広島工業大学紀要教育編
第 14 巻（2015）19-22

論文

都市デザイン工学科における高大連携授業の取り組みについて
大東延幸＊・十河茂幸＊・中村一平＊（平成26年10月30日受付）

On University-High School Cooperation Program in the Department ofCivil Engineering and Urban Design
Nobuyuki OHIGASHI, Shigeyuki SOGO and Ippei NAKAMURA（Received Oct. 30, 2014）

Abstract
University-High School Cooperation Program is a program in which high school students participate in university lectures and practicums for the sake of gaining some idea what learning at university is like. For the effective implementation of this program, our department made ﬁve points tonote.
The ﬁrst policy is to have students use facilities which are not available in high schools and realize different ways of thinking. The second one is to have them understand the basics of civil engineering. The third is to introduce them to various experiments and trainings proper to the ﬁeld ofengineering. The fourth is to have them experience what HIT students are actually doing. The ﬁfth
is to help them write a report they need to submit to their high school for credit after they return.
The questionnaire conducted at the end of the program shows that the participants understoodthese points well and had a meaningful time
Key Words: university high school cooperation program, experiment, support it in detail
講した。

１ ．はじめに

２ ．コンセプト

高大連携授業は，高校生が大学で行っている，つまり大学生が受講している講義等に高校生が参加して，大学でど都市デザイン工学科で高大連携授業を行うにあたって，のようなことが行われているかを体感する企画で，（財）

以下の点コンセプトを考慮して計画を立てた。

中国教育ネットワークがまとめ役となって県内の大学で（1）高校では体験できない，ものの考え方，設備を体感さ行っているものである。

せたい。

高校の側から見ると，高校生の将来の進路選択のため判（2）参加しているのは高校２・３年生であるが，彼らが素断材料を得る機会になり，大学の側から見ると，大学その直に理解できるような工夫が必要である。例えば旧来

ものアピールの場になるため双方ともメリットが大きき本の大学の講義に見られるような，座学一辺倒，論理一学科でも過去何回か行ってきた。

辺倒なスタイルは避ける。

本年度は都市デザイン工学科からは，土木構造物の中か（3）工科系大学である本学をアピールするため，座学だけら橋を対象とした「日本の橋・世界の橋」として企画し，でなく実験をふんだんに取り入れる。また講義と座学

８月８日（金），一コマ 90 分で三コマのスケジュールで開が交互になるようにして，生徒の興味を連続させ理解＊＊＊  

広島工業大学工学部都市デザイン工学科― 19 ―

大東延幸・十河茂幸・中村一平を深める工夫をする。

を建設することで地域がつながり，そのことがいかに役に（4）実験は，今回参加者が一般高等学校の高校生というこ立っているということ，特に，日本にいると気がつかないとで専門的な知識が無い。そこで（財）プレストレス

が，発展途上国では国土を開発し国家を建設するために橋トコンクリート協会殿の協力を得て，一般市民向けのと道路がまず重要であることを説明した。

教材のデモンストレーションを行っていただいた。

次に，それぞれの橋の特徴をなぜそのような構造になっ（5）高大連携授業は，参加する生徒にとって高校での単位ているのかを含め説明した。ここでは単なる，橋の種類のが認定されるため，報告会がある。生徒が報告会で発説明ではなく，なぜそのような構造や形をしているのか，表しやすいような配慮を大学側で行う。

その理由を専門的な用語や知識を使わずに説明し，多くの種類の橋がある理由を説明した。（図１参照）

３ ．実施計画
まず，実施場所であるが，時期的に冷房があることが必須となる。講義と実験を行う場所はすべて Nexus21-501
講義室で行った。前述したように実験は，実験は一般市民向けとしてこれまでに実績のあるもので，電源や水道を必要としないものを選んでいただいた。スタッフは，十河，中村，大東と，（財）プレストレストコンクリート協会殿の方３名の計６名で，極力，参加するようにした。
実施スケジュールは以下のとおりである。
９：45

集合Nexus21-501 講義室へ移動

10：00 ～ 11：30

講義１

11：30 ～ 13：00

昼食および休憩

図１

テーマ：「橋のはなし」
4-2

講義１ 「橋のはなし」

２時限目

テーマを「橋の構造と技術」として，先に解説した，橋13：00 ～ 14：30にはいろいろな材料が使われ，いろいろな形式のものがあ講義２と実習１
テーマ：「橋の構造と技術」

ることを理解してもらった上で，そこに使われている構造や，一般的に知られていない技術を，前半で解説し，後半

14：30 ～ 16：00

で前述した模型などを使って紹介し，さらに高校生自身に実習２：「橋の模型を作る」

参加してもらう体験型教材も使用した。ここでは橋を構成
16：00

授業終了

している部材や材料には，その材料固有の特徴があり，構解散造物としての橋を作る際はその特性を上手く使って作っていることを理解してもらうことが目的である。

４ ．実施の様子
参加した生徒は，９人で述べ７校であった。以下，実施順に要点を記述する。
まず最初に，最初にガイダンスとしてスタッフ紹介と全体のスケジュールの説明を行った。
4-1

１時限目

テーマを「橋のはなし」として，一般的な橋に関する講義を行った。橋には，われわれの身の回りにある橋から本州と四国を結んでいるような長い橋まで，大きさや構造の違いなど，いろいろな種類のものがあり，土木構造物の中では高校生の間でも人気が高い。
まず，日本と世界の橋を紹介し，橋の社会的な役割，橋

図２― 20 ―

講義２ 「橋の構造と技術」

都市デザイン工学科における高大連携授業の取り組みについて

図３

実習１ 「橋の構造と技術」のための事前説明

図４

実習１

PC 橋の透明アクリル製を用いた模型

図５

実習１

PC 橋の模型に引っ張り力を加える様子

前半部分の講義２「橋の構造と技術」では，橋はどのような材料を用いて作られており，その際に使用した材料の特徴を生かした構造になっていることを解説し，特に橋を建設する際のひとつも目標であるスパンの長い橋では，その事を高度に利用していることを解説した。（図２参照）
後半部分の実習１「橋の構造と技術」では，（財）プレストレストコンクリート協会殿の方に担当していただき，橋において，その構成材料の特徴を生かした構造の代表的な例である，PC（プレストレスコンクリート）橋梁を取り上げていただいた。
まず PC の原理を解説することで，PC 橋梁が，鉄とコンクリートの特徴を生かした，それぞれの材料の長所を生かし短所を補った構造であることを事前説明していただいた。（図３参照）
次に，説明した PC 橋梁の構造と特徴を理解してもらうための透明アクリル樹脂を主体とした PC 橋梁の模型を，参加生徒に体験してもらった。（図４参照）この模型はPC 橋梁の構造，つまり PC 構造を用いることで橋梁の強度が増すことの理解だけでなく，その建設のプロセスも理解できるように工夫されており，この建設プロセスの中で重要な，PC 鋼材の緊張すること，つまりコンクリートの中の PC 鋼材にあらかじめ引っ張り力を加える（プレストレス）ことで，PC 橋梁全体に引っ張り力を与えその結果PC 橋梁の強度が増すことを体感してもらった。
（図５参照）
今回の高大連携授業で高校生が「モノ」に触れ，物性を図６

理解することに主眼を置き工夫を行っている。ここでの実習１の PC 橋の実際の部材の展示「PC 橋梁の原理の解説」⇒「PC 橋梁の模型による構造のら来る工夫である。この工夫は，都市デザイン工学科１年

体感と理解」のプロセスは，例えば本学において近年入学次生に対して開講している，「総合ゼミナールⅡ」１）での体してくる学生が，これまでにいわゆる「モノ」に触れてい験学習の工夫を生かしたものである。

る機会が少なく，更に以前なら高校の物理の時間に行ってここでもこれまでの原理の解説と模型による体感から，いた実験，例えばバネの力と伸びの実験等を行っていない

PC 橋梁に対する理解とイメージもできているのとか考え高校も増えていることに対応するため，講義と実習をセッられるので理解を深めるために実際に PC 橋梁に使われてトにした体験型学習を増やしていることと同じ様な背景かいる部材も展示した。（図６参照）― 21 ―

大東延幸・十河茂幸・中村一平

パークラフトを作り，道路を模した部分と橋台を模した部
分の間へ入れるとかなりの強度が発生する。その際，道路を模した部分とデッキガーター橋の形を模し部分の紙の量を比べさせた。つまり同じ量材料でも形を工夫することで強度が発生することを理解してもらい，少ない材料で軽く丈夫でスパンの長い橋を作るための工夫を理解してもらった。このペーパークラフトは組み立てる前の物も持ち帰ってもらった。
全ての講義・実験が終わり，これまでの資料をファイルに閉じてもらいそれをこの高大連携授業の記録・資料集として持ち帰ってもらった。
図７実習１

６ ．まとめと今後の課題

実際の PC 部材を体験する様子

最後に，PC 橋梁の更なる理解を深める工夫として，実本年度の都市デザイン工学科で行った，高大連携授業「日際の PC 部材に高校生に載ってもらった。一見するととて本の橋・世界の橋」は，基本的に大学生に対して開講されも体重を支えられないような形状の部材が十分な強度を持ているものがベースになっているだけに，正直なところ本つことを体感してもらった。（図７参照）

年度の参加者である高校には少々難しい内容であった。しかし，我々としては，単に難しいことを教えるのが大学で4-3３時限目あるという意味ではなく，少々難しくても高校とは違う大テーマを「橋の模型をつくる」として，一種のペーパー学らしさを感じてもらえるよう，高校の物理等の範囲で説クラフトを実際に高校生に作ってもらった。（図８参照）

明出来る所と出来ない所をはっきりさせる等の工夫を凝らして，例えば今理解できない事柄も，それが今理解できる事柄の延長上にあることが理解できれば，大学や大学での学習への期待につながると考え，コンセプトを作った。
工学部の授業で高校との接点を考えると，どうしても物理的な話ばかりだが，高校での物理といえば理論ばかりであるが，大学になると具体的な身の回りの構造物をつくるには必要だという理解をしてもらえば大学で学ぶことの意義を感じてもらえるし，またここから高校で物理をしっかりやらなければとも感じてもらえば幸いであるとも考えた。
今後の課題としては，本年度は最初ということで，事前

図８

実習２に配布したスケジュールと異なってしまったところもある

橋のペーパークラフトが我々が意図したことは概ね好評に理解されたと思う。他

この橋のペーパークラフトは，図８の上側に写っている，にも想定される問題点に対して対応していない点がある可道路を模した「工大太郎」とある部分と橋台の部分と，下能性があり，授業の進め方や実験機器等に工夫を凝らし今側に写っているデッキガーター橋を模した橋の部分からな後へ向けて検討する予定である。

り，普通のコピー用紙にプリンタで印刷でき，切り抜いて参考文献

のりしろにのりをつけて組み立てられるようにしてある。
図８の上側に写っている，道路を模した「工大太郎」と１）大東，伊藤，島，石井：建設工学科における体験型学

書いてあるコピー用紙だけでは，薄くそのままでは全く強習の取り組みについて，平成 17 年度広島工業大学紀度は無い。しかしデッキガーター橋の形を模したこのペー

要（教育編）― 22 ―