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2015 年度 実績報告書

シミュレーション技術を活用した中学校技術科の教材開発と評価

研究課題

研究課題/領域番号 25381253
研究機関三重大学

研究代表者

中西 康雅  三重大学, 教育学部, 准教授 (00378283)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード技術教育 / シミュレーション / 設計 / 教材
研究実績の概要

中学校技術・家庭科の技術分野を対象とした,設計学習を支援するシミュレーション教材を開発し,現代のものづくりにおいて欠かせない役割を果たしているシミュレーション技術について学習し,技術リテラシーの習得を目標とした授業実践を行いその成果について検証した。
まず,ソフトウェアの開発について述べる。中学校の技術科に関する授業数を考慮すると,構造設計に関する学習時間はほとんど確保できないのが実情である。そのような中,ソフトウェアの操作学習に時間を割くことは現実的ではない。そこで,本研究ではインタラクティブな操作性を有し,ユーザビリティを考慮したユーザーインタフェースとなるよう構築した。中学生を対象に実践した結果,開発したソフトウェアを活用するための操作学習に要する時間は約5分程度であり,1モデルの設計から評価までを数分で完了できることが確認できた。また,精度についても,剛性を定量的に評価できる精度を有することを実験との比較により明らかにした。
次に,中学校技術科の授業計画を立案し,実践を行った。特に,シミュレーション技術を導入した事による教育効果とともに,構造設計に関する知識について調査した。その結果,構造と強度の関係に関する基本的知識については習得できていることが確認できた。また,シミュレーション技術を援用して設計学習を行うことで,多くのモデルの設計・評価を行うことができるため,試作レスで設計学習に試行錯誤して取り組めること,またCAEに代表される現代のものづくり技術についても関心を持ち,授業内で対象とした製作物以外にもシミュレーション技術を活用して設計されていることに関心を持つことが分かった。
以上のように,本開発教材の活用を通じて,構造と強度について学習できるとともに,現代のものづくり技術を支えているシミュレーション技術の役割についても学習できるといえる。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] 最適設計を利用した手作り打楽器の開発2015

    • 著者名/発表者名
      松本金矢・甲谷俊紘・端崎裕太朗・根津知佳子・中西康雅
    • 雑誌名

      日本産業技術教育学会誌

      巻: 57 ページ: 251-257

    • 査読あり
  • [学会発表] 教員養成型PBL教育の課題と展望(XIII)―技術教育の教科専門教育に関する対話型事例シナリオの開発―2016

    • 著者名/発表者名
      中西康雅・赤木和重・大西宏明・大日方真史・根津知佳子・前原裕樹・守山紗弥加・森脇健夫・山田康彦
    • 学会等名
      第22回大学教育研究フォーラム
    • 発表場所
      京都大学(京都府・京都市)
    • 年月日
      2016-03-17 – 2016-03-18
  • [学会発表] 強度設計学習のためのシミュレーション教材の開発と実践2015

    • 著者名/発表者名
      今井啓介・中西康雅
    • 学会等名
      日本産業技術教育学会第58回全国大会
    • 発表場所
      愛媛大学(愛媛県・松山市)
    • 年月日
      2015-08-22 – 2015-08-23

URL: 

公開日: 2017-01-06  

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