ANNUAL REPORT 2022

５. 講師研究報告
５
講師研究報告令和４年度 産業技術短期大学校専任講師研究テーマ一覧（報告書掲載ページ）〈報告〉
NC フライスの原理習得を目的とした教材作成

生産技術科

安達 桂三
渡邉 学

42

モノづくりへの関心をアプローチする手法の研究

生産技術科

内山 拓哉
高橋 謙治

44

アルマイト処理を施したアルミニウム合金の特性について

生産技術科

棟田 宏二郎46

水力学実験における省力化の検討

生産技術科

阿部 俊哉
太田 元一

48

Scratch を用いたメカトロニクス制御プログラム動画教材の作成

制御技術科

杉原 浩

50

近距離通信技術についての教材作成（２）

電子技術科

岩崎 智実
佐久間 理一
福冨 浩行

52

赤外線を使ったシリアル通信システムの検討

電子技術科

浦野 勉
吉田 慶一

54

基本情報技術者試験合格に向けたアプローチ手法の検証（２）

情報技術科

大池 勇介
大蔵 将利

56

募集広報活動の新たな取り組みについて

共通分野

髙松 徹
浦野 勉
大池 勇介

58

制御技術科

石井 藤隆
小林 義知
臼井 章二

60

制御技術科

藤谷 明倫
生形 政樹

61

回路解析ツールを用いた電子回路設計・製作実習教材の作成（１） 電子技術科

相原 邦生
髙橋 啓

62

小学生を対象とした教具の製作（１）

産業デザイン科

小野 勝
荒川 竜輔
白井 伸明

63

糸綴じ本製本・無線綴じ製本台の制作（１）

産業デザイン科

水原 規惠
白井 伸明

64

スペースデザインの施工実習に関する作業手順書の作成（１）

産業デザイン科

安次嶺 瑛子
若島 英司

65

オンライン訓練実施に向けた技術的支援に関する検討（１）

情報技術科

新田 晃
江島 俊文
眞鍋 順子

66

〈中間報告〉
技能照査実技課題の検討と見直し（１）

モーションコントロール技術習得のための授業構築（１）41

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43

ANNUAL REPORT 2022

モノづくりへの関心をアプローチする手法の研究
生産技術科 内山 拓哉 高橋 謙治
1 はじめに近年の生産技術科の入学生においては，「将来，モノづくりの仕事に就きたい」と，方向性を考えている
学生は少なく，ほとんどの学生が消去法で進路を決めている．
1 年生へのアンケートで，入学前までのモノづくりの経験を聞いてみたところ，プラモデル等の製作経験はあるとのことであったが，「面白かった」，「興味を持った」，「夢中になった」など，方向性を決めるためのプラス要素にはなっていない．
本研究では，モノづくりの経験値を補う手法を検討し，授業で学んだ内容との結び付けをすることで，モノづくりへの関心を持たせ，学習意欲や就労に対する意識を向上させることを目的とした．

図 1 紙飛行機製作で使用した本・ミニ四駆の製作
説明図を読み製作ができるかと，コースを 走行できるようする組立調整の体験を目的として行い，最後にレースを行った．一度は経験したことがあるようで，学生が興味を持てる題材であった．

2 題材の試行
経験値の不足を補う手法を考えるにあたり，工作レ
ベルの内容をテーマとして，3 年ほど前から，表 1 の内容で生産技術科 1 年生を対象に総合演習で試行してみた．
表 1 試行内容図 2 ミニ四駆製作で使用したキット

課題名

実施時期

取組方法

紙飛行機の製作

令和元年 6 月
令和 3 年 6 月

個別課題

グループワークでの作業ができるかを目的として，最後に対戦を行う形で実施した．
平成 31 年は説明書の製作例をもとに，グループご

ミニ四駆の製作

令和元年 9 月

個別課題とに工夫したものができたが，令和 3 年は思うようにできず，対戦に至らないグループもあった．

リモコン型
ロボットの製作

平成 31 年 3 月
令和 3 年 3 月

グループ
ワーク

ガンプラの製作

令和 3 年 9 月

個別課題

試行結果は以下の通りであった．
・紙飛行機の製作
ハサミの使い方，説明図を読み，製作ができるかを確認するために行った．費用面では安価であるが，組立調整が難しく，接着乾燥時間もかかるため，乾燥時間を含めて実習時間を 3 日ほどかけたが，飛ぶ状態には至らなかった．

44

・リモコン型ロボットの製作

図 3 リモコン型ロボット製作で使用したキット・ガンプラの製作
紙飛行機の製作に代わる題材を検討するために行ってみた．なじみのある題材であることや，エントリー
グレードという組立が容易なキットを使用したため，半日ほどで全員が完成した．全員今までにない集中力で取り組んでいた．

ANNUAL REPORT 2022

・ミニ四駆のコース長とラップタイマーで測定した走行時間から求められる実際の走行速度との比較をすること，・レースを企画し，オプションパーツの歯車やベアリングなどに組み替えを行い，レースで設定したコースを走行できるようにするこことで，組立調整の体験や部品の効果を実感させることを狙う．以上の内容をもとにして作成した体験教材を図 5 に示す．
図 4 ガンプラ製作で使用したキット

3 題材と内容の検討
3年間の試行結果をもとに，題材と内容の検討を行った．
題材は，学生が興味を持てるものを選択することとし，内容は試行時の内容にプラスして，今までの学習
内容，今後に向けた内容を取り入れてみることし，製作教材の概略仕様を下記表2のように設定した．
表 2 教材の概略仕様

題材

ミニ四駆

実施想定時期

9 月総合演習時
2 日程度プラスする内容

・歯車の減速比
・走行速度の計算
・軸受（ベアリング）
・組立調整の体験

題材：ミニ四駆（選択理由）
・プラスする内容を取入可能である．
・学生の興味関心を持たせやすい．
・必ず完成させることができる．
実施想定時期：9 月総合演習時（設定理由）
・1 年次前期の機械工学概論で，歯車や軸受等 の機
械要素の授業が実施されるので，関連付けを図るた
め．
プラスする内容（設定理由）
・歯車の減速比とモータの回転数から，理論上 の走行速度を計算する体験を試みること

図 5 作成した体験教材（一部）
4 考察
今回作成した体験教材は，3 月の総合演習時に実施予定であるため，本稿記載時点では教材の評価はできていないが，発表会時には報告する予定である．
題材の試行結果から，学生が集中して取り組むテー
マには，最終目標や意図が見えていることが重要である．やるべきことがわかっていることで完成に結び付
き，成功体験につながると考える．経験値を補うためには，失敗から学ぶ体験も必要であるが，小さくても成功体験の積み重ねのほうが先へ進もうとする意欲やモチベーションを高められるはずである．今回得られた知見を，今後の授業運営や課題作成に反映させたい．
また，今回は題材として取り入れなかったが，グループワーク形式でのモノづくりの経験値を補う方法も今後検討してみたい．グループワークからは，就職の際に大切な協調性の経験も積み重ねられるからである．
5 まとめ
モノづくりへの関心をアプローチする手法の研究を行った．今後は，使用した結果をフィードバックして改良を重ねるとともに，モノづくりの楽しさ，奥深さ
を学び，経験できる手法を追求してゆきたいと考えている．
6 参考文献
タミヤ公式ガイドブック ミニ四駆超速ガイド，2021-2022 ，（株） ワンパブリッシング．

45

ANNUAL REPORT 2022

アルマイト処理を施したアルミニウム合金の特性について
生産技術科 棟田 宏二郎
1 はじめにアルミニウムは軽量であるという魅力から，近年身近な家庭用品から自動車，電車，航空機などの部品や医療用機器まで多岐にわたり使われており，年間使用量は 6000 万 t を超えるが，軟らかいという欠点もある
ため，その多くにアルマイト処理が施されており欠点を補っている．
アルマイト処理は，多段処理のプロセスで多量のエネルギーや水を使い，多量の廃棄物が発生するため専門業者への外注が一般的であるが，図 1 のようにアルマイト用のキットが安価で販売されており，簡易的なものであれば個人でも簡単にアルマイト処理ができるようになった．
アルマイト処理は，電気化学的な反応であり，生成される膜厚は流れた電気量に応じて決まるとされているが(1)，実際には，部品同士の間隔，浸漬時間や温度等によりバラつきが生じるため，標準化するための研究が行われている．しかし，キットを使用した処理に関する研究は少なく，ほとんど公開されていないため，安定した処理や公差内に値を出すことが困難である．
そこで本研究では，キットを使用してアルマイト処理を行い，電解処理時間が，膜厚，硬さおよび引張強さにどのような影響を与えるのかを実験と通じて検証していく．

工した．また，引張試験用にワイヤーカット放電加工機（Sodic VL400T）で 5 号試験片（JIS Z 2241）を製作
し，実験に供した．
2.2 実験方法
図 1 のアルマイトキット（Dr.アルマイト Jr）を使用
しアルマイト処理を行った後，膜厚および全高の寸法
増加量，硬さ，引張強さの測定を行った．
アルマイト処理のプロセスは，次のとおりである．
① 下地処理（アルマイト専用剥離剤で剥離）② 洗浄・脱脂（パーツクリーナで脱脂）③ 電解処理（電解水に浸す 陽極にアルミ部品，
陰極に鉛版 12Vバッテリ 水温20℃±2℃）④ 染色処理（染料を水で溶かした50℃の溶液）⑤ 封孔処理（封孔剤を水で溶かした90℃の溶液）⑥ 洗浄・完成（水洗い及び乾燥）
本実験では，電解時間を変数とするため，電解液中に 30 個の試験片を吊り下げ，2 分おきに 1 個ずつ引き上げた．また，先行実験により④の染色処理と⑤の封孔処理の時間は膜厚にほとんど影響を与えないことがわかっていたので処理時間をそれぞれ 15 分とした．
また，切削加工面に表面処理を行うため，①の下地処理は省略した．アルマイト処理後の試験片を図 2 に示す．

図 2 アルマイト処理後の試験片

3 実験結果および考察
図 1 アルマイトキット（Dr.アルマイト Jr）

2 実験方法2.1 試験片
本実験に用いた試験片は Al-Mg 系アルミニウム合金
A5052 である．アルミニウム合金の中で中程度の強度を持ち，切削性が良好であることから職業訓練でもよく使用されている素材である．
試験片のサイズは，長さ 18mm×幅 10mm×厚さ5mm で，吊り下げ用にφ3.3 の穴をあけている．これ
らは，マシニングセンタ（MAKINO FNC74A20）で加46

3.1 生成膜厚および全高の寸法増加量
膜厚測定には，膜厚計（CANWAY TL609）を使用した．試験片中央付近を 5 回測定し，その平均を実測値とした．全高の寸法増加量の測定は，ダイヤルゲー
ジ（1/1000mm）で，アルマイト処理前後に角 4 点を測定し，各点の増加量を平均したものを寸法増加量とした．電解時間と膜厚および寸法増加量の関係を図 3に示す．8～56 分の間はほぼ電解処理時間に比例して膜厚が増加しており，最大で 20.7μm を記録した．膜厚と寸法増加量を比較すると 6～14 分の間は増加量にほとんど差がみられないが，14 分以降は徐々に差がでは
じめ，膜厚に対し 1/2～1/3 程度しか寸法が増加していANNUAL REPORT 2022

ないことがわかる．これにより被膜が素地の外側だけ
でなく内側にも侵食していると考えられる．また，40分以降，寸法の増加はみられず膜厚のみ増加していることから，被膜が内側にだけ生成されていることがわ
かる．

図 4 電解処理時間と硬さの関係（HV）

図3 電解処理時間と膜厚及び寸法増加量の関係

3.2 硬さ試験
電解時間と硬さの関係を図 4 に示す．硬さ試験はビッカース硬さ試験機（アカシ AVK-C150）により行った．ビッカース硬さ HVは試験力 F [N]を圧子によるくぼみの表面積 S [mm2]で除したものであり，(1)式により求めることができる．試験力は 19.61N（硬さ記号HV2）とした．
𝐹𝐹
HV＝ ・・・・・・（1）𝑆𝑆
正四角錐圧子を用いるため表面積は(2)式により求めることができる．くぼみの対角線長さの平均値を
d [mm]，正四角錐圧子の対面角 α を 136°とする．
𝑆𝑆＝

𝑑𝑑'

𝛼𝛼 ・・・・（2）2 sin , .
2

図 4 より，被膜が生成されはじめる 8 分ごろから硬さも上がっており，被膜が硬さに影響を与えていることがわかる．22 分まで増加し続け，最大で 96.8HV を記録したが，アルマイト処理による硬化は 8.7HV のみであった．硬さが上がらなかった理由として，試験力が強すぎるため，圧子が被膜を通過して素地に達しているためだと考えられる．そこで，素地の影響を受けにくくするため，試験力を 2.942N（硬さ記号 HV0.3）に下げ，再度実験を行った．10 分を過ぎたところでHV2 と HV0.3 との間に差がではじめた．HV0.3 では電解処理時間にほぼ比例して硬さが増加し続け，最大で129HVを記録した．アルマイト処理前後の差は40.9HVであり，おおよそ 1.5 倍硬くなった．

3.3 引張試験
電解処理時間と引張強さの関係を図 5 に示す．引張試験は，万能試験機（東京衡機製造所 RUEⅢ30D 型）
により行った．本実験では電解処理時間と引張強さには相関がみられなかった．一般にはビッカース硬さを10 倍し，3 で除したものが引張強さに近似するといわれているが，今回使用した試験片の膜厚は最大でも20μm 程度であり非常に薄いため，引張強さに影響を与えるに至らなかったと考えられる．

図 5 電解処理時間と引張強さの関係

4 結論
本研究の結果と得られた知見について報告する．
(1)電解処理時間と膜厚および硬さには相関があることがわかった．また，全高の寸法増加量は膜厚の 1/2～1/3 になることがわかった．
(2)今回のように膜厚が 20μm 程度の薄膜の場合，引張強さに影響を与えないことがわかった．
(3)アルマイトキットでも安定した処理をすることが可能である．ただし，溶液の管理や取付け，洗浄などを適切に行う必要がある．
5 参考文献(1) 福島敏郎，「アルミニウム陽極酸化のやさしい理論(4)」
実務表面技術 1975年-10月号

47

ANNUAL REPORT 2022

水力学実験における省力化の検討þÿÇīĐ œŊ s ¡ā wb
1 はじめに
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ANNUAL REPORT 2022
2.0

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2,000

Average Cv=0.965
σ = 0.024

1.5
1.0
0.5
0.0

time
required:531sec
500

1,000

1,500

Quantitiy of flow cm3/s

2,000

 4 ¨śĝáŝE_BŞ

5 まとめ
Þċĕ+ĝá9şĬ 2 *.'1!Š
Ĭ 2 ¨śĝá+.'1

Cv = Q / ( A ( 2gh / ( 1 – β )2 ) 0.5 ) `````(1)
3

1,500

Quantitiy of flow cm3/s
 3 ¨śĝáŝU£ęUNWaFŞ

2.0

Cv

4 結果及び考察

0.0

time
required:921sec

Time required (s)Average of Cvσ

U-tube manometer

921

1.04

0.027

Pressure sensor

538

0.97

0.024

58.4%

88.9%

¨śÅįÚŐ,şE_B9qĀ6'*35ş
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8762š2007Š

49

ANNUAL REPORT 2022

Scratch を用いたメカトロニクス制御プログラム動画教材の作成
制御技術科 杉原 浩
1 はじめに3 制作方法職業訓練における実験・実習は，理論を実践的に理

近年，インターネット上で，旋盤加工，はんだ付け解するために必要不可欠な訓練である．訓練生の技能のような作業をレクチャーする動画が頻繁に見受けら向上を目的としているので，訓練生自身の作業が主とれる．内容や手法は様々あり，いくつか視聴した結果，なるが，訓練導入時の教示では，指導者側の講義を主動画に説明のナレーションと字幕を付加すると動画内とせざるを得ない．しかし，指導者側の準備不足，人容の理解が深まることが判った．今回は，以下の手順

的支援不足等の原因や，訓練生側の能力や意欲のばらで動画教材を作成していった．

つきなどの原因により，実習後には訓練生個々の到達①シナリオの作成にばらつきが生じている．

作成する実習で解説や動画の内容や順番をあらかじ

昨今の実習現場において，動画や映像機器の活用がめ検討したときのメモ程度のもの．

多く図られているが，そのほとんどは指導者側の操作②パワーポイントによるスライドの作成

による一方通行に終始していることや現場スペースのプレゼンテーション作成と同じ要領で，シナリオに関係により，参加訓練生が同じ条件で，視聴できてい沿って，実習指示や教示内容をスライドにする．

るとは限らない．

③作業動画の撮影

そこで，作業手順を手短かにまとめた支援動画教材

主に作業手順などの文章や図だけでは説明できないを作成して，逐次閲覧可能な状態にすることで，訓練箇所を撮影する．

成果の向上が図れないかを検証した．

撮影対象にもよるが，手先の作業が中心だったので，今回は書画カメラを使用した．必要に応じてビデオ

2 使用機材

④解説ナレーションの作成

教材の主体は，パワーポイントのスライドショーを

作業動画を見ながら，アフレコをしてみたが，再生使用している．パワーポイントはプレゼンテーション

すると活舌の悪さが目立つことや録音の際のノイズを作成するときに広く活用されているアプリケーショが気になり納得のいくナレーションが作成できなかンであり，動画掲載，アニメーション動作，文章修飾った．そのため，ナレーションの作成のしやすさを表現など視聴効果を得るためのいろいろな機能が搭載考慮すると，テキスト読み上げ音声のほうが有効でされているので，講義動画を作成する上でも十分に活あることが判った．

用することができる．

作業としては，撮影した動画を見ながら，挿入する

今回は，パワーポイントのほか，以下に示す機材を使用する
 書画カメラ：実習作業を撮影

ナレーションのテキスト文章を作成し，読み上げソ
フトを用いて音声データにした．
⑤動画の編集とナレーションや字幕の当て込み

 動画編集ソフト：撮影した動画の編集

撮影した動画から活用する部分を抜き取り，説明の 音声読み上げソフト：ナレーションの作成ためのナレーションと字幕を当て込む．

動画編集ソフトは「shotcut」，音声読み上げソフト

この際，動画再生の時にミュートで視聴する場合を

は「音読さん」というソフトウェアを使用する．これ考慮して，字幕はナレーションとほぼ同じ内容であらのソフトウェアは，商用目的でない限りフリー使用

るほうが利便性がよいと思われるが可能となっている．
他に画面上の操作は Windows10 に標準搭載されている「Xbox Game Bar」を使用する．

50

カメラを活用することも考えられる．

⑥完成した動画をパワーポイントのスライドに追加
手順②で作成しているスライドに完成した動画を挿入する．

ANNUAL REPORT 2022

⑦スライドショーを動画化
パワーポイントデータのままでは，アプリケーショ
ンがなければ視聴できないので，活用範囲が限られてしまう．
そこで，スライドショーの自動実行をキャプチャすることで，mp4 などの動画フォーマットに変換する．
これにより，動画再生が可能な PC であればどこでも視聴することができるようになる．
4 対象実習図 1 動画の一画面

前項の手順により，制御プログラミング実習の支

5 総括

援動画教材を作成した．
制御プログラミング実習では，プログラムの作成

実際に作成した動画を，１年のマイコン実習の時

方法の学習に，ヤマザキ教育システム㈱から販売されに活用してみた．実習半ばであったため，正確なアンている「Protch（プロッチ）」というマイコン組み込

ケートは取れなかったが感想を聞いてみると，以下のみ型の自走ロボットを使用している．使用言語はような意見をもらうことができた．

Scratch（スクラッチ）と呼ばれる言語で，近年取り上

 もう少し長くてもよい

げられている小・中学校からのプログラミング学習に 動画のほうが集中できる採用された言語である．命令コマンドがブロック化さ ナレーションの抑揚が平坦れていて，画面上にブロックを並べることによりプロ

 何度でも見返すことができる

グラム作成ができる特徴を有している．

 後で見ようと思ってよく見ていない など

そのため，命令コマンドの綴りや文法というよう

その他，開発環境や実習機器の操作についても動な，従来プログラム実習で最初に覚えるべき項目を省画を活用して講義を行ったが，例年ほど，操作方法に

略して，プログラム作成に必要なアルゴリズムの構築

対する質問が無く，比較的スムーズに実習に取り掛か

手段を視覚的に身に着けることができるようになってることができた．教材の効果もあってか，実習課題のいる．

仕上がりも従来に比べると若干早く進んでいるように

ここでは，以下の実習で活用できる支援動画を作成した．

感じられた．
今後の応用として，電子回路実習でのブレッドボ

 プロッチエディタの使用方法

ードの使い方のような支援動画として提供して予習で LEDの点滅方法

活用してもらえば，実際の実習作業の効率も上がるの

 光センサの読み取り方法

ではないかと考えられる．

 タッチセンサによる LEDの点滅操作

本支援動画を編集して，2022年2月に開催されたテ プロッチの走行方法

クニカルショーヨコハマ 2022 の出展者セミナー「オ 確認課題ンライン」で，産業技術短期大学校の取組みとして紹作成に際しては，動画視聴の集中力や理解力を考慮介した．

して，1 本あたり 7～8 分の長さで作成し，それより6 参考文献も長くなる内容は分割するようにした．また，字幕が出ているときは動画を停止して視聴ポイントが明確に(1)

竹口幸志， 教育利用を目的とした動画の分析と制作，鳴門教育大学情報教育ジャーナル No.13，pp.23-

なるように考慮した．

29，2016 ．
(2)

三橋 郁，工学実験・実習における効果的な自作動
画教材の作成留意点と使用効果，技能科学研究，38巻，1号，2021．

51

ANNUAL REPORT 2022

近距離通信技術についての教材作成（２）電子技術科 岩崎 智実 佐久間 理一 福冨 浩行
1 はじめに
現在多くの電子機器は，IoT：Internet of Things 化され，インターネット等の無線通信技術を利用した様々なモノの制御が可能となっており，生活を便利にしている．
現在の電子技術科の通信を題材とした実習では，シリアル通信の仕組みやZigBeeを使った制御プログラムの授業を行っている．
そこで更に，現在の授業で扱っていない近距離無線
通信等についても，デバイスの特徴や通信方法について調査や実験を行うことにより，今後の授業で活用できる教材や実習機器を作成することを目的とする．

図 1 PICマイコンと Bluetoothモジュールの接続

2 研究の概要
2.1 Bluetooth と ZigBee について
今回使用したBluetoothとZigBeeは，2.4GHz帯を使った無線通信で，「低速」「近距離」「低消費電力」と似た特徴を持つことから，それぞれの長所を整理することから研究を始めた．
ZigBee は Bluetooth の後に規格化されたことから，低消費電力でありながら複数台同時接続することを得意とする無線規格であり，複数のセンサが取得した情報を集める計測制御用の無線通信回路として使用されている．
また，Bluetooth を採用するメリットの一つとしては，
通信相手機器に既製品の Bluetooth 機器を流用できる点がある．片方は組込みモジュールを組込んだ専用機器を、その通信相手機器には Bluetooth 内蔵のスマートフ
ォンや Bluetooth ドングルなどを利用することで，通信相手側はアプリケーション開発だけで済み，ハードウ
ェア開発に要する工数やコストをカットすることが可能となる．
2.1.1 Bluetooth を使用した通信テスト
PIC マイコンと Bluetooth モジュールを接続した簡易
I/Oボード（図1）を作成し，PCのUSB端子にBluetooth
ドングルを接続した．上記の 2 つの Bluetooth 同士のペアリングを完了することにより，簡易 I/O ボードのBluetooth と接続できるようになった．テストでは，PCから指定の ASCII コードを送信すると，受信側の回路では LEDが点灯し，「LED_ON」の文字列を返信させている．さらに，マイコンの A/D変換へ入力した電圧値を返信させ，図 2 のように通信ソフト Terra Term 上に表示させた．また，PC をスマートフォンに置き換えても同様の確認を行うことができた．

52

電圧値

図 2 通信結果

2.1.2 ZigBee を使用した通信
図 3 は，現在授業で使用している実習環境である．
この他にも，ロボットのコントローラとしてジョイス
ティックや加速度センサを使用した通信，さらにリア
ルタイムクロックを使用した日時の情報を通信した．

図 3 ZigBeeを用いた実習

ANNUAL REPORT 2022

2.2 Wi-Fi について
Wi-Fi には 2.4GHz 帯を使う 802.11n，5GHz 帯を使う
802.11ac などがある．Wi-Fi ネットワークはアクセス・
ポイントを中心としたネットワークであり，アクセス・ポイントは多くの場合，インターネットなど他のネットワークに接続しており，その場合はルータとも呼ばれる．アクセス・ポイントに接続する端末をステーションといい，自宅やオフィスで PC やスマートフ
ォンが Wi-Fi ルータにつながっている場合，PC やスマートフォンがステーション，Wi-Fi ルータがアクセ
ス・ポイントとなる．
今回の実験では，Wi-Fi と Bluetooth を内蔵した
Espressif Systems 社製 ESP32-DevKitC を使用した．Wi-Fiのアクセス・ポイントに接続することが可能なため，
ESP32 からインターネットに接続して各種の情報を取得したり，ESP32 を Web サーバなどの各種サーバとして動作させたりすることができる．
インターネット

Wi-Fi
アクセス・ポイント
Wi-Fi

Wi-Fi
サーバ

クライアント( a ) アクセス・ポイント経由
Wi-Fi
サーバ
（ソフト・アクセス・ポイント)

クライアント( b ) 1 対１通信（サーバをアクセス・ポイント）
図 4 2 台の ESP32 の Wi-Fi でできること
2.2.1 Wi-Fi を使用した通信テスト
図 4(b)の構成で，2台の ESP32を 1対 1で接続して通信を行った．図5の回路では，マトリクスLED側がサーバ，LCD 側がクライアントで，2 個のスイッチを使用する．1 個目のスイッチにより図 6 のように状態を遷移させており，もう 1 個のスイッチにより，それぞれの状態での表示を決定する．この仕組みを使用してメッセージボードを作成した．用途として，家庭内の別の部屋にいる人へ食事の時間などを伝えるなどが挙げられる．このテストにより，以上の様な閉じた環境でも手軽に IoT を始めることができることを確認した．
また，今回は実験を行っていないが，図 4(a)の構成
では Wi-Fi アクセス・ポイントを別途用意して遠く離れた ESP32 同士を通信させることもできる．

図 5 ESP32 の Wi-Fi 通信
Step :

1

Step : 2
Morning

Step : 3
Lunch

Step : 4
Dinner図 6 図 5 の回路の状態遷移図
3 まとめ
今回の研究では，近距離無線通信である Bluetooth，
ZigBee ，Wi-Fi を卒業研究の学生のテーマに織り込みながら，学生と一緒に基礎実験を進めていった．特にBluetooth，Wi-Fi については初めて使用する通信手段であり，使い方を調べることから始めた．この 2 種類の通信手段を持つデバイスは，共に通信相手機器に既製品の Bluetooth や Wi-Fi 機器を流用できる．そのためAndroid アプリや Web ブラウザから閲覧するためのHTML の作成など，ソフト面でのウェイトが高まる傾向にある．そこで卒業研究のテーマとして，ソフトウ
ェアの作成に興味のある学生には適した題材である．
また，ZigBee のメリットとしては，複数台同時接続を得意とするため 1 対 多数の通信が可能なため，学生が作成した各デバイスに，教師側デバイスから通信す
る実習を行う授業に適している．今後もこれらのデバ
イスの使用を継続して理解を深め，指導に活かして行
きたい．
4 参考文献(1) 後閑哲也，PIC で楽しむ Bluetooth・Wi-Fi 機器の自作，（2013），技術評論社．
(2) 下島建彦，井田健太，Interface ，(2018.9），CQ 出版社．

53

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赤外線を使ったシリアル通信システムの検討
電子技術科 浦野 勉 吉田 慶一
1 研究目的電子技術科において，何らかの作品製作を行うのにリモコンを使いたい場合が多い．その際の通信手段として，WiFiや Bluetoothを検討することが多いが，技術面，電波関連法規制，セキュリティ関係，コスト面などで困難が生じやすい．一方，赤外線を使った通信は，
テレビやエアコンなどの家電製品で単純なデータを送信する用途として普及しているが，法規制などは存在
せず，単純な部品を使って構成できる．リモコンは数十種類のコマンドを一方向のみに送信するのみで機能するが，一般的なシリアル通信データを赤外線に乗せて通信することで，より複雑なデータを双方向で通信できるか実験・検証し，その活用について検討する．
2 無線機能付きデバイスについて
ここでは，比較的入手しやすい無線機能を持ったデバイスをいくつかあげ，比較検討する．
2.1 micro:bit
英国 BBC が開発した，教育向けシングルボードコ
ンピュータである．Bluetooth および独自の無線通信機
能を持っている．この機能は，ライブラリが用意されており，初期化時に無線チャンネル番号を指定すれば，micro:bit 同士の通信が非常に簡単に実現できる．また，
1 対多通信も可能であり，無線機能を持った小型装置の作成も容易である．電子技術科では，昨年度より 1
年生後期第 3 クォータにおいてこのマイコンを使用してリモコン制御できる小型走行ロボットを作成する実習に取組んでいる．ものづくりを体験させるための実習で，週90分全8回とかなり短い時間であるので，無線の知識がほとんど不要なこのマイコンボードは非常に重宝している．

の知識が必要である．プログラミングにおいてもTCP/IP の知識が必要で，敷居がかなり高い．その他に、中国の Espressif Systems 社製 ESP32-DevKitC-32E にも，
WiFiと Bluetoothが搭載されている．開発には提供されているライブラリを使いこなす必要がある．
単体で Bluetoothや ZigBee通信を行えるモジュールも存在するが，扱いが難しく，モジュールと制御用マイコンを接続する際にシリアル通信が必要で，ハードウ
ェアが複雑になる．
3 赤外線通信
赤外線は電波とは違い，法律による規制がなく，その発生に使用する部品は，赤外線 LED と抵抗器だけである．先に述べたマイコンボードやモジュールでは，原理を含めた深い部分に手を出した実験は難しいが，赤外線では，波形観測や実験が簡単にできる．
3.1 赤外線受信モジュール
赤外線リモコンは，信号に 38kHz ～40kHz の変調をかけて送信する．受信側では，その周波数のバンドパ
スフィルタを用い，外乱の影響を受けないようにし，波形を整形した上で，出力する．この機能を 1 つのパッケージにしたものが赤外線受信モジュールである．
これを用いれば，赤外線通信を簡単に行うことが出来る．また，独自にバンドパスフィルタ回路を構成でき
れば，搬送周波数を例えば 20kHz など規定以外の周波数に設定できるため，周波数による多重化などの実験が出来るのではないかと考える．
3.2 赤外線送信信号の発生
赤外線の発生には，赤外線LEDを用いるが38kHz搬
送波信号が別途必要となる．搬送波とデータ信号は，
図 2 のような単純な回路で合成できる．搬送波の発生
源は方形波発信する発振回路であればよく，トランジ
スタによるマルチバイブレータやタイマーIC NE555 が使用できる．また，マイコンの GPIO による信号も使用できる．この場合，ロジック IC を使用せずにソフ
トウェア的に信号を発生させることが可能である．

図 1 micro:bit（左）と小型走行車（学生作品）

2.2 その他のマイコンボードとモジュール
RaspberryPi は，英国ラズベリーパイ財団が開発した
教育用マイコンボードで，WiFiおよび Bluetoothが備わっている．OSとして Linuxが使用されているので，そ54

図 2 赤外線信号発生回路

ANNUAL REPORT 2022

LED

マイコン

赤外線
USB-シリアル
変換モジュール

送信
PC
ターミナル
ソフト

受信
PC

受信
モジュール

USB-シリアル
変換モジュール

ターミナル
ソフト

図 3 送受信実験のブロック図

3.3 送受信実験
送受信の実験のため，図 3 のようなシステムを構成し動作の確認を行った．マイコンは Microchip 社
ATtiny2313を使用した．ATtiny2313は，内部で38kHz の搬送波を発生させ，USBシリアル変換モジュールからの通信データ信号と搬送波を掛け合わせ，赤外線信号として出力する．図 4 に通信データ波形と赤外線信号波形を示す．図 5 は，38kHz 変調波を拡大したものである．

図 4 データ信号波形と赤外線信号波形

図 4 下は，文字型データの'5’（ASCII コード 0x35＝
00110101B）に変調をかけた結果である．通信速度は1200bpsである．また，図5から，搬送波の周波数の実
測値は 35.7kHz であった．使用したマイコンは，8bit，クロック周波数 8MHz であり，38kHz の発生は能力的にぎりぎりで，周波数を規定の 38kHz に近づけるには
クロック周波数を上げる必要がある．
通信結果は，ターミナルソフトの通信速度設定が600～2400bps の範囲で通信が成功した．搬送波 38kHzと 2400bps の周期はそれぞれ 26.3μs，416μs である．つまり，データ 1bitあたり 15パルス以上で通信可能であることがわかった．
3.4 双方向通信
3.3 項の実験結果により片側方向の通信の確認ができたので，双方の端末に赤外線 LED と受信モジュー
ルを増設し双方向の通信を行ったところ，600～
2400bps の範囲で通信が確認できた．ただし，データ送信時に自分の受信モジュールが反応してしまうため，
全二重通信は出来ず，半二重通信となる．
4 まとめ
シリアル通信データに変調をかけることにより赤外線通信できることが確認でき，通信可能速度は，600～2400bps であることが分かった．また，双方向で通信が可能なことを今回示すことが出来た．
Wifi，Bluetooth などの電波による無線通信に比べると，かなり低速ではあるが，その原理は非常に理解しやすく，オシロスコープでも波形観察ができるなど，実習をする上ではメリットも大きいと考えられる．
この方法の発展として，独自の通信フォーマットを学生が設計，実験することが考えられ，通信ヘッダに相手先 ID を付加することによる 1 対多通信が実現できる．また，外乱の影響を受けやすいシステムであるが，逆に通信エラーが発生したときの処理方法を検討させる教材として向いている．また，搬送周波数を変えることによる多重化や，通信距離を伸ばすためのリ
ピータの作成など，通信システムを作る難しさや，楽しさを感じることが出来るのではないかと考えている．
5 参考文献等・BBC micro:bit< https://microbit.org/ja/>・Raspberry Pi Foundation< https://www.raspberrypi.org/>
・ESP32-DevKitC<https://www.espressif.com/en/products/devkits/esp32-devkitc/overview>

図 5 赤外線信号波形(拡大）55

ANNUAL REPORT 2022

基本情報技術者試験合格に向けたアプローチ手法の検証（２）
情報技術科 大池 勇介 大蔵 将利
1 はじめに近年，国内における IT 系の人材不足が問題視されており，本校においても直近の就職率や学生の技術習得
レベルを鑑みるにやはり捗々しくない状況にあることがわかっている．具体的に関連するデータを参照して
みると 15 年前の基本情報処理技術者試験の合格者は5 名に対し，昨年度の合格者は一人もいない．
そこで IT の知識・技能に関する共通の評価指標として活用されている「基本情報技術者試験」に合格することで，対外的に学生の IT スキルをアピールしやすくなると考え，本研究の目的である「基本情報技術者試
験合格に向けたアプローチ手法の検証」に着手した次第である．
2 学生の状況等
2.1 受験経験と受験予定者
本年度在学中の情報技術科 1 年生 36 名（長期欠席を除く）に対し，2021 年 1 月に本試験を既に受験した経験はあるかどうかについてアンケート調査を実施したところ，36 件の回答のうち 1 名が「受験した経験がある」と回答した（受験率 2.8%）．また，図 1 より
56.6%の学生が 2021 年の情報処理技術者試験を受験予定であることがわかった．受験理由としては「就職活動に有利だから」という回答が 31.6%を占めている．
資格試験自体が就職活動に優位に働くという事実についても既に広く認識されていると考えられる．
2.2 受験しない理由
逆に受験しないと回答した理由を「学力不足により不合格になる」と回答した者が 94.1%を占め，「受験することに価値がない」と判断した者や「経済的に仕方なく受験できない」と回答した者が存在しないことも併せてわかった．
つまり受験する予定がないと回答した者も合格できるレベルに到達すれば，積極的に受験したいと考えている者が多いと思われる．
2.3 苦手分野
図 2 に示すように，「現在のレベルでは受験しても不合格になりそうだから」と回答した者に向けて「どの分野に苦手意識があるか」について質問したところ，全ての分野に苦手意識が分散していることがわかった．
ここで，既に 1 年次に履修した授業にて学習済みであるテクノロジ系やマネジメント系と比較して，2 年次に学習するため未学習であるストラテジ系との間に苦手意識について大差がない点について注目している．

56

このことは，1 年次の授業カリキュラムで学習した内容に対しての理解度が低いことを示している．
2.4 行動観察をした結果
さらに日頃の授業風景を観察していると，苦手な分
野の復習を怠っている学生が多いように感じられる．
その復習を怠っている学生は自習時間にフリーのタイ
ピングソフトを使ったキーボードのブラインドタッチの練習を 4 月から自主的に継続して取り組んでいた．
そこで，本研究では自主的なタイピング練習という行動に注目し，当資格試験で頻出される情報処理専門用語を覚えてもらうために，タイピング中に画面に表示されるテキストを専門用語に置き換えて表示させるタイピング教材の開発に着手した．今回開発する教材を自習時間に活用してもらうことで，当資格試験に頻出される専門用語に関する問題の正答率を向上させることが狙いである．

図 1 アンケート調査結果（問 3 受験意欲）

図 2 アンケート調査結果（問 6 苦手分野）

3 タイピング教材の開発
3.1 既存アプリケーションとの連携
新たにタイピング教材を開発するにあたって，既に資格試験対策 Web アプリケーションが無料で提供されていることから，既存のアプリケーションは資格試
験対策に十分に活用できると判断したため，競合する
アプリケーションの作成は行わず，アプリケーションの連携を考えた．既存のアプリケーションの中でも我々自身も活用して十分に有効活用できると判断した

ANNUAL REPORT 2022

「基本情報技術者試験ドットコム」との連携を図れる
アプリケーションの開発を考えた．
3.2 学習データ保存機能「基本情報技術者ドットコム」では，利用時に事前登録したユーザでログインして利用することで学習したデータを保存することができる．間違えた問題等，
過去の学習データを振り返りたい場合は，図 3 に示したように CSV 形式のファイルとしてダウンロードすることができる．

図 3 学習データのダウンロード（基本情報技術者ドットコム）

3.3 情報処理専門用語
また，「基本情報技術者試験ドットコム」では，図4 に示したように，当試験に頻出する専門用語を五十
音順でまとめたページの用意もある．今回開発したア
プリケーションでは，こちらにまとめてある専門用語の中から，タイピング画面に表示するテキストとしてピックアップして活用している．

図 5 専門用語を表示してタイピングしている様子（自作タイピング教材）

3.4.2 間違えた問題を表示するタイピング教材
次に，間違えた問題の問題文と答えの組合せを自動的に抽出して，タイピング文字列として表示するバー
ジョンについて紹介する．実際に表示した様子を図 6に示す．このバージョンでは，Web スクレイピング技
術を用いており，3.2 節にて紹介したように，事前にダウンロードした学習データを指定した場所に保存しておくことで，このファイルを自動的に読み取り，学習した問題の URL から「基本情報技術者試験ドットコ
ム」の該当ページに記載されている問題文や解答文を抽出してタイピング教材に表示するといった仕様になっている．なお，スクレイピング技術を用いることに関しては，事前に運営元に確認しており，教育機関において非営利で使用することに関しては特別に利用許可を得ている．

図 6 間違えた問題を表示している様子（自作タイピング教材）

4 おわりに

図4 情報処理専門用語まとめページ（基本情報技術者ドットコム）

3.4 本研究で開発したタイピング教材
今回，新たに開発したタイピング教材では，専門用語をタイピングする文字列として表示するバージョンと学習したデータを読み込み，間違えた問題を自動的に判別し，間違えた問題の問題文と答えの組合せをタ
イピングする文字列として表示するバージョンの 2 通りを開発した．
3.4.1 専門用語を表示するタイピング教材
3.3 節にて示したように，
キーワード集から事前に出題したい用語を選び，タイピング教材で読み込むため，
事前に CSV 形式のファイルに保存し，ファイルに記述された用語を順次表示する仕様となっている．実際に表示した様子を図 5 に示す．

本研究を通して「基本情報技術者試験合格に向けたアプローチ手法」を見直すために，当の受験者である
学生がどのように感じており，どこに躓いているのかといった調査を行った上で，学生の行動に合わせた独自の教材開発に着手できたと考えている．
しかし最終的には，今回作成したタイピング教材を実際に学生に使用してもらう必要があると考えている．
既に事前調査で明らかになっているが「現在のレベルでは受験しても不合格になりそうだから」と回答した
学生に対して，使用前と使用後で学習効果がどのように反映されるのかといったデータを収集して，検証する必要があると考えている．
その後の検証結果次第では，本研究で作成したタイ
ピング教材を導入した指導を実践することで当資格試
験の合格率も向上すると期待している．
5 参考文献(1) 株式会社スタディワークス,”基本情報技術者過去問道場｜基本
情報技術者試験.com”,基本情報技術者試験ドットコム,2022 年1
月31 日, https://www.fe-siken.com/,(2022 年2 月18 日).

57

ANNUAL REPORT 2022

募集広報活動の新たな取り組みについて
産業デザイン科 髙松 徹、電子技術科 浦野 勉、情報技術科 大池 勇介
1 はじめに本校の学生応募状況は，年々減少の傾向を見せている．どうすれば技術系の職業を目指す学生が増加するのかという改善手法の検討，取り組みの推進が急務となっている．
そこで，令和 2 年度に新設した定員確保対策グルー
プでは，女性の応募率アップを狙い，女性が技術系職種でどうすれば活躍できるかという内容を検討する「技術系女子活躍推進プロジェクト」と，新たに情報誌を作成し校の魅力について発信する「学校通信制作
プロジェクト」の二つのプロジェクトを計画し実施した．令和 3 年度は，業務グループが魅力発信グループとなり，学校通信制作プロジェクトを継続した．
両プロジェクトは，ボランティア学生スタッフと職員が共同で運営し，学校通信制作プロジェクトで制作する学校通信には，技術系女子活躍推進プロジェクトの内容をシリーズとして掲載するとともに，学生目線
で感じた校のトピックスなども掲載して，関係各機関等へ送付した．また，校のSNSやホームページでも閲覧できるようにして，本校のアクティブな状況を伝え，
募集 PR の手段とした．また，この試みを検証し，今後の募集活動，広報活動の方向性を検討する．
2 研究経過 （プロジェクト実施経過）
令和 2 年度，新型コロナウィルスによる影響による
4 月～5 月の臨時休校措置が明けた 6 月に，上記二つのプロジェクトの学生ボランディアスタッフを募集
し，「技術系女子活躍推進プロジェクト」「学校通信制作プロジェクト」の両プロジェクトをスタートさせた．
技術女子活躍推進プロジェクトには産業デザイン科の女子学生 9 名が応募，学校通信制作プロジェクトには産業デザイン科 15 名の他，情報技術科からも２名の応募があり，課外活動時間となることにも関わらず，見込み以上の 17 名の応募があった．
両プロジェクトとも学生リーダーとサブリーダーを選出し，学生が主体となって活動することに注力した．
技術系女子活躍推進プロジェクトは，令和 2 年 6 月
下旬～10月下旬の火曜日の放課後に，1回 90分の活動
を 8 回実施した．各回ごとテーマを決めてミーティン
グを行い，意見を出し合う形式をとった（図 1）．
テーマとしては，「技術職の魅力」「学生の進路決定の時期」など検討分析型のものをはじめ，デザイン

58

科の学生ならではの「校の PR 用キャラクターを考案する」という提案型のものもあった．最後には，実施経過をパンフレット形式の報告書にまとめ，神奈川県内の高校に配布するなど広報物としても活用した．また，毎回の実施状況を校 twitter で広報し，学生のユニークな活動として PR した．

図 1 技術系女子活躍推進プロジェクトミーティング風景

学校通信制作プロジェクトは，令和 2 年度，7 月上旬～10月下旬の水曜日の放課後に，90分の活動を 8回実施した．学校通信を発行，校の魅力を発信することを目的とし，取材から記事作成までを行う班を，4 班設定した（学生生活班，作品紹介班，就職活動班，施設紹介班）．各班 3～4 人のチームとして活動を行い，各回の終了時には，各班の活動状況を報告しあって連携を深めた．学生同士が相談し，学校通信の名称を「MAKE IT」と命名，9 月に第１回発行，11 月に第 2回発行を成し遂げた．
学校通信制作プロジェクトについては，令和 3 年度も継続実施し，産業デザイン科の学生 23 名が参加し，
令和 2 年度と同様の運営方法で実施され，令和 3 年 11月に第 3 回目の発行を実現した（図 2）．

図 2 学校通信制作プロジェクトでの編集作業

3 研究成果（プロジェクト実施成果）
技術系女子活躍推進プロジェクトは令和 2 年度の 1
年間，学校通信制作プロジェクトは令和2～3年度2年

ANNUAL REPORT 2022間実施したが，次のとおり，今後の訓練実施及び広報活動に大きな示唆を与えた．
3.1 訓練実施上の成果
3.1.1 先輩から後輩への直接指導
産業デザイン科の訓練においては，通常，上級生が下級生を指導することはあまりない．今回の両プロジ
ェクトでは，アプリケーションの使用法から考え方のまとめ方まで，さまざまに上級生が下級生を指導する場面が見られた．上級生にとっても下級生にとっても，
チームワークを身に着ける良い機会となった．
3.1.2 企画から制作まで一貫して体験
両プロジェクトともゼロベースからのスタートとなり，企画段階から学生自体が検討を重ね，運営体制，
スケジュール，制作物仕様から実際の制作まで，一貫
して学生主導で実施した．思わぬハプニングによるス
ケジュールの変更など，全てが生きた授業として学生は体験することができた．
3.1.3 実際に使用する製品を訓練で制作実際に使用する製品を訓練で作成することは正直ないが，学校通信制作プロジェクトでは，当初から使用することを目的で始まっている．そのため，学生の取り組み方にも意気込みや緊張感が多く存在していた．
実社会での活動に近い訓練を実施できた．
3.1.4 他学科学生との交流
少数ではあるが，他学科の学生が連携してのプロジ
ェクトが実施できた．人事交流で生まれる刺激は双方の学生にとって，大きな刺激となった．
3.1.5 インターンシップ兼用
両プロジェクトは，1 年次の必須単位であるインターンシップも兼ねることで，効率的に実施することができた．
3.2 広報面での成果
3.2.1 活動自体を SNS 等で発信するという広報
今回プロジェクトの計画段階から，この取り組みを
SNS や校ホームページで発信することを検討して進めてきた．実際にも週一で行われるプロジェクトが終了したのち，毎回校 twitter での発信を続けた．今後期待される、SNS を活用した広報の試行として成果があった（図 3）．

3.2.2 プロジェクト成果物が広報に活躍
学校通信制作プロジェクトでは当初より，校を PRするための学校通信を制作配布することが目的として実施された．2 年間で計 3 回の発行を実現し，神奈川
県内の高等学校に配布するなど，校内のユニークな情報を伝えるメディアとして実際に活用された（図 4）．
技術系女子活躍推進プロジェクトでは，デザイン科
学生ならではの，校のマスコットキャラクターの制作
提案，それを掲載した報告書をフルカラー仕様のパン
フレット形式で制作した．この報告書形式のパンフレ
ットも学校通信同様，県内高校学校に配布し，広報の一環を担うものとなった（図 5）．

図 4 制作された学校通信 MAKE IT

図 5 技術系女子活躍推進プロジェクト活動報告書

4 まとめ
学校通信プロジェクトに関しては，学校通信の継続的な発行のためにも，訓練上の効果を考えても，継続実施していく価値は十分にある．技術系女子活躍推進
プロジェクトに関しては，校の学生募集の要の一つとして，女子学生の募集率アップが望まれる状況としては，継続実施したいところだが，目的の曖昧さなどもあり，今後実施目的や実施方法の検討などを重ねていく必要がある．いずれにしても，校の魅力をアップさせるための学生主導のムーブメントとその効果的な広報が，学生募集の鍵を握ることは間違いない．

図 3 校 twitterでのプロジェクト実施状況の発信

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ANNUAL REPORT 2022

技能照査実技課題の検討と見直し（１）制御技術科 石井 藤隆 小林 義知 臼井 章二
1 はじめに制御技術科の技能照査の実技課題は，図 1 に示す「ワーク有無判別装置」の部品加工・組立て・配線・プログ
ラミングである．部品加工に関わる項目は，シリンダーにねじ加工と端面・面取り加工のみで，機械加工の作業
項目が少ない状況である．そこで本研究では，機械加工作業の追加について精査する．

実技課題は，機械 CAD・PLC プログラミング・マ
イコン（C 言語プログラミング）の 3 分野を 100 分で実施し，合格率は60～70％である．機械加工は，設備面や実施時間に問題があり実施に至っていない．
学科試験は以下の 6 分野に分け ，各 100 点で合計600 点とし，全体の 60％以上を合格としている．出題
形式は ，記述式や選択問題など様々である．
1．機械加工・数値制御加工・熱力学
2．流体力学・メカトロニクス
3．電気・電子4．情報
5．工業力学・材料力学・機械材料
6．機械工作法・機械工学・計測制御工学
募集については苦労しているが，県内に同様の南信工科短大があり，地域での棲み分けされているので20 名の定員は確保している．寮や食堂が完備され，モダンな作りになっており，このことも定員確保に起因しているのではないかと感じた．図 2 に長野工科短期大学校のキャンパス風景を示す ．

図 1 「ワーク有無判別装置」

2 技能照査実技課題
2.1 ワーク有無判別装置
本装置には，制御技術科で 2 年間習得した機械・電気・情報の技術が網羅されており，課題としては適したものとなっている．分野別の内容として，機械技術は旋盤によるシリンダーヘッドの加工と各装置部品の組立て，電気技術は端子の圧着と電気配線，情報技術はPLCプロ
グラムの作成としている．
2.2 懸案事項の抽出
この課題を導入した当初は，製作した装置の動作を確認し採点していた．この場合，一つでもミスがあれば完全動作がしないため，合格率がなかなか上がらなかった．
装置全体の動きで評価することが本来であるが，3 つの技術要素を含む課題であるため，それぞれの分野ごとに独立して評価しても良いと判断した． 平成 28 年度より徐々に採点基準を見直し，合格率の向上に繋げた．
分野別の配点は，機械 35点，電気 35点，情報 30点と均等に配分されている．授業時間は，機械加工実習 128h
機械組立て実習は 16h であるが，技能照査での機械加工の内容について少ないのが懸案事項であった．
3 長野工科短期大学校の視察
令和 3 年 12 月 17 日（金）に長野県工科短期大学校を訪問し，制御技術科の技能照査について意見交換を行った．

60

図 2 長野工科短期大学校のキャンパス風景

4 検討内容機械加工実習では，1mm の 100 分の 1 の精度を加工する技術の習得を目指しており，その技術を技能照査の実
技課題に取り込みたいと考えていた．しかし，全員で一斉に実施するには，設備面で問題があった．そこで，機械加工と組立て・配線作業の二班に分け，今年度，試行
してみた．
なお，機械加工として今年度より追加した作業は，以下の2点である．
・連動チャックから単動チャックに変更．
・外径加工の追加．（材料をφ22からφ21に加工）
5 今後の予定
今回実施した中で，長さ測定と切削条件について不具合が生じた．この 2 点については再度精査していく．
また次年度に向け，学生へアンケートの実施と他県への視察を考えている．

ANNUAL REPORT 2022

モーションコントロール技術習得のための授業構築（１）y«°üë úČ Át à¨ ºÒ·Ïv$ġ2 Äė4 #·ÏÄėġ$+1 はじめにÃ¥¦¾lÏNbEĊÌî"n y«°üë·Ï;]<Y\UÅ#ÏàalÏĊÌ""eæĈěÓ8`ObF" #ċó4û ġ#©#ô$ġ8`ObFo#ĒĎġáÏäqâ3 2 AC AbR-8`ObF

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4 今後の予定
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(2) c÷êØiÀÉěÕ¢Ïmġ2020 ¥¦WbFa8`Ob
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ANNUAL REPORT 2022

回路解析ツールを用いた電子回路設計・製作実習教材の作成（１）電子技術科 相原 邦生 髙橋 啓
1 はじめに電子技術科では，アナログ回路・デジタル回路の設計から製作した回路の動作確認，各種信号を計測器で測定し回路特性の確認を行う等，ハードウェア設計にドウェアである．この操作は同じくDigilent社の仮想計測器のソフトウェア Wave Forms を通じて PC 上で行う．解析ツール本体は非常に小型・軽量であり，ソフトウェア
も簡易な設定で，回路測定を行うことができる．

関する訓練を行っている．これは電子回路設計分野の根幹に当たる部分であるため，特に重点的に学習しなければならない分野である．
しかし，回路設計から製作，測定毎に，実習場が異なるため準備や移動することで効率が悪いことから，回路解析ツール「Analog Discorvery 2」を活用すること
で，実習の効率を上げ，より多くの実習が行えるよう改善することを目的とする．

図 1 回路解析ツール「Analog Discorvery 2」

3.2 実習テキスト・マニュアルの作成
2 現状の訓練と問題点
2.1 現状の訓練について

回路解析ツールを使用することで一番効率が上がると想定している「アナログ電子回路実験Ⅱ」の実習内

電子技術科におけるハードウェア設計に関する実習

容を基に，実習テキスト作成した．併せて仮想計測器としてアナログ回路は「アナログ電子回路実験Ⅰ：1

ソフトウェアの簡易マニュアルも作成し，回路解析ツ

年時 2 単位」，「アナログ電子回路実験Ⅱ：2 年時 6ールでの測定を学生に体験してもらい，実習と比較し単位」が，デジタル電子回路は「デジタル電子回路実たときの意見，感想を聞いてみた．

験Ⅰ：1年時 2単位」，「デジタル電子回路実験Ⅱ：1

良いと感じたところは準備が簡素であること，計測

年時 2 単位」が設定されている．その実習について，した実験データを電子データとして残すことができ，課題の回路製作はブレッドボード，または半田付けに特性グラフなども表計算ソフト等で作成できることがよるストラップ配線で行い，課題に応じて測定器はフ挙げられた．悪いと感じたところは回路解析ツールがァンクションジェネレータ，オスロスコープ，直流安多機能ゆえに，端子が多くあることから，実験に必要定化電源を用意する必要がある．

な端子を選びづらいことであった．

2.2 訓練の問題点
限られた訓練時間の中で，実習に必要な計測器の準備や回路設計を電子回路 CAD で設計する場合，パソコン室と実習場の移動に思いのほか時間を要すことが多く，結果，回路特性の計測時間を圧迫している．
また，近年流行しているコロナ感染症予防のための消毒にも時間を割かなければならず，実習内容を見直し，効率を上げる必要性があると考えている．
3 訓練効率を上げる対策
今回，回路特性を調べるための計測器としてパソコンに接続して使用する回路解析ツールを用いて訓練効率を上げる対策を試みた．
3.1 Analog Discorvery 2 について
Analog Discorvery 2 は Digilent 社製の回路解析ツールであり，オシロスコープ，波形発生器等の機能を有するハー62

図 2 回路測定の様子

4 今後の予定
学生からの意見，感想を踏まえ検証結果を基にテキスト及び課題の見直しを行い，各実習・実験への活用度の検証を進めていきたい．

ANNUAL REPORT 2022

小学生を対象とした教具の製作（１）
産業デザイン科 小野 勝 荒川 竜輔 白井 伸明
1 はじめに本校の行事等に古くから地域連携でご協力いただいている小学校の校長によれば，昨今の初等教育現場においては，自立に向けて児童ひとりひとりのニーズに合わせて様々な教育教材・教具が開発され実際に使用されている．ただし，その多くは類似した市販品もな
く，担当教諭の限られた時間・予算内での手作り教具
で，長時間の使用による耐久性や品質までは検証されていない状況である．
これらの問題解決のために，教育基本法第 13 条に掲げられている「学校，家庭及び地域住民等の相互の連携協力」に努め，本校で製作可能な教材・教具を製作することで，教育現場の環境向上のための一助となることを目的とする．
2 研究の概要
現在，近隣小学校の教育現場で実際に，教諭が手作りで製作し使用している教育教材・教具を調査し，本校で製作可能な教材・教具をピックアップし，その中から数点を製作し，実際の教育現場からの意見を聴取した後，問題点・改善点を抽出し，完成度を高めるた
めのブラッシュアップを行う．
3 調査結果小学校学習指導要領は，グローバル化，急速な情報化，技術革新など，社会の変化を見据えて，子供たちがこれから生きていくために必要な資質や能力について目標の見直しが約 10 年スパンで実施されている．
2020年度に本格実施された最新の学習指導要領は，「生きる力 学びの，その先へ」というテーマで改訂されている．この要領では道徳やプログラミング・外
国語教育を重視することのほかに，何をどのように教えるか，知識のみでなく対話して学ぶことにも重きを置かれている．また，持続可能な開発のための教育（ESD）の視点を導入するという観点からも，目標達成に向けて本校で教育教材の製作を行うことで連携をより密にし，幼少期よりモノづくりの楽しさに気づく
機会のひとつとなることも実際に近隣の小学校への取材を通して確認できた．
現在使用されている教材・教具（図 1）の中から本研究に最も適していると注目したのが小学校 2 年次にかけ算九九の習得のための教具「かけ算マスター」（図 2）である．この教材は市販品ではなく，過去横浜市の教材研究会で開発されたもので，現在も一部の小学校で使用されている．現状は，全てが手作りで児童数の増減や教材・教具の老朽化，損傷，紛失等の際，追加で作りながら使用している．そのため製作時間はもとより限られた工具を使用しての作業となりかなりの作業スキルが必要となるため，苦労しているとのことであった．

図 1 現在中尾小学校で使用されている教材・教具

図 2 かけ算九九の習得教具「かけ算マスター」

4 製作
今年度は，見本を忠実に再現した複製品（図 3）を20 個製作し，近隣小学校に納入するなどの取組みを行い，必要材料・工具・製作工程・作業時間を確認した．

図 3 製作した複製品（左）と見本（右）5 今後の展望
本研究を通じて，現状完成されている教具についても改良の余地が感じられた．また，追加の製作に要す
る時間も想像以上に掛かるため，製作時間短縮に向けた工夫も必要である．更には対象児童がこの教具に導入部分から興味が沸くような方法も検討し，提案していく．

63

ANNUAL REPORT 2022

糸綴じ本製本・無線綴じ製本台の制作（１）
産業デザイン科 水原 規惠 白井 伸明
1 はじめにグラフィックデザインの選択授業で学ぶ製本の仕方は複数の手法が存在する．そのうち，糸綴じ本製本・無線綴じ製本については，これまで学校にある材料で可能な範囲での方法をとってきた．今回は，実習の標
準的な指導に活用できる糸綴じ・無線綴じ製本台のモデルの作成から完成を目指す．
完成までのプロセスは，①設計，②試作，③試行，④改良，⑤完成，⑥量産（6 個）とする．
試行は卒業制作で本製本に取組む学生に依頼．サイ
ズ，構造，使いやすさなどの聴き取りを行い，改良を加え完成とする．
完成したモデルを元に，授業に必要である各 6 台を作成する．

≪無線綴じ≫
・紙を整えることが出来る
・紙にズレ防止の圧をかけられる・糊付け、乾燥に耐えられる≪糸綴じ≫・作業中に支持体用の糸を上下に張っておける
・折丁のサイズによって支持体の糸の位置が変えられる・折丁の背側と内側を見ながら作業できる形状とする
・本の厚さによって、支持体用の糸の長さを調整できるようにする② 素材の決定・耐久性・耐水性・吸湿性を考え木材で製作③ アイデアワーク

図 1 製本・綴じの種類

2 研究経過① 構造・仕様の決定

図 3 無線綴じ製本機図面（案）④ 製作方法，手順の検討⑤ 試作品の制作② 素材の決定③ アイデアワーク④ 製作方法，手順の検討⑤ 試作品の制作
3 制作工程
① 構造・仕様条件
・最大A3ノビサイズ半分折りを製本できる

図 4 木製ボルトとナットの製作

4 今後の予定
現在，無線綴じ製本，糸綴じ製本共に試作品がそれ
ぞれ 1 台ずつ完成した．
今後は自ら試行を行い，改良点に改善を加える．改良点には，制作上無理のあった点なども加味し，この後の量産に備える．
図 2 糸綴じ製本作業風景

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ANNUAL REPORT 2022

スペースデザインの施工実習に関する作業手順書の作成（１）
産業デザイン科 安次嶺 瑛子 若島 英司
1 はじめに
産業デザイン科スペースデザインにおける施工実習
では，専用の指導書や訓練時に使用する作業手順書は市販されておらず，実習時に制作する簡易的な図面や部材一覧等の配布物をもとに，指導者の実演や口述等での指導が中心となってきた．
施工実習内容を職種別に整理すると，内装施工・システム施工・舞台美術制作といった具合に多岐にわたっている．
一方で，指導者も専門性は多岐にわたっているものの，全ての実習授業の対応する必要がある．そこで本
研究では，指導内容を標準化するとともに，訓練時に

図2 全体の作業工程のページの一部

テキストとして活用できる作業手順書を作成する．
2 研究経過2.1 作業手順書のスタイルについて
作業手順書の内容は，それぞれの訓練ごとに，全体の作業工程，使用する道具や工具の一覧，道具や工具の使い方を示した各作業工程の手順やポイントという項目で作成する．
作業手順書のスタイル（図 1）を検討し，全体の作業工程が一目でわかり，そのあとのページに作業工程の詳細を記し，視覚的に分かりやすくまとめ，書き方を統一することで作業手順書を見やすくする．

図3 作業工程の詳細のページ

3 今後の予定
今年度は，実習を行いながら作業手順書を作成してきた．また不慣れな作業や技術が不足している作業については，練習しながら作業手順書を作成した．
今年度に完成できなかった項目もあるので，次年度の訓練前には完成させ，作成した作業手順書をもとに実習を行い，さらに不足している部分を足していく．
4 参考文献 滝 善光，図解舞台美術の基礎知識（舞台技術入門新シ
リーズ（4）），（2005），レクラム社．
 一般社団法人日本壁装協会，壁装ハンドブック（改訂

図1 作業手順書のスタイルと書き方案

2.2 作業手順書の作成
実習内容を作業分解して，テキスト化できる内容は先行作成し，本校ならではの条件などは，実習中に確認しながら加筆していく方針で作成していく．

版），（2007），一般社団法人日本壁装協会．
 日装連技能テキスト壁装施工法改訂版編纂委員会，壁装，（1996），日装連．
 日装連技能テキスト・プラスチック床材編改訂版編纂委
員会，プラスチック床材編，（1996），日装連．

また，道具や工具の使い方等、その作業内容の専門性を持つ指導についても，担当する指導員に都度確認しながら，急所やカンコツを加筆していく．

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ANNUAL REPORT 2022

オンライン訓練実施に向けた技術的支援に関する検討（１）
情報技術科 新田 晃 江島 俊文 眞鍋 順子
1 はじめに新型コロナウイルス感染症拡大防止の観点から，また新しい生活様式（働き方の新しいスタイル）として，
テレワークやオンライン会議等の実施が求められている．職業訓練においても職業能力開発促進法施行規則が改正され，オンライン訓練が認められるようになった．そこで，県下の各校及び産業技術短期大学校（以下「短大校」）専門課程グループと連携して，短大校においてオンライン訓練を実施する場合の技術的な支援を行うこととした．準備段階から実際の訓練実施までの問題点を把握し，具体的な対策方法を検討する．

＜オンライン訓練実施後の学生対象アンケート結果＞
受講者 自宅：168 人，短大校：90 人
アンケート回答数：244 件
Microsoft Teams アプリの操作は問題なくできましたか？

学科授業をオンラインで実施するとしたら、どれくらいの頻度が適切だと思いますか？

2 研究経過短大校の全 5 学科の学生が，同時双方向型のオンライン訓練を自宅等で受講する場合の実施方法等を検討した．
3 研究成果3.1 機器整備
県の「総合職業技術校等のオンライン訓練に係る機器整備」により配備された機器の機種と台数の確認をするとともに，短大校で実施するオンライン訓練で使用する為に Web カメラとヘッドセット 45 台を購入した．
オンラインミーティングツールは，東部総合職業技術校や西部総合職業技術校の環境に合わせ，無償で利用できる Microsoft Office 365 Education A1内のサービスである Teams を使用することとした．
3.2 事前準備
事前準備として，次の作業を行った．
・Microsoft社への短大校ドメイン登録
・Teams用職員・学生のアカウント登録・Teams用チームの作成
・職員用・学生用Teams操作マニュアルの作成・職員対象Teams使用方法の講習会実施（3回）
・学生対象模擬オンライン訓練（全10クラス）
3.3 オンライン訓練実施
今年度は，全学科・全学年 10クラスで，それぞれ 1
日オンライン訓練を実施した．自宅に機材やインター
ネット接続環境がない学生は，短大校で受講した．
3.4 実施後アンケートの結果
訓練の最後に学生に対してアンケート調査を行った．
全 10 クラスのアンケートを集計した結果の一部は，次の通りである（図 1）．

66

図 1 アンケート結果（一部）

主な自由意見・質問や相談がし辛い．
・座ったままでヘッドホンをして画面を見続けるので腰，頭，目が痛くなる．
・出席確認に時間がかかりすぎる．
・顔を出すのに抵抗感がある．
・新型コロナウイルス感染症にかかるリスクを低減できる．
・教室より資料が見やすく，勉強に集中できる．
・通学時間がなくなるので時間を有効に使える．
4 今後の予定
来年度は，オンライン訓練を時間割上に組み込み，定期的に実施していきたい．上記アンケート結果分析と職員への聞き取り調査を行い，問題点の把握と改善策の策定を行う．
各学科で実技科目も含めてどこまでオンラインで実施可能かを検討し，必要機材も確認する．また，テレワークに関する技術指導を行う．
今後，運営体制の確立を早急に行う必要がある．ポリシーの設定やアカウント管理を各学科で行えるようにする．機器整備も必要で，特に経済的な理由により自宅に通信機器がない学生への支援が重要となる．