小学生低学年を対象とした電子工作を含む公開講座
福田 清人＊ 小野 安季良＊＊ 河口 尚宏＊

An open electronic workshops for primary school students in lower grades
Kiyohito FUKUDA，Akira ONO and Naohiro KAWAGUCHI

Abstract
Various open lectures have been held in Takuma campus of Kagawa KOSEN, however, most of them were
not intended for primary school students in lower grades. To foster their interests in electronic work in the future,electronic workshops were held. The results of a questionnaire survey to the participant shows that they
enjoyed our electronic workshop and had a valuable experience, and it encourages to hold more workshops
for them in the future as contribution to local engineering education.

Keywords : primary school students in lower grades, electronic workshops

3）怪我のリスクが低い作業にすること。

1. 緒 言これまで香川高専詫間キャンパス通信ネットワーク

4）物作りに興味を持ってもらうため，ハンダごてや工学科では一般人に向けた講座「インターネット有害ニッパーなど，たくさんの工具に触れること。

１）

対策」 や中学生を対象とした「デスクトップミュー

5）オリジナリティーを出せること。

ジックで電子音楽を製作しよう」２）などを開講してき6）動く，光る，鳴るなど，五感で体感できること。

た。これまでにさまざまな公開講座を実施してきたが，

7）部品代として，1,000 円/人程度に納めること。

小学 3 年生以下の低学年も対象となる公開講座はほとこれらの内容を満たすものとして，レーザー加工機

んど実施されていない。また近年，理科や物作り離れ（図 1）で加工した MDF 製の円錐台（図 2（a）
，図 2の子供が増加傾向であり，小さい時期から物作りを体（b））を利用した，LED ランプが作れないか検討する験し興味を持たすことが一つの問題解決につながるとこととした。

考える。そこで小学生低学年でも楽しんで参加できる公開講座を計画し，実施した結果について述べる。
2. 講座内容の検討
低学年も対象にするにあたり，以下の要件を満たす講座内容となるよう検討した。
1）1 時間程度で完成できるような，あまり複雑ではない内容にすること。
2）単純作業の繰り返しにならないこと。
＊

香川高等専門学校 詫間キャンパス 技術教育支援室＊＊

香川高等専門学校 通信ネットワーク工学科

図 1 レーザー加工機（HAJIME CL1）113

独立行政法人国立高等専門学校機構香川高等専門学校研究紀要 10(2019)

く，MDF 材でも同様にボンドを使わずに接合することができた。
土台下部の箱内は，電池ボックスと回路基板を組み込めるよう，2 段式とした。
3.2 試作機の検討
上記部品で試作機を製作し，技術教育支援室のス（a） 円錐台（組立前） （b） 円錐台（組立後）タッフと検討した結果，以下のようなアイディアが出

図 2 試作の円錐台た。
1）円錐台を緑に塗装したらクリスマスツリーに見え

3. 試作機の製作ないか。
2）ツリーにするなら上部に飾りを置いたらどうか。

3.1 試作機の設計①光源の選定3）円錐台に参加者各自で飾り付けをさせてはどうか。

ランプの光源として，明るいほうが良いと考え，

4）１箇所光るだけでは寂しい。

OptoSupply 製 1W 出力ウォームホワイト色ハイパワー

5）外観を壊さないようにスイッチを隠せないか。

LED に光を拡散させるための，キャップと熱対策で放6）結線はどうするのか。

熱板を取り付けることとした（図 3）。

これらの意見を参考にして，外観をクリスマスツリー型の LED ランプに決定し，試作機の再設計を行った。
3.3 試作機の再設計①上部の飾り図 6 のように，3mm 厚のアクリルに，「MerryChristmas」の文字とサンタクロースの顔の彫刻を施し

図 3 ランプの光源た星形の飾りをレーザー加工機で製作した。

②土台の設計次に，円錐台を乗せるための，ランプの土台を CADソフト「Autodesk Inventor Professional 2017」を用いて，設計し，図 4 のようにアクリルで製作した。
土台を設計するにあたり，パーツを組み立てるときにボンドを使わずに組むことができないか検討した。
レーザー加工機の切断時のレーザー径が約 0.08mmより，図5の寸法ではめ合い部を設計し製作した結果，適度なキツさで組むことができた。また図 5 の寸法で

図 6 アクリル製の上部飾り製作したパーツは，材質がアクリルの場合だけではな②光源の選定メインの光源とは別に，アクリルの飾りを下から照らす光源を取り付け，飾りを目立たせることを考えた。

熱収縮

10.2mm

9.8mm

チューブ

図 7 3 色 LED
図 4 ランプの土台

図 5 はめ合い部の寸法

114

図 8 アクリルの光り方福田清人 他 : 小学生低学年を対象とした電子工作を含む公開講座

そこで 3 色が自動点滅する OptoSupply 製φ3mm イルミネーションフルカラーLED（RGB 自動点滅）を，飾りの下に追加した。また 3 色 LED にはできるだけ真4.5V（乾電池3本）上方向のみ照らせるように，熱収縮チューブを取り付

100Ω

100Ω

3色LED（自動変色）

1WLED

けた（図 7）。図 8 に LED を点灯し，アクリル下部から照らしたときの様子を示す。
③スイッチ機構部の検討
単純にスイッチを本体に付けてしまうだけでは，外観が綺麗ではない。そこで図 9（a）のように，電源ラ

図 11 回路図

インを上部に持ってきて，円錐台を被せたとき隠れるように考えた（図 9（b））
。

18mm①②③④⑤⑥RR20mm（a） 電源ライン（上部)（b） 円錐台を被せた様子

図 12 基板

図 9 スイッチ機構部⑤配線の接続配線同士や部品との接続は時間短縮のため，図 13 の電源ラインの接続方法としては，アクリルの飾りをようにピンソケットでの接続とした。

取り付ける土台を真鍮で製作し，飾りを上部に置いたときだけ電源ラインが繋がり，LED が点灯するように考えた（図 10）。

（a） 基板との結線（a） アクリルの土台（b） 装着時

図 10 真鍮製のアクリル土台と装着の様子④回路図と基板回路図を図 11 に，エッチングで製作した基板を，図（b） 3 色 LED との結 （c） ソケット同士の結線12 に示す。
抵抗は，製作時の取り付けミスを防ぐため，

図 13 各結線の様子100Ω に統一した。メインの LED が定格電流時より暗くなるが，明るさに問題はないと判断した。
エッチングで製作した基板には，図 12 のように，抵⑥土台の設計

抗の取り付け場所や配線の接続説明が容易になるよう

図 14 に，レーザー加工機で使用した図面を示す。に，①～⑥の番号を記載した。①～⑥には，L 型ピンソレーザー加工機は，切断のみならず，彫刻もできる。図ケット 6P を取り付けた。

14 内の赤線部分が切断，黒線部分が彫刻となる。
今回，115

独立行政法人国立高等専門学校機構香川高等専門学校研究紀要 10(2019)

土台の箱部分（図 14 の右 4 枚の四角いパーツ）に，レるようにした（図 17）。

ンガ風のデザインを施した。
土台の材料は，安価である MDF 材 2.5mm 厚を用いることとした。

図 17 飾り付けの小物
3.4 部品一覧と金額公開講座で配布した部品一覧を，図 18 に示す。部品が細かく組立てにくい上部と，スイッチ機構部は時間短縮のため，あらかじめ組んだものを配布した。今回の材料代は，950 円/台程度となった。
図 14 土台の設計図⑦円錐台の仕様変更
円錐台を図 15 のように，グリーンのスプレーで表側のみ塗装した。裏側には，図 16（a）のように，光りが柔らかくなるように白色の薄い和紙を貼り付けた。また糊付けは，図 16（b）のように施し，円錐台を組んだときに和紙が波打たないようにした。

図 18 部品一覧
4. 公開講座，日時や募集人数の検討
詫間キャンパスの学祭（電波祭）では色々なイベント
図 15 塗装後の円錐台（組立前）が開催されているが工作教室は実施されていない。そこで電波祭と一緒に電子工作も楽しんでもらいたいと考えた。また多くの方に参加してもらえるよう，初日は午前と午後，2 日目は午前のみと計 3 回の講座を計画した。募集定員は，スタッフが 3 名であることや，火傷の危険性もあるハンダ作業を伴うため，十分に監視が行き届く人数を検討した結果，各回 5 名とした。
下記に実施した日程を記す。

（a） 円錐台の裏側（b） 和紙の貼り方①2018 年 11 月 3 日（土） 10:30 ～ 11:30②2018 年 11 月 3 日（土） 13:30 ～ 14:30

図 16 円錐台の裏側の仕様③2018 年 11 月 4 日（日） 10:30 ～ 11:30
募集定員 各回 5 名 計 15 名

⑧オリジナルの飾り付け小物
円錐台周りを参加者各自で自由に飾り付けができる

5. 公開講座の実施

よう，カラーモールやデコレーションボール，ビーズ

今回の公開講座は，全ての回が満員となり，7 歳からなどを準備し，ジェル式の瞬間接着剤で取り付けられ116

福田清人 他 : 小学生低学年を対象とした電子工作を含む公開講座

12 歳までの小学生男女 15 名が保護者と共に参加していただいた。
まず部品の確認から始め，スライドでハンダやニッパーなど，工具の使用方法や注意点を説明した。そして後方部に用意したハンダ作業スペースに移動し，先ず，スタッフがハンダ作業を実演しながら作業手順や注意点の説明を行った（図 19）。その後，各自ハンダ作業を行った。ほとんどの参加者がハンダ作業は初めてで，怖がっている参加者もいたが，親子で協力しながら，怪我なく基板を完成させた。部品点数も少ないことから，15 分程度の作業となった。

図 21 飾り付け風景図 19 ハンダ作業の実演と注意点説明

図 22 製作した作品

次に，MDF 製の部品を組み合わせて土台を作り，LED

5. おわりに終了後，参加者にアンケートを実施し，結果を，図 23や電池ボックスをボルトとナットで取り付け，配線を行った。MDF 製の部品同士のはめ合いがキツイものは，～図 27 に回答を示す。

ヤスリで少し削り組み立てた。
今⽇の公開講座は楽しかったですか

とても楽しかった
まあまあ楽しかった
あまり楽しくなかった15

まったく楽しくなかった

図 23 アンケート結果①
作業の難易度はどうでしたか

図 20 組立て風景

1

製作作業も，親子で手順を確認しつつ，また子供では難しいところは保護者が代わりにするなど，終始和5

やかな雰囲気のもと，各自のペースで作業を進めてちょうどよい

9

難しかった
簡単だった

いった（図 20）。
最後にカラーモールやデコレーションボール，ビーズ等でオリジナルの飾りを円錐台の周りに施し（図 21），世界に一つだけのクリスマスバージョンの手作りランプを完成させた（図 22）。

117

図 24 アンケート結果②

独立行政法人国立高等専門学校機構香川高等専門学校研究紀要 10(2019)

る場であると考える。そのため，小学生低学年対象の本⽇の公開講座に参加して、今後の公開講座でも取り入れていきたい。

電⼦⼯作について興味をもちましたか

作業時間に関しては，最後の飾り付けの度合いにより，1 時間 30 分ぐらいかかった参加者もいるが，ほと

1

興味をもった14

んどの参加者が 1 時間以内に飾り付け前の状態に到達

興味をもたなかった

できていたことや，図 26 の結果より，適当な作業量普通だっただったと思う。
電波祭での電子工作の実施については，図 27 の結果や，アンケートの参加理由に，「電波祭と合わせて参加

図 25 アンケート結果③できるから」と回答があったことより，来年からも実施を検討していきたい。問題点としては，電波祭当日

作業時間はちょうどよい⻑さでしたか

は構内の色々な場所でイベントが行われているため，1ちょうどよい

参加者が開催場所を把握しにくく，迷われた方もいた。

時間が⾜りなかった

そのためチラシに構内の地図を載せたり，案内板を増やすなどの対策が必要だと感じた。

14

時間が余った

募集定員に関しては，募集開始から 2 週間程度で定員に達し，多くの参加希望が寄せられた。よりたくさ

図 26 アンケート結果④んの方々に参加して頂きたいが部品製作においてレーザー加工や旋盤加工，フライス加工等が必要であり，来年も電波祭で公開講座があれば準備に時間が掛かるため，15 名程度が妥当と考える。

参加したいですか1

今回，公開講座の内容の検討や試作していくにあたり，技術教育支援室スタッフ全員で度々ミーティング

参加したい

14を行い，その都度アドバイスを頂き，大変有意義な講参加したくない座を開講することができた。また，レーザー加工機を内容によって⾒て決める

使用し部品を製作したことで，クオリティーの高い物が製作でき，参加者や保護者に香川高専オリジナルであることを伝えると，大変驚いていた。

図 27 アンケート結果⑤

今後もこのような経験を活かし，参加者が楽しんで

図 23 より，参加者全員が公開講座を楽しんでいただ

いただけるような講座を続けていきたいと思う。

いたことがわかる。
次に，図 24 より，作業を難しく感じた参加者が 3 分

参 考 文 献の 1 程度いたことがわかる。これはハンダ作業を取り［1］平成 25 年度香川高専公開講座「子どもを守る －入れたためか，部品をハンダ付けする基板が小さすぎインターネット有害対策－」［2］平成 26 年度香川高専公開講座「デスクトップたため，作業しにくく感じてしまったことが大きな原

ミュージックで電子音楽を製作しよう」

因だと考える。
当初火傷などのリスク回避のため，完成した基板を使用することも検討した。しかし電子工作を体験する貴重な場になると考え，ハンダ作業を取り入れた。参加者からのコメントで，「ハンダ付けが楽しかった」や「ハンダ付けをもう少しやりたかった」など，ハンダ作業に関する回答が多かった。また，保護者からも「ハンダ付けは家ではできないため良い体験でした」などの意見もあった。これらよりハンダ作業は，難しく思う子もいる反面，図 25 の結果のように，電子工作にほとんどの子が興味を持ってくれた。これらより，ハンダ作業は，印象に残る作業であり，貴重な体験ができ118