2019 Fiscal Year Research-status Report
情報技術を利用したなるほど工学的ものづくり教室プログラムの創出
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19K03108
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
伊藤 伸英 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 教授 (70203156)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 工学教育 / ものづくり / 創造教育 / 情報技術 / プログラミング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，児童に対してプログラミング的思考を育み，さらにものづくりの楽しさを体験できる“情報技術を利用したなるほど工学的ものづくり教育”のプログラムの創出を目指すものである．このプログラムでは，大学生が上述の内容を実現させるための手段を考案し実施する．この行動を通して，大学生に対して主体性，積極性，協調性などの社会人力を育むことも目的としている．令和元（平成31）年度は，プログラム教育のコンテンツおよび加工教育プログラムの創出をする．次年度以降は，創出したプログラムでものづくり教室を実践し，その有効性を検証する．さらに，いままでに実践してきた“ものづくり教室”も開催し，児童にものづくりの楽しさを伝える活動も行う．
本年度は，情報技術を利用したものづくりプログラムの創出の一環として，Gコードに用いたプログラミングの教授方法およびそのプログラミングを用いたものづくりの方法について実践した．具体的には，「レーザ加工機でオリジナルプレートを作ろう」を開催した．このプログラムは，Gコードを用いてプログラミングをし，そのプログラミングで加工機が目的どおりに動かすことができるかを試すものである．この活動を通して，プログラムの難易度，ものづくりに対する興味度，教授方法の問題点などについて調査した．小学5－6年生を対象として実施した結果，大学生のアドバイスは必要ではあるが問題なく対応でき，考案したプログラムや教授方法に問題ないことを確認した．また，小学校に出向いてのものづくり教室も実施し，好評を得た．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
令和元（平成31）年度は，Gコードを用いたプログラム教育のコンテンツおよび加工教育プログラムの創出をおこない，小学生5－6年生（10人）を対象にしてプログラムの有効性や問題点の洗い出しを行った．具体的には，児童が馴染みやすいアニメキャラクタを用いたGコード練習教材を作成し，楽しみながら自分の意図する動きをいかにコンピュータで実現させることを実施するプログラム教育を作成した．さらに，この教育プログラムを用いて作成したプログラムでNC加工機（レーザ加工機）を制御し，その動作を観察することで自分たちがつくったプログラミングで加工機が制御できることを理解させ加工教育プログラムを実施した．
考案したプログラムにより，児童がGコードを用いた加工のプログラムを作ることができること，加工機に興味を持ったこと，ものづくりの楽しさを味わえることが実現できた．一方，大学生も自分たちが学修した加工機械の制御や使い方について，わかりやすく教えることでさらに理解が深まり，大学生にとってもよい経験となった．以上のように，児童および大学生共に，学びの効果がみられ，本年度の目標であるGコードを用いたプログラム教育の創出ができたものと判断した．また，小学校に出向いて，オリジナルマジックハンドを作ろう，ピタゴラススイッチで遊ぼう，割れないシャボン玉を作ろうなどの“ものづくり教室”を実施した．児童および小学校の教員から好評を得た．
上述のように，情報技術を利用したものづくりのプログラムの開発やものづくりの楽しさを伝える活動を実施し，順調に研究が進んでいるものと考える．
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元（平成31）年度は，Gコードを用いたプログラム教育のコンテンツおよび加工教育プログラムの創出をした．次年度以降は，Gコードを用いたプログラミング，画像処理や３D-CADを活用して設計を行い，最新の加工機でものづくりを行うプログラムを構築する．具体的には，“オリジナルのハンコ”をつくるプログラムを構築し実施する．児童は，大学生とともにGコード，画像処理，３D-CADを使って，オリジナルのハンコを考案・設計し，製作したデータをベースに加工機でオリジナルのハンコを製作する．
令和元年に実施したGコードのプログラミング教育の経験を踏まえ，令和2年度は画像処理や３D-CADを用いた設計に関わる教育プログラムおよび“オリジナルのハンコ”のプログラムの構築を行い，大学生とともにその実効性を検証する．令和3年度は，構築したプログラムを実施し，児童に対してプログラムが有効であるかを検証する．これらの活動とともに，小学校にでむいてのものづくり教室も実施し，ものづくりの楽しさを伝える活動も継続して実施する．
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| Causes of Carryover |
コロナ感染症の影響で、3月に予定していたものづくり教室が急遽中止となり、消耗品を購入しなかったため。本年度、実施する予定であり、その時の使用する予定。
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