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デジタルファブリケーションを取り入れた日本型STEM教育システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K01012
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 科学教育
研究機関宮城教育大学

研究代表者

門田 和雄  宮城教育大学, 教育学部, 准教授 (30756490)

研究分担者 村松 浩幸  信州大学, 学術研究院教育学系, 教授 (80378281)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードSTEM教育 / 技術教育 / デジタルファブリケーション / 3Dプリンタ / ロボット教育 / ロボット / ラジコンカー / 3Dプリンタ / アクティブ・ラーニング / カリキュラム開発 / 教材開発 / 機械要素
研究成果の概要

アメリカを中心とした諸外国で実践が広がりつつあるSTEM教育の取り組みに,3Dプリンタやレーザー加工機等のデジタル工作機械を活用したデジタルファブリケーションを取り入れて,日本の新学習指導要領の内容を踏まえた日本型STEM教育システムの開発を行った。先駆的に取り組んでいる台湾におけるSTEM教育の実地調査等を踏まえて,日本国内において3Dプリンタの教育利用に関する講習会やワークショップなどを行い,学校現場で実施可能な内容をまとめた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

この研究期間内においてもSTEM教育はさらに世界中に広がりが見られたが,2020年度から小学校,2021年度から中学校で開始される新学習指導要領にはこれらの文言は見受けられない。一方で日本では学校外の塾や教室でSTEM教育に取り組む事例が見受けられる。本研究では世界の教育の潮流として広がりつつあるSTEM教育について,3Dプリンタやレーザー加工機等のデジタル工作機械などを活用しながら,日本の新学習指導要領の内容を踏まえた日本型STEM教育システムの開発を行った意義は大きい。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (35件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] STEM教育を重視した台湾北部の自造者教育2020

    • 著者名/発表者名
      門田 和雄
    • 雑誌名

      日本STEM教育学会誌

      巻: 2 ページ: 33-40

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 中学校技術科「エネルギー変換の技術」における水圧駆動モデルの活用2019

    • 著者名/発表者名
      門田 和雄,大友 健司
    • 雑誌名

      日本産業技術教育学会誌

      巻: 61 ページ: 261-268

    • NAID

      130007962436

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 中学校技術科における教育用小型マイコンボードを活用したラジコンカーの開発2019

    • 著者名/発表者名
      門田 和雄,猪股 晃洋,長嶋 春樹
    • 雑誌名

      日本産業技術教育学会誌

      巻: 61 ページ: 297-304

    • NAID

      130007962430

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高雄師範大学を中心とした台湾南部の自造者教育の動向2018

    • 著者名/発表者名
      門田和雄
    • 雑誌名

      日本産業技術教育学会東北支部研究論文集

      巻: 11 ページ: 15-20

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 学校現場に3Dプリンタを導入するための教員研修プログラムの開発2017

    • 著者名/発表者名
      門田和雄
    • 雑誌名

      日本産業技術教育学会東北支部論文集

      巻: 10 ページ: 9-15

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Proposal of Digital Craft Introduction Model at Faculty of Teacher Training2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Muramatsu, Kazuo Kadota, Hideki Kawakubo, Daisuke Doyo
    • 雑誌名

      TENZ (Technology Education New Zealand) & ICTE(Asia-Pacific) Conference

      巻: 1 ページ: 223-231

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 顔検知による案内ロボットの開発2019

    • 著者名/発表者名
      菊池一真,長嶋春樹,門田和雄
    • 学会等名
      日本産業技術教育学会第62回全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 教育用マイコンボードを活用したライントレースロボットの開発2019

    • 著者名/発表者名
      内藤和希,猪俣晃洋,長嶋春樹,門田和雄
    • 学会等名
      日本産業技術教育学会第62回全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 教育用マイコンボードを活用した水上ロボットの開発2019

    • 著者名/発表者名
      草彅一輝,山縣広和,門田和雄
    • 学会等名
      日本産業技術教育学会第62回全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 小学校理科「生命・地球」におけるセンサを用いた観察・実験を支援する教材開発2019

    • 著者名/発表者名
      相澤果奈,門田和雄
    • 学会等名
      日本産業技術教育学会第62回全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] STEAM教育を取り入れた図画工作科の教材開発2019

    • 著者名/発表者名
      三浦眞子,門田和雄
    • 学会等名
      日本産業技術教育学会第62回全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 児童・生徒の好奇心を育む知的教材としてのねじブロックの開発2019

    • 著者名/発表者名
      橋本秀比呂,門田和雄
    • 学会等名
      日本産業技術教育学会第62回全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 異なる流体でシリンジを駆動する機構モデルの教材開発2019

    • 著者名/発表者名
      門田和雄
    • 学会等名
      日本産業技術教育学会第62回全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] STEM人材の育成を目指した社会実装指向のロボット教育2019

    • 著者名/発表者名
      門田和雄
    • 学会等名
      第37回日本ロボット学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 3Dプリンタを活用して東北の伝統工芸を学ぶ授業づくり2019

    • 著者名/発表者名
      門田和雄
    • 学会等名
      日本機械学会2019年年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 台湾・新北市における自造者教育の動向ー2019新北創客魔法市集に参加してー2019

    • 著者名/発表者名
      門田和雄
    • 学会等名
      日本機械学会技術と社会部門講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 教育用マイコンボードを活用した水上ロボットにおける機構学習に関する授業開発2019

    • 著者名/発表者名
      草彅一輝,山縣広和,門田和雄
    • 学会等名
      日本産業技術教育学会第37回東北支部大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 教育用マイコンボードを活用した自律走行ロボットにおける授業実践2019

    • 著者名/発表者名
      内藤和希,門田和雄
    • 学会等名
      日本産業技術教育学会第37回東北支部大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 音声認識機能を搭載した案内ロボットの開発2019

    • 著者名/発表者名
      菊池一真,長嶋春樹,門田和雄
    • 学会等名
      日本産業技術教育学会第37回東北支部大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] STEAM教育におけるデジタル機器を活用した図画工作科の授業開発2019

    • 著者名/発表者名
      三浦眞子,門田和雄
    • 学会等名
      日本産業技術教育学会第37回東北支部大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 小学校理科「生命・地球」における教育用小型コンピュータを活用した授業開発2019

    • 著者名/発表者名
      相澤果奈,門田和雄
    • 学会等名
      日本産業技術教育学会第37回東北支部大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 中学校技術科「エネルギー変換に関する技術」における水圧駆動モデルの活用2018

    • 著者名/発表者名
      門田和雄,大友健司
    • 学会等名
      日本産業技術教育学会第61回全国大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] micro:bitを活用したラジコンカーの開発2018

    • 著者名/発表者名
      猪俣晃洋,長嶋春樹,門田和雄
    • 学会等名
      日本産業技術教育学会第61回全国大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 図書館向け対話型ソーシャルロボットの開発2018

    • 著者名/発表者名
      長嶋春樹,大林大介,門田和雄
    • 学会等名
      日本産業技術教育学会第61回全国大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] デジタルファブリケーションを活用した掃除ロボットの開発2018

    • 著者名/発表者名
      大友健司,門田和雄
    • 学会等名
      日本産業技術教育学会第61回全国大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 問題解決学習としてのさくらんぼ収穫ロボットコンテスト2018

    • 著者名/発表者名
      門田和雄
    • 学会等名
      第36回日本ロボット学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] CAD/CAM設計ソフトウェアFusion360を活用したCAE解析2018

    • 著者名/発表者名
      門田和雄
    • 学会等名
      日本機械学会2018年年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] STEM教育を重視した台湾北部の自造者教育2018

    • 著者名/発表者名
      門田和雄
    • 学会等名
      日本STEM教育学会第1回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 大学教育学部における小学校生活科の授業実践2018

    • 著者名/発表者名
      門田和雄
    • 学会等名
      日本産業技術教育学会第36回東北支部大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ボディランゲージ機能を有する図書館案内ロボットの開発2018

    • 著者名/発表者名
      長嶋春樹,大林要介,門田和雄
    • 学会等名
      日本産業技術教育学会第36回東北支部大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] micro:bitを活用した機構と制御に関する教材の提案2018

    • 著者名/発表者名
      猪俣晃洋,長嶋春樹,門田和雄
    • 学会等名
      日本産業技術教育学会第36回東北支部大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 高校工業科の科目「電子機械」での活用に向けた掃除ロボット教材の提案2018

    • 著者名/発表者名
      大友健司,門田和雄
    • 学会等名
      日本産業技術教育学会第36回東北支部大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 中学校技術科における問題解決学習としての潅水ポンプ教材の開発2018

    • 著者名/発表者名
      千葉菜南,門田和雄
    • 学会等名
      日本産業技術教育学会第36回東北支部大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 工業高校専攻科におけるデジタルファブリケーション教育の取り組み2018

    • 著者名/発表者名
      岩松秀憲,情野勝弘,門田和雄
    • 学会等名
      日本産業技術教育学会第36回東北支部大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ロボット教育の講演「製作機器人不是夢」2018

    • 著者名/発表者名
      門田和雄
    • 学会等名
      台湾・成功大学,南科AI自造基地
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] デジタルファブリケーションを活用した日本型STEM教育の開発2018

    • 著者名/発表者名
      門田和雄
    • 学会等名
      日本アクティブラーニング学会第2回全国大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Scratchを活用した教育用コミュニケーションロボットの開発2017

    • 著者名/発表者名
      大林要介,門田和雄
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2017講演論文集
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 機械要素を活用したSTEM教育の授業設計2017

    • 著者名/発表者名
      門田和雄,太宰佑
    • 学会等名
      日本産業技術教育学会第60回全国大会講演論文集
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] デジタルファブリケーションを活用したSTEM教育2017

    • 著者名/発表者名
      門田和雄
    • 学会等名
      日本機械学会2017年年次大会講演論文集
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 高雄師範大学を中心とした台湾南部の自造者教育の動向2017

    • 著者名/発表者名
      門田和雄
    • 学会等名
      日本産業技術教育学会東北支部大会講演論文集
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ロボット教育におけるシステムと要素技術の進展2017

    • 著者名/発表者名
      門田和雄
    • 学会等名
      第18回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会講演論文集
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] 知っておきたい! モノのしくみ2019

    • 著者名/発表者名
      ジョン・ファーンドン、ロブ・ビーティー/著 門田和雄/監訳
    • 総ページ数
      80
    • 出版者
      東京書籍
    • ISBN
      9784487812493
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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