2018 Fiscal Year Annual Research Report
Developing the Learning Materials proposed from student perspective in Collaboration with Teachers and Students
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15K00953
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| Research Institution | Kagoshima National College of Technology |
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Principal Investigator |
塚本 公秀 鹿児島工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (30155337)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大渕 慶史 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 准教授 (10176993)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 学生視点 / 教材開発 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
学生の初等教育での実験実習の時間削減や、幼少時からの遊び等での実体験不足が、工学教育の授業での学生の理解に影響を及ぼしている。これを補うために教員による独自教材開発の報告も多いが、教員側からの教材開発では素材やデザインの世代間ギャップなどがあり，学生にとって適しているとは限らない。
そこで本研究では学生視点に立った教材を教員と学生とで共同開発した。開発を数例挙げると、学生に親しみやすい教材としてレゴブロックでの機構教材を開発した。実際に授業に使用し、学生自身でブロック教材を組み立てることで機構の理解ができる教材となった。パスカルの原理を自転車用油圧ブレーキで理解できる教材を開発した。実習で使用し、低学年生は興味を強く惹く教材であることを確認した。この製作には、3D-CADで設計したプロダクトモデルに自重や負荷を考慮した静解析を行って強度設計を行い、3Dプリンターを用いて部品を樹脂成型することで市販品レベルの教材として完成させた。遠心力を理解するための遠心クラッチ教材ではアクリルを用いて製作したため各部の挙動が可視化され、理解しやすい教材となった。一質点一自由度系の減衰振動における減衰振動を理解できる教材としてArduino社のマイコンを利用してサスペンションの挙動をモニター表示することができる教材を開発した。機械工学だけでなく制御工学の導入教材として優れていると学生の評価を得ている。レゴブロック、精密スケールモデルやRCカーのパーツなど学生に親しみのある素材を利用した教材開発がなされた。
さらにこれらの過程で用いたプロダクトモデルを利用してアニメーションを多用した機構学のプレゼンテーション資料も開発できた。授業は学生と教員の協力によって成立つが、教材も両者での共同開発することで効果的な教育教材となることを多くの教材の共同開発を通して示した。
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