備え、
前記プログラミング学習用電子機器は、
絶縁性を有する基台と、
前記基台に設けられて、学習用電気回路の一部を構成する部分電気回路と、
前記部分電気回路に設けられている電源用接続部及び負荷用接続部と、
前記部分電気回路の開閉を切り替えるスイッチと、
プログラミングされたプログラムの実行処理に基づく指示に対応して前記スイッチの開閉を切り替えるスイッチ制御部と、
前記スイッチ制御部が前記スイッチの開閉を切り替えるための制御用電気回路とを備え、
前記基台の表面は、前記電源用接続部と前記負荷用接続部との間に前記スイッチを有していることを示している
プログラミング学習用キット。 - プログラミング学習用電子機器と、
前記プログラミング学習用電子機器と有線通信又は無線通信を介して通信可能なプログラミング装置とを備え、
前記プログラミング学習用電子機器は、
絶縁性を有する基台と、
前記基台に設けられて、学習用電気回路の一部を構成する部分電気回路と、
前記部分電気回路に設けられている電源用接続部及び負荷用接続部と、
前記部分電気回路の開閉を切り替えるスイッチと、
プログラミングされたプログラムの実行処理に基づく指示に対応して前記スイッチの開閉を切り替えるスイッチ制御部と、
前記スイッチ制御部が前記スイッチの開閉を切り替えるための制御用電気回路とを備え、
前記基台の表面は、前記電源用接続部と前記負荷用接続部とを結ぶことを示す配線図が描かれているとともに、前記配線図の途中に前記スイッチを有していることを示している
ことを特徴とするプログラミング学習用キット。 - 前記学習用電気回路は、前記学習用電気回路用の電源と、電気の有無で状態が変化する電気機器と、前記プログラミング学習用電子機器の部分電気回路とが直列接続されてなる
請求項10又は11に記載のプログラミング学習用キット。
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"ものづくりのアイデアを「MESH」で実現しよう", 親子で始める プログラミング, JPN6019036757, 19 September 2016 (2016-09-19), pages 60, ISSN: 0004122726 * |
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