工業高専の機械実習における安全の確保と可視化教材の開発に関する研究

• Project/Area Number: 18H00093
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: 1180:Education on school subjects, primary/secondary education-related
• Research Institution: Ibaraki National College of Technology
• Principal Investigator: 柴田 慶 茨城工業高等専門学校, 技術教育支援センター, 技術専門職員
• Project Period (FY): 2018
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥340,000 (Direct Cost: ¥340,000); Fiscal Year 2018: ¥340,000 (Direct Cost: ¥340,000)
• Keywords: フライス盤 / 可視化教材 / NC

Outline of Annual Research Achievements

研究目的
本研究は短い授業時間内で安全を確保しながら実験・実習を行わなくてはならないという課題を解決し、より高い目標「教育の質の向上」が自然に達成されるような効果的な教育方法の一手段を確立することを目的とした。
研究方法
これまでフライス盤の実習の授業ではテキスト等を用いて机上で説明した後、担当者が直接実機を使って加工の見本を見せ説明しながら実習に入っていった。この授業の流れを一部変更し、実機を使った説明の前にパソコン画面で可視化教材を活用した導入を行った。
使用したソフトウェアは、NC(Numerical Control)プログラムの加工シミュレーションが3次元でできるものである。このソフトウェアを用いてNCプログラムを実行させ、材料が完成品となるまでの加工されていく様子をソフトウェア上で見せることで加工の全体の流れを理解させた。その後、学生自身が工作機械を操作して加工に入っていくという授業の流れにして、どのような違いが出たかを調べた。
研究成果
このような導入を行った結果、危険性や加工の全体の流れを理解させた状態で実習を行うことができ、機械の操作ミスによる事故や怪我を防ぐことができた。また学生自身が自ら考えて主体的に加工を行うことができた。また製図の授業をほとんど受けていない学生対象の授業であったが、最初にパソコン画面で3次元モデリングを認識させて頭の中でのイメージが出来た状態で実習に入っていったため、全体的にスムーズに実習を行うことができた。
今後の課題としては、頭の中での全体の加工イメージは出来ているが工作機械に複数あるハンドルやレバーやボタンが覚えきれずに苦労していた学生も一部いたため、今後この点を解決していきたい。