理科（気象学）発展講座

Blocky：気象学 + 工学コース

コースコード: TC-B-C-09

対象

小学4年生〜小学6年生

クラス人数

20〜40名の生徒

時間

総時間：9 時間

各回：1.5 時間（6回）

場所

校内教室（2.4G Wi-FiとPCが必要）

授業前の準備

授業で使用するパソコンに、以下のソフトウェアを事前にインストールしてください。

CP2102 ドライバー公式ダウンロード Arduino IDE公式ダウンロード

到達目標

一般的な気象データとその日常的な重要性を識別・説明する
IoTセンサーの基本概念とデータ収集・表示における役割を説明する
コア工学設計概念を理解し、システム動作フローを説明する
ブロックベースプログラミングを使用してセンサーデータを読み取り、インターフェースに表示・更新する
閾値とif-elseロジックを適用して簡単な気象状態/アラートルールを構築する
短期データを記録し、基本的な解釈と簡単な分析を行う
AI（LLM）をデータ分析のアシスタントとして使用し、プロンプトを書き、責任ある判断を行う
技術概念を明確に伝え、STEM知識を通じて実際の問題を解決する自信を構築する

評価方針

•授業活動と参加：30%
•気象タワー組み立て、センサー統合、プログラミング実習：40%
•データ分析とAI応用：30%

ツールとリソース

•Blocky気象ステーション
•大規模言語モデル（LLM）ツール
•ノートパソコン
•2.4G Wi-Fi

指導計画

セッション	テーマ	到達目標	時間
1	気象データとシステム基礎	•主要な気象データタイプ（温度、風速、風向、湿度、降水量など）をリストアップする •一般的な気象現象（霧、雨、雪、霜、雹など）の原因を理解する •基本的な気象モニタリングフローを説明する：センサー→プログラム/コントローラーボード→表示/アラート •グループ分けとデバイス設定を完了し、少なくとも1つのリアルタイムデータポイントを表示する	1.5 時間
2	気象ステーションの設置と点検	•気象ステーションの主要コンポーネント（センサー、ケーブル、コントロールボード、プラットフォームなど）を識別する •指示に従って基本的な組み立てと配線を完了し、電源/接続状態を確認する •エンジニアリングデバッグを理解する：まず現象を説明し、次に段階的にトラブルシューティングする	1.5 時間
3	プログラミング基礎（I）	•少なくとも3種類のデータを読み取りプラットフォームに表示するBlockyプログラムを構築する •更新頻度と読み取り安定性の概念を理解する •データ転送方法を理解する •プログラムロジックフローを段階的に説明する	1.5 時間
4	プログラミング基礎（II）	•閾値とは何か、連続データを状態に変換する理由を説明する •if-elseロジックを使用してセンサー読み取り値を閾値と比較する •条件に応じてプロンプト/警告/エラーをアップロードし、異なる状態を明確に提示する	1.5 時間
5	データ解釈とシナリオ分析	•基本的な要約（最大/最小/平均）を作成し、傾向（上昇/下降/安定/スパイク）を説明する •航空関連シナリオでのデータの影響を分析する •実際の状況での緊急対応と技術がどのようにリスクを軽減するかを理解する •データ分析におけるAIの役割とAI幻覚の概念を理解する	1.5 時間
6	ケーススタディとプレゼンテーション	•学んだ概念と気象ステーションの使用を日常生活に関連付ける •データに基づく意思決定を行う（例：強風/雨/湿度と活動/旅行計画） •統合デモを完成する：データ読み取り→表示→アラートルール適用→状態出力、安定動作 •システム目的、システム機能、ルール設計、データ意味、結論を明確に説明する	1.5 時間