到達目標
C言語、Arduino言語などの様々なプログラム言語の基本的な文法を理解し，使いこなす技術を身につける。また、マイコンでIoTデバイスやセンサーを制御する技術を身につける。
(1) プログラム言語の基本的な文法を理解し、使いこなすことができる。
(2) ESP32マイコンを用いて、IoTデバイスの連携、センサーを制御するプログラムを作成できる。
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
| プログラム言語の基本的な文法を理解し、使いこなすことができる。 | プログラム言語の基本的な文法を理解し、使いこなすことができる。 | プログラム言語の基本的な文法をある程度理解し、使いこなすことができる。 | プログラム言語の基本的な文法を理解できず、使いこなすことができない。 |
| ESP32マイコンを用いて、IoTデバイスの連携、センサーを制御するプログラムを作成できる。 | ESP32マイコンを用いて、IoTデバイスの連携、センサーを制御するプログラムを作成できる。 | ESP32マイコンを用いて、IoTデバイスの連携、センサーを制御するプログラムをある程度作成できる。 | ESP32マイコンを用いて、IoTデバイスの連携、センサーを制御するプログラムを作成できない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
この講義では，ESP32マイコンを用いてマイコンの制御方法、データ処理のためのアルゴリズムなどの基本的な事柄を学ぶ。また、習得した技術を駆使して、立案した課題を解決できるシステムづくりの考え方ついて学ぶ
授業の進め方・方法:
講義と演習を交互に行い理解を深める。与えられた演習問題をこなすだけでなく、自分で問題を作ってみることが理解を深めるのに有効な手段である。演習では出力される結果をあらかじめ予想し、効率のよいデバッグ技術を身に付けることが必要である。
注意点:
成績は定期試験(70%)、課題レポート(30%)で評価する。定期試験の再試は行わないので、毎回の試験に全力を注ぐこと。また、課題レポートは必ずすべて提出すること。
成績は半期ごとに算出し、それまでの成績の累積平均をその時点の評価とする。
プログラムの自由製作課題は必ず提出すること。
プログラムを作成する上でタイピングスピードは重要である。普段からタイピングの練習をし、200kmp以上を目指すこと。
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
授業ガイダンス
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自分のPCにESP32マイコンのプログラム開発環境を構築することができる。
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| 2週 |
マイコンプログラミング1(液晶ディスプレイ) |
M5StickCPlusの液晶ディスプレイを制御することができる。
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| 3週 |
マイコンプログラミング2(スイッチ) |
M5StickCPlusを用いてスイッチを制御することができる。
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| 4週 |
マイコンプログラミング3(LED) |
M5StickCPlusを用いてLEDを制御することができる。
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| 5週 |
マイコンプログラミング4(I/O) |
M5StickCPlusを用いてI/Oポートを制御することができる。
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| 6週 |
マイコンプログラミング5(ブザー) |
M5StickCPlusを用いてブザーを制御することができる。
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| 7週 |
前期中間試験 |
前期中間までに習った内容を解くことができる。
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| 8週 |
前期中間までの復習
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前期中間までに習った内容について、自らの課題を認識し修正できる。
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| 2ndQ |
| 9週 |
マイコンプログラミング6(加速度センサー) |
M5StickCPlusを用いて加速度センサーを制御することができる。
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| 10週 |
マイコンプログラミング7(傾きセンサー) |
M5StickCPlusを用いて傾きセンサーを制御することができる。
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| 11週 |
マイコンプログラミング8(距離センサー) |
M5StickCPlusを用いて距離センサーを制御することができる。
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| 12週 |
マイコンプログラミング9(サーボモーター) |
M5StickCPlusを用いてサーボモーターを制御することができる。
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| 13週 |
マイコンプログラミング10(センサーの組み合わせ1) |
M5StickCPlusを用いて距離センサーとサーボモーターを組み合わせたプログラムを作成することができる。
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| 14週 |
マイコンプログラミング11(センサーの組み合わせ2) |
M5StickCPlusを用いて距離センサーとサーボモーター、ボタンを組み合わせたプログラムを作成することができる。
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| 15週 |
前期期末試験 |
前期期末までに習った内容を解くことができる。
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| 16週 |
前期期末試験までの復習 |
前期期末までに習った内容について、自らの課題を認識し修正できる。
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
マイコンプログラミング12(GPS1) |
M5StickCPlusを用いてGPSセンサーを用いて位置情報を取得するプログラムを作成することができる。
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| 2週 |
マイコンプログラミング13(GPS2) |
M5StickCPlusを用いてGPSセンサーを用いて時刻情報を取得するプログラムを作成することができる。
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| 3週 |
マイコンプログラミング14(WiFi)
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M5StickCPlusを用いてWiFiに接続するプログラムを作成することができる。
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| 4週 |
マイコンプログラミング15(サーバー)
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M5StickCPlusを用いて簡易サーバーを作成することができる。
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| 5週 |
マイコンプログラミング16(相互通信)
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M5StickCPlusを用いて、M5StickCPlus同士の信号のやり取りを行うことができる。
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| 6週 |
マイコンプログラミング17(相互通信2)
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M5StickCPlusを用いて、M5StickCPlus同士の信号のやり取りを行うことができる。
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| 7週 |
後期中間試験 |
後期中間までに習った内容を解くことができる。
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| 8週 |
後期中間試験までの復習 |
後期中間までに習った内容について、自らの課題を認識し修正できる。
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| 4thQ |
| 9週 |
マイコンプログラミング18(自由製作) |
ここまで習得した技術が社会のどのように役に立つのかをグループで考え、課題の把握・文献調査・計画を立案することができる。
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| 10週 |
マイコンプログラミング19(自由製作) |
ここまで習得した技術を駆使して、立案した課題を解決できるシステムを作成することができる。
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| 11週 |
マイコンプログラミング20(自由製作) |
ここまで習得した技術を駆使して、立案した課題を解決できるシステムを作成することができる。
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| 12週 |
マイコンプログラミング21(自由製作) |
ここまで習得した技術を駆使して、立案した課題を解決できるシステムを作成することができる。
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| 13週 |
マイコンプログラミング22(プレゼンテーション) |
自由製作で作製したプログラムについて発表することができる。
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| 14週 |
マイコンプログラミング23(プレゼンテーション) |
自由製作で作製したプログラムについて発表することができる。
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| 15週 |
学年末試験 |
学年末までに習った内容を解くことができる。
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| 16週 |
学年末までの復習 |
学年末までに習った内容について、自らの課題を認識し修正できる。
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
| 分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
| 基礎的能力 | 工学基礎 | 情報リテラシー | 情報リテラシー | 情報を適切に収集・処理・発信するための基礎的な知識を活用できる。 | 2 | 前1 |
| 論理演算と進数変換の仕組みを用いて基本的な演算ができる。 | 2 | 前1 |
| コンピュータのハードウェアに関する基礎的な知識を活用できる。 | 1 | 前1 |
| 情報伝達システムやインターネットの基本的な仕組みを把握している。 | 2 | 前1 |
| 同一の問題に対し、それを解決できる複数のアルゴリズムが存在しうることを知っている。 | 2 | 前8,前16,後8,後16 |
| 与えられた基本的な問題を解くための適切なアルゴリズムを構築することができる。 | 2 | 前8,前16,後8,後16 |
| 任意のプログラミング言語を用いて、構築したアルゴリズムを実装できる。 | 1 | |
| 情報セキュリティの必要性および守るべき情報を認識している。 | 2 | |
| 個人情報とプライバシー保護の考え方についての基本的な配慮ができる。 | 2 | |
| インターネット(SNSを含む)やコンピュータの利用における様々な脅威を認識している | 2 | |
| インターネット(SNSを含む)やコンピュータの利用における様々な脅威に対して実践すべき対策を説明できる。 | 2 | |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 70 | 20 | 0 | 0 | 0 | 10 | 100 |
| 基礎的能力 | 50 | 20 | 0 | 0 | 0 | 10 | 80 |
| 専門的能力 | 20 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |