| 研究課題/領域番号 |
15K00915
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
杉山 文子 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (80162907)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 3Dプリンター / 折り紙 / 初等･中等教育 / ものづくり |
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| 研究実績の概要 |
不況時に見られる見せ掛けの理系志願者増加が深刻な状況になってきている。大学では理系に興味が無い学生が理系学部に在籍することで、理系学部全体のレベルが低下している。世界的に見ると、科学･技術立国といわれ、「ものづくり」を得意とした日本の地位を揺るがす状態となっている。この問題を解決するために、真に理系好きの子供たちを育てるべく、折り紙を用いた教材開発を行ってきた。成果はあったが、さらに「ものづくり」にまで発展させるには自ら「ものづくり」を体験することが重要だと考え、「ものづくり」の元となる想像力を養う折紙に「ものづくり」を実践できる3Dプリンターを組み合わせた教材を提供することを研究の大きなテーマとした。
大学、高等専門学校には既に3Dプリンターが導入されつつあり、文科省が高等学校、中学校にも3Dプリンターを導入する計画を立てている。そこで、生徒に教える立場にある教員が3Dプリンターを使えるようにすることが導入に際しての第1の関門であると考え、教員用に3Dプリンターの使用方法を説明した冊子を作ることにした。学校で使用するプリンターとして容易に手に入るABSやPLA樹脂積層型のプリンターを用いたプリンターの使用条件を調べた。予想以上に技術的な問題が多く、まだ、3Dプリンターが発展途上にあることがわかったが、そのような状況でも温度、積層ピッチ、等使用する際のコツを明らかに出来た。また、3DCADフリーソフトによる3D構造物の作成についても、簡単なものを教員が自作できる解説を作った。
折紙で製作した教材との関連として3Dプリンターで出力したものとは、材質が大きく異なることから、まず、「厚さ」、「剛体折り」の問題を解決すべきであることから、「厚さを考慮した折畳み」および「剛体折り可能な折畳み法」に関する研究を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
3Dプリンター導入に際して参考にしたカタログ、製作見本に比べ、実際に製作した物のグレードはかなり低く、使用方法もきわめて面倒なものであった。したがって、誰がやってもある程度のグレードまで持っていけるような条件を探索するのに、かなりの時間がかかった。また、同じ程度の値段の3Dプリンターでも出来上がりにかなりの違いが有り、その点をどう克服するかはまだ未解決である。
3DCADソフトも、フリーのソフトはかなり使いにくい。しかし、研究の目的が、「費用をかけずに自作できる」というものであるから、「いかにわかりやすく解説するか」を考えるのに時間がかかり、完全なものはできていない。また、ソフトの性質もそれぞれ異なることから、個別に使用方法を解説する必要があり、この点についてもまだ、未解決である。
当初の目標は、指導書を広く公開することであったので、以上の状況より、進捗状況としては、「やや遅れている」とした。
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| 今後の研究の推進方策 |
いままでに作製してきた折紙モデルを元に厚さ、剛性などを考慮して3Dプリンターで出力できるモデルを再構築し、web上で公開する。
CADによる3Dモデルの製作方法、3Dプリンターでの出力方法を丁寧に解説したものを公開する。
以上は教員に対するものであり、これを生徒用にさらに平易に書いたものを作成し、「ものづくり」を体験しつつ、理系科目を楽しく習得できるようにする。
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