ANNUAL REPORT 2023

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〉
モノづくりへの関心をアプローチする手法の研究～グループワーク編～

生産技術科

内山 拓哉

46

技能照査実技課題の検討と見直し（２）

制御技術科

石井 藤隆
小林 義知
岩本 健男

48

Arduino マイコン実習ボードの試作とプログラム教材の作成

制御技術科

杉原 浩

50

モーションコントロール技術習得のための授業構築（２）

制御技術科

藤谷 明倫
生形 政樹

52

CAM システムを使用した NC 工作に関する訓練の検討，実施

制御技術科

高橋 瑞己

54

電子機器組立て技能検定 3 級に係る作業分解と試験対策について 電子技術科～3 級合格に向けて～

佐久間 理一
福冨 浩行

56

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（２） 電子技術科

相原 邦生
髙橋 啓

58

ワンチップマイコン用ブートローダの製作

電子技術科

浦野 勉
杉山 智聡
吉田 慶一

60

小学生を対象とした教具の製作（２）

産業デザイン科

小野 勝
荒川 竜輔
白井 伸明

62

糸綴じ本製本・無線綴じ製本台の制作（２）

産業デザイン科

水原 規惠
白井 伸明

64

産業デザイン科スペースデザイン選択施工実習に関する作業手 産業デザイン科
順書の作成（２）安次嶺 瑛子
若島 英司

66

オンライン訓練実施に向けた技術的支援に関する検討（２）

情報技術科

新田 晃
長岡 雄治
眞鍋 順子

68

〈中間報告〉
若年者ものづくり競技大会に向けた取り組み（１）

制御技術科

安達 桂三
棟田 宏二郎𠮷𠮷𠮷 慶昌高橋 謙治

70

募集広報活動の新たな取り組みについて２（１）

共通分野

髙松 徹
浦野 勉

71

45

ANNUAL REPORT 2023

モノづくりへの関心をアプローチする手法の研究～グループワーク編～
生産技術科

１ は じ めに

内山 拓哉

３ 課題の検討

近年生産技術科の入学生は，「将来はモノづくりの仕事に就きたい」等，卒業後の方向性を明確に考えているケースは少ない．また，幼い頃からプラモデル製

既存の課題を実施した結果からの追加項目を加え，グループワークでの課題を検討した．
検討内容は，課題実施時期と課題内容の２項目であ作などの工作経験がある入学生は年々減少傾向にある．

り，「モノづくりを学びたい・モノづくりが楽しい」

３.１ 課題の実施時期という意思決定に繋がる要素はないのが現状である．
上記の内容を踏まえ，４年ほど前からモノづくりの

本年度は，既存の課題を 6 月と 9 月に実施している
ので，3 月の総合演習で実施とする．

経験値を補う手法を検討し，模型製作等の課題を総合

実施日数は，9 月に実施したミニ四駆の製作が個別演習時に実施したところ，ものづくりの楽しさがわか

課題で 2 日であることから，3 日を標準として考え，った等効果は現れている．しかしながら，経験内容が課題内容と総合演習時のスケジュールにより多少の増不足していることや，2 年時の機械制御Ⅱと制御工学

減はできるようにする．

実習Ⅱにおいて，モノづくりとグループワークの経験

３.２ 課題内容

値の不足によると思われる作業進行の遅れといった課題が増えている．

既存の課題では，明らかにミニ四駆のほうが，課題への関心が高かったので，動くものを課題とすること

そこで，本研究においては，モノづくりとグループにした．ベースの題材として，株式会社タミヤ製の楽ワーク両方の経験値を補う方法を検討し，さらにモノ

しい工作シリーズなどにするか，経験のあるミニ四駆

づくりの楽しさを体験させ，学習意欲や将来へ向けたの 2 点から考えることにした．必要とされる項目の比

意識の向上を持たせることを目的として，内容を検討

較を過去に試行で，楽しい工作シリーズを題材としてし試行を行う．

実施した経験をもとに，比較項目を４点考え，表 1 に示す．

２ 既 存 の 課 題を 実 施 し て

今回のグループワークの課題で何を求めるかで判断

既存の課題は，ガンダムのプラモデルの製作とミニ基準が変わるが，現段階（1 年次の 3 月）では，成功四駆の製作である．課題に取組む学生の様子を観察す

体験を持たせることを第１の判断基準とし，次に調整ると，説明書の通り製作する分には，問題なく集中し力を求め，ミニ四駆を課題として選択した．

て取り組んでいるが，レース用ミニ四駆のオプション

表1

パーツ取付・組立調整等の独自の追加課題を製作する際になると，詳しい説明書がないため，作業が進まな
くなるがない状況となる．また，作業のへの取組意欲も低下してしまう傾向がある．今後，このような状況にも対処できる「根気強さ」や「よく考える」といったスキルもグループワーク等を通しても身に付ける必要があると考えた．

工作力
調整力
付帯作業追加（塗装など）
確実に完成するか必要とされる項目の比較
楽しい工作
シリーズ
◎
◎

ミニ四駆
△
◎

〇

◎

△

◎

◎：かなり必要または確実にできる〇：必要またはできる△：難しいまたは必要ない

４ 課題の詳細検討
9 月に実施したミニ四駆の製作との課題内容の区別化を図るため，課題内容の詳細検討を行った．
図1

46

既存の課題

2点

ANNUAL REPORT 2023

2～3 名のグループワークで 3 日程度の作業日数の想定し，過去に経験があることも勘案して，作業ボリ
ュームを考え，題材とする車両，オプションパーツの種類，コースを決定した．
図3

４.１ 題材とする車輌についてオプションパーツタグ

今回は，モータがミッドシップ配置で，ポリカーボ
ネイト製クリアボディを使用した車両を選択し，構造の違いの比較とボディ塗装を作業項目に入れる．クリアボディでの塗装工程の違い（ボディを裏から塗装するや塗分け時の塗装順序の違い）やボディの軽量化を体験させる．今回使用する車両を図 2 に示す．

図4

9 月に使用したコースレイアウト

図5

アップダウンに使用するコース部品

４.２ オプションパーツについて
9 月の製作時には，ファーストトライキットという
基本オプションパーツが含まれた車両を使用したが，今回は，オプションパーツを別途用意し，各グループごとに作戦を相談させ，選択させるようにする．オプ
ションパーツには，図 3 のように価格が表示されているので，コスト計算の体験をさせるため，最終的に車両に装着したもののパーツ名と価格をまとめたオプシ

５ 考察
今回検討したグループワークの教材は，3 月の総合

ョン装着表を提出させることを考えている．

演習時に試行予定であるため，現時点では評価結果は

４.３ コースについて出ていないが，講師研究発表会時には報告予定であ

9 月の製作時は，初めての体験とオプションパーツ

る．

をベアリングとファーストトライキットのみに限定しトライアンドエラーで調整を行うことのように，根ていたため，コースのアップダウンについては，レー

気よく物事に取組むスキルは，これからの課題（例えンチェンジ以外は設けていない（図 4ば，1 年次機械加工実習Ⅱ課題のメカニカルチャック

参照）

今回は，コースのアップダウンも取り入れたテクニの組立調整，2 年次制御工学実習Ⅱアルコールディス

カルコースとし，トライアンドエラーを繰り返し体験

ペンサーの製作，卒業制作・研究）などで要求され，させることを目的とした．現在コースは検討中であこれからモノづくりの世界で就職する場合においてもる．アップダウンに用いるコースの部品を図 5 に示必要とされる能力である．また，グループワークととす．

もに，1 年生から経験し身につけることは，社会人基バッテリーは，各グループに慣らし用の単 3 電池とコース走行用のエネループ単 3 充電池を充電器とともに配布し，学生がバッテリー管理を行う．

礎力として大切なことであると考えている．
さらに，今回は試行実施となったが，コスト意識を持たせる手法も今後さらに検討したい．

各グループごとの製作結果を見るため，最終日にはレースを行う予定である．

６ まとめ
グループワークでの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．
今後も多様化する入学生に応じた教材の検討作成を行い，卒業時にレベルアップが図れるようにし，将来のモノづくりを支える人材を育成するようにしたい．
［参考文献］

図2

今回の課題車両(1) サーキットレイアウトガイド
https://www.tamiya.com/cms/japan/mini4.wd/regulation_r
ental/circuit_data_02.pdf

47

ANNUAL REPORT 2023

技能照査実技課題の検討と見直し（２）
制御技術科

石井 藤隆
小林 義知
岩本 健男

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」である.製作工程として部品加工・組立て・配線・プログラミングがある.部品加工に関わる試験項目は，シリンダー部材にねじ加工と端面・面取り加工を行うのみで，機械加工の作業項目
が他の要素に比べ少ない状況である.そこで本研究では，機械加工作業（旋盤加工）の追加を検討して試行した.その中で，学生にアンケートの実施と他県の実施状況を把握するため視察を行い，技能照査の実技課
題の今後を精査・検討することとした.
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

体の 60％以上を合格としている.機械 CAD は，2 次元

本装置には，制御技術科で 2 年間習得した機械・図面から 3 次元のパーツモデリングの作成と，リン電気・情報の技術が網羅されており，課題の要素としク機構のアセンブリモデルの作成の 2 課題のみ閲覧ては適したものとなっている.分野別の内容として，させていただいた.機械 CAD 以外の課題は，講師の先機械技術は「旋盤によるシリンダーヘッドの加工と各生のオリジナルのため閲覧させていただけなかった.

装置部品の組立て」，電気技術は「端子の圧着と電気機械加工の導入については，旋盤とフライス盤の設配線」，情報技術は「PLC プログラムの作成」の構成

備が整っていないため，実施が難しい状況であった.

としている.

３.２

２.２ 懸案事項の抽出
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.また，授業時間数の割合

静岡県立工科短期大学校の視察

令和 5 年 1 月 20 日（金）に静岡県立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実施状況の把握を行った.

は機械 4 対電気 3 対情報 2 の比率となっている.授業

実技課題は， 1 日目に旋盤加工の技能検定 2 級課

時間は，機械加工実習 128h 機械組立て実習 16h で，題とほぼ同等の内容. 2 日目にシーケンス制御の技能

機械加工の内容について少ないのが懸案事項であった.

検定 3 級課題とほぼ同等の内容を実施.

また， 昨年は旋盤加工を試行で実施した時，アル指導体制が 1・2 年合わせて 60 名定員に対し，5 人

ミなど柔らかい材料の加工時に発生する「構成刃先」の指導員がほぼ機械の職員（1 名が機械・電気の営繕）の現象が生じたため，その対応に追われた.今年度はである.機械以外の分野は機械職員の自己啓発と外部「構成刃先」の対策が懸案事項である.

講師で対応している.そのため， 2 日目の シーケンス制御の問題作成を行うのは，悪戦苦闘の様子であった.

３ 他 県 へ の 情 報 交換
３.１

長野工科短期大学校の視察に興味を示していた.また， 「機械加工」「電気配線」

令和 3 年 12 月 17 日（金）に長野県工科短期大学校「PLC プログラムの作成」の内容となっている点を評を訪問し，制御技術科の技能照査について実施状況の価していただき，制御技術科の実技課題としては適切把握を行った.

と考える.

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 分野を実施し，全48

両短大とも当校の「ワーク有無判別装置」の課題に

ANNUAL REPORT 2023

４ 検討内容で加工し，切削油を加工面と切削工具に吹きかけるこ

４.１ 一昨年までの経緯とで対処した.

一昨年までの実技課題の機械加工は，φ20 のアル
ミの円柱材料に旋盤加工で両端面を加工し，寸法４.３ 機械加工作業（旋盤加工）の追加による評価
昨年から機械加工作業(旋盤加工)を追加したしたの20mm の長さに仕上げる.この作業までは事前準備では以下の 2 点である.

行い，実技試験当日にボール盤で円の中心に貫通穴を・単動チャックの変更に伴う心出し作業.

あけ，手仕上げ作業でねじ加工を行うものである.

・外径加工の追加.（φ22 からφ21 に加工）

機械加工実習では，1mm の 100 分の 1 の精度を加

2 点の追加により，製品の精度不良や超過時間の心工する技術の習得を目指しており，その技術を技能照配があり，合格率の低下が懸念されたが， 昨年と今査の実技課題に取り込みたいと考えていた.しかし，年の技能照査（実技）での不合格者は 1 名であった.

機械を一人に一台に配備する設備がなかったため，実また，班分けによる旋盤のトラブルもなく実施され施に至らなかった.

た.

４.２ 班分け効果と構成刃先
昨年は ，機械加工作業（旋盤加工）の追加をする

以上により，機械加工作業（旋盤加工）の追加することに問題ないと考える.

ため， 旋盤加工と組み立て・配線を二班に分け，90分ずつ入れ替えることで実施が可能となった.機械加５ アン ケ ー ト

工実習場と組み立てを行う部屋が離れている事や，技能照査の終了後，昨年 19 名・今年 13 名の学生に90 分で機械加工が終了できない等の不安材料が有っ「旋盤加工の追加による作業時間と難易度」に対しア

たが，無事に実施できた.

ンケートを実施した.結果は図 2 のとおりである.

しかし，事前練習で不具合が 2 点生じた. 1 点目は，殆どの学生から「適切であった」との回答であり，

単動チャックに変更したことで長さの測定をする時の作業時間と難易度に関しては問題がなかったと考える.

測定スペースが狭くなり，ノギスの測定面が入らなく

自由意見の中では心出し作業に関して，「難しかった」

なってしまった.そこで，外径寸法を 1mm 大きくし単「出来るようになってうれしい」「できるまでに時間動チャック間のスペースを確保することで対処した.

がかかった」等の意見があった.

2 点目は，材料が軟らかいアルミなので，加工すると刃先に切り屑が付着する現象（構成刃先）が生じてしまった.構成刃先が発生すると，寸法精度が悪くなるのと同時に仕上げ面が粗くなるため，発生させないよ

いただいた意見を参考にし，次年度に向け制御技術科で検討していく.

難易度

作業時間

うにしなくてはならない.簡単に対処するなら切削工
具をアルミ用に変更すれば良いが，納期とコスト面に課題がある.別の方法として，材料を鉄鋼材料に変更することも検討したが，手仕上げ作業のねじ加工が学

長い

難しい

適切

適切

短い

優しい

生にとっては難易度が上がるので，加工時に粘度の低い切削油をかけることで対処することとした.

図 2「旋盤加工の追加による作業時間と難易度」

今年は，構成刃先の対策としてアルミ用の切削工具（三菱マテリアル

SDJER2020K15）を使用した.しか６ 今後についてし，昨年ほどではないが構成刃先が生じた.原因を究昨年と今年で実施した技能照査の実技課題に機械加

明すると回転数（加工の速さ）が小さいことが推測さ

工作業を追加することは，検討内容やアンケート結果れた. メーカのデータによる推奨回転数は 4500 rpm，により，無事に終了できたと考える.

適用範囲の最低回転数の 1500rpm に対し，練習での回転数は 機械加工実習と同じ 780rpm で実施した.
旋盤加工の加工速度は回転数と送り（工具が 1 回転

しかし，構成刃先の対策については，切削油での対応か切削条件の変更が必要となってくる.安全面を考慮すると，昨年と今年に行った切削条件に，切削油を当たりに移動する距離）で決定する.回転数を高くす

加工面と切削工具に吹きかけるのが良いと考える.

ると長手方向に加工する速度が速くなり，工具を干渉［参考文献］

させてしまう危険があるため，昨年と同様に 780rpm

三菱ﾏﾃﾘｱﾙ

切削工具ｶﾀﾛｸﾞ 2019－2020，p.A039

49

ANNUAL REPORT 2023

Arduino マイコン実習ボードの試作とプログラム教材の作成
制御技術科

１ は じ めに杉原浩

以上のことから，活用する全ての制御対象の入出力

組込みマイコンのプログラム実習を実施するにあた

信号の重複を避けて実装済みのマイコンモデルを作成

り，対象となるマイコン実習ボードを試作し，同ボーすることを考えた．またすべての制御対象が実装済み

ド上で行うプログラム教材を作成する．

となれば，組み立て配線を自ら行うことにより懸念されるヒューマンエラーを考慮しなくてもよい．

２ 教材作成目的
組込みマイコンのプログラム実習はそれに接続され３ 使 用 マ イ コ ン と 制 御 対 象 の 選定

た制御対象との間で，データの入力や制御を行うプロ

前節の目的を実現するための教材について構成を考

グラミング技法の習得が目的である．対象となる機器

えた．材料についてはすでに実習で使用している制御は LED やスイッチのような簡単なものからセンサや対象を再利用し，不足分についてのみ購入する．

モータドライバのような仕様に合わせた制御手順を踏マイコンボードはすでに実習で活用している

まないと動作しないものまでさまざまである．
組込みマイコンの実習教材は数種類販売されており，そのほとんどは既出の制御対象を実習目的に応じて取替えたり，回路図をもとに電子部品を配線したりするタイプがほとんどである（図 1）．

Arduino Leonardo をベースにした Romeo V2 ボードを使用する．Romeo V2 ボードを図 2 に Arduino
Leonardo の主な仕様を表 1 に示す．
Arduino Leonardo は Arduino UNO の後発のマイコンボードであるが，従来の Arduino UNO と基本仕様にこの形態の実習教材のデメリットは学生のヒューマ

変更がないので，Arduino UNO で開発したプログラム

ンエラーである．プログラム実習を行う前には実習目

もそのまま実行することができる．更に Romeo V2 は的に合わせた制御対象をマイコンボードに配線するか

タクトスイッチや LED を搭載しているので単純な入回路組み立てを行う．これらの作業は該当する講義・出力機能を有するほか，モータドライバも搭載してい実習で習得済みであるが，経験の浅さに起因する誤配るのでモータの活用にも考慮されている．

線，誤接続や，原因究明のトラブルシューティングが徹底されないなどハードウェア面で動作不良の可能性を排除できない．
このままプログラムミング実習に移行してプログラ
ムが動作しない場合，学生側から見るとプログラムのバグなのか，回路の不良なのか区別がつかない．
そのため，不良の原因の特定に時間を取られてしまい，プログラム実習の時間が大きく割かれる要因となる．また，複数の制御対象を同時に動かす課題を考えたとき，これらの制御対象は単独動作を前提としているので，マイコンの入出力端子と重複していることが
図2あり，作成課題として提示することができない．
表1

図1

50

マ イコ ン 実習教 材

Romeo V2 ボード

Arduino Leonardo の主な仕様
ATmega32U4
マイコンチップ
2.5kB
メインメモリ(SRAM)
32kB
Flash メモリ
EEPROM
1kB
デジタル入出力20 本
PWM 出力7本
アナログ入力12 本
Micro USB Type-B
USB 端子ANNUAL REPORT 2023

表2

実 装す る 制御対 象

入力
タクトスイッチ
ボリューム
温度センサ
フォトセンサ
トグルスイッチ
フォトインタラプタ

出力
DC モータステッピングモータ
サーボモータスピーカ
液晶パネル
7 セグメント LED
フルカラーLED

実習に使用する制御対象を表 2 に示す．表の中で網

図4

マイコン実習教材（試作）

掛けのある制御対象はすでに実習で使用している機材の再利用である．

５ 製 作 した 教 材
試作として出来上がった教材を図 4 に示す．シャー

４ 教材の設計
表 1 で挙げてある通り Arduino Leonardo の入出力端
子はデジタル・アナログ端子が合わせて 32 本あるのですべての制御対象を実装することが可能のように見えるが，そのほとんどの端子は併用となっている
したがって，実際にはデジタル端子 13 本，アナロ
グ端子 5 本の合計 18 本が配線の時に使用できる入出力端子となる．
そこで，I/O エキスパンダ MCP23017 という IC を使用して入出力端子を 16 本拡張した．また，新規に用意する 7 セグ LED やフルカラーLED は，特に入出力端子を必要とするので接続は I2C 通信を活用できるものを選定した．全体のシステムを図 3 に示す．

シは卒業研究の材料の余りを活用したものなので，実装がやや窮屈になってしまったが，各制御対象の動作を確認することに関しての支障はない．
従来の実習教材で問題となっていた制御対象同士の入出力端子の重複が無くなり，どの制御対象を選択しても複数同時に動作処理するプログラムを作成できる
ので，提示する課題にも幅を持たせることが可能となった．

６ 製作教材の効果
本教材を用いて実習模擬を行った結果，課題提示からプログラム作成，動作確認までの作業を円滑に行うことができた．従来の配線作業やハードウェアトラブ
ルによる修正時間が無くなったことで，動作不良のト

LCD
Tact Switch

ToggleSwitchラブルシューティングについては，プログラムデバッ
グに集中することができた．
これにより，プログラムミスの発見から改善の模

Expander索，プログラムの完成までの流れを途切れることなく

Leonardo
Rome V2

Analog Pin

Photo
Interrupte

Digital Pin

続けられるのでプログラミング技法の向上につなげる
Tact
SwitchVolumeことができると考えられる．

Photo
Sensor

７ お わり に

Temperature
SensorSpeaker
I2C

マイコンボードの教材製作がテーマであったが，実際に製作に取り掛かると対象となる機器をすべて実装するときの接続端子の選別や本体へ組み込む際のレイアウトなど，当初想定していなかった問題に直面することが多かった．また，制御対象の他にインタフェー

7 segment
LED

RGB FullColor LED

スや機器取り付けに新たな装備を必要とするなど，既存の材料を再利用することを心掛けたが，意外にも予算を多く使用することになった．時間的に課題指示用

図3

教 材の 全 体シス テムの動画がまだ作成途中なので，順次完成させて，実習に役立てていきたい．

51

ANNUAL REPORT 2023

モーションコントロール技術習得のための授業構築（２）
制御技術科

藤谷 明倫
生形 政樹

１ は じ めに
一昨年度に実施した「企業ニーズ調査等に伴う制御技術科授業カリキュラム変更の卒業生・企業調査」において， AC サーボやインバータを用いたモーション
コントロール技術の習得が数社から求められていることが分かった．しかし，現在の制御技術科の FA に関する授業で使用しているモータは DC モータのみで，AC サーボやインバータは用いていない．汎用インバータの需要は拡大しており，（一社）日本電気工業会の資料によると，2020 年における 75kW 以下の市場規

図1

実習機材

模は 254 万台で，2001 年に比べ 45％増となっている．
同工業会による 2020 年度「モータ・インバータに関のもので，実習にちょうど良い大きさである．電動機のするユーザ調査」報告書によると，インバータの使用

駆動軸先端に，3D プリンタで製作したファンを設置し，率が高い機械区分は「金属加工機械及び鋳造装置」，

実際にファンやポンプで使用されている状況をイメージ「印刷，製版機械等」となっている．使用目的としてできるようにした．実習機材を図 1 に示す．制御用に押は，機械装置の運転速度を変える「可変速」が最も多し釦スイッチを 4 個設置した。3 個はメーク接点，1 個はいが，ファンやポンプで風量や流量を制御する際に，メーク接点及びブレーク接点を持つスイッチを設置した．

ダンパ制御ではなく電動機の回転数を変化させること

押し釦スイッチの接点とインバータの入出力端子を接続による「省エネ」を目的とする場合も多い．そのため，し，外部入力でインバータを制御することができるようインバータによる制御は「SDGs」の観点からも今後になる．また，PLC 等の外部機器を簡単に接続できるよ

非常に有効であると言える．

うに，20 極のコネクタ端子台を設置して．インバータの本研究ではインバータを用いた三相誘導電動機によ入出力端子を接続できるようにした．

るモーションコントロール技術を習得できる授業を構築するために，調査，教材作成，授業への導入，効果

３ 実習内容及び配布資料検証を行う．本研究は 2 年間の計画で，昨年度は，調実習内容は，金属加工機械の制御設計を担当してい査及び教材の試作を行った．本年度は，作成した教材

る卒業生の意見を参考に設定した．インバータのパラを使用して，実際にインバータを用いた三相誘導電動メータ設定，多段周波数切り替えに対応した回路とプ機の実習を行い，習得状況，改善点等を報告する．

ログラムの設計，可変抵抗を用いた周波数の設定ができるように内容に盛り込んだ．最低限これができれば，２ 実習機材
インバータは，三菱電機製（RF-D710W-0.1K）を用い

52

インバータのメーカーが変わったとしてもマニュアルを読んで理解し，制御設計が可能であると考える．

た．制御入力信号接点が 5 点あり，これを用いて外部信

全体の授業の流れとして，三相誘導電動機の原理に号で制御することができる．また，出力が 3 点あり，イ

ついての講義から始めて，インバータ単体での電動機

ンバータの状況を外部に出力することができる． これの制御，押し釦スイッチを利用しての制御，最後に外らのインバータ入出力と PLC を接続することにより，部機器として PLC を用い，インバータの入出力を様々な制御が可能となる．本インバータの電源は単相

PLC と接続するシステムでラダープログラムにより電100V であるが，電動機への出力は三相 200V となってお動機を制御する内容とした．配布資料として，配線をり，単相 100V 電源で三相 200V 仕様の電動機を使用する

各自書き込むことができる配線図と各項目の課題を掲ことができ，実習場の制約もない．電動機はオリエンタ

載した冊子を作成し配布した．インバータの設定や使ルモータ製（2I K6A-SW2 ）を用いた．これは 6W と小型用方法については，メーカーマニュアルを抜粋したも

ANNUAL REPORT 2023

表 1 制御技術科における FA 関連の授業のを配布して，マニュアルを読んで理解する力が付くようにした．

学年1

３.１ インバータ単体での電動機の制御
インバータに単相 100V 電源を供給し，出力に電動2機を接続したシステムでの実習である．操作はすべて
インバータのパラメータユニット（PU）上で行う．
動について学ぶ．

転，回転数の設定を行う．インバータの制御入力接点
はパラメータ設定により機能を変更することができる．
学生は，パラメータ一覧表を見て，パラメータを変更

評価点

３.２ 外部入力による電動機の制御接続し，スイッチにより電動機の始動，停止，正転逆

３.３ ＰＬＣ入出力ユニットによる電動機の制御
PLC 実習機を用いて電動機を制御する．PLC 入出力
ユニットの使用していない空き入出力端子を利用してインバータの入出力と接続する．インバータ側と同様に，コネクタ端子台を PLC 実習機側に設置してコネ
クタケーブルで PLC 実習機とインバータ実習機を接続できるようにする．インバータの制御入力接点 5 点
を PLC 出力に接続することにより，多段周波数切り替えができるようになる．PLC 実習機にはサムロータ
リースイッチがついており，それを用いて周波数を多段に変更するプログラムを作成して電動機を制御できるようになる．PLC のタイマー機能等を利用して時間によって周波数を変更することもできるようになる．

４ 実施状況
制御技術科における FA に関する授業は，表 1 に示す通りである． 2 年 1Q に PLC を用いて DC モータを利用した 1 軸テーブルの制御や PLC の応用命令を学ぶ．2Q
では前半 4 回で PLC を用いて数値を用いる制御プログラムについて学び，本研究における実習はその後半 4 回で実施する．学生は一通り PLC について学んでいるので，インバータを学んだ後に，PLC によるインバータと三相誘導電動機の制御まで可能となる．

５ 習得状況及び今後の内容
本授業を履修した学生は 2 年生 12 名である．そのう
ち単位を修得した学生は 11 名であった．習得できなか

この授業の内容をあなたは理解できましたか
あなたはこの授業に意欲的に取り組みましたか

3.8
3.6
3.4
3.2
3.0
2020年

図2

使用して抵抗値によるアナログでの周波数設定についインバータの利用について習得できたと考える．

授業科目
制御工学概論
自動制御
ｼｰｹﾝｽ制御実習Ⅰ
ｼｰｹﾝｽ制御実習Ⅱ

この授業の内容に興味を持つことができましたか

4.4
4.2
4.0

することにより各課題を実施する．また，可変抵抗をての課題も実施する．ここまで習得できれば，最低限

内容
リレーシーケンス
PLC（三菱電機 Fx ｼﾘｰｽﾞ）
PLC（三菱電機 Fx ｼﾘｰｽﾞ）
PLC（三菱電機 Q ｼﾘｰｽﾞ）

5.0
4.8
4.6

電動機を回転させる際に最低限必要となる周波数と始インバータの制御入力信号接点に押し釦スイッチを

2Q
4Q
1Q
2Q

2021年

2022年

授業評価アンケート結果った学生 1 名は，前半の PLC 単体での実習で理解があまり進んでいなかった．インバータ単体での電動機の制御と押し釦スイッチを用いた電動機の制御は全員が課題を実施でき，習得することができた．PLC を用いた制御は与えた 5 つの課題すべて実施できたのは 1 名のみであっ
た．PLC の実習から夏休みを挟んで時間が経ってしまっていたこともあり，ラダープログラム作成に時間がかかってしまった．学生に対する授業評価アンケート（5 段階評価）結果の推移を図 2 に示す．「興味」，「理解」
等の項目について評価点が上昇した．
本授業内容について，授業実施後に再度卒業生に意見を聞くことができ，「とても実践に近い内容である」，という評価を得ることができた．今回の実習内容で時間的にかなり難しいことを踏まえた上で，もし可能であれ
ば，「オートチューニング機能について」，「セーフティストップについて(安全回路について)」，「アラーム発生時の処理について」の内容を盛り込んでも良いのではないかという意見を頂いた．今後の実習への参考にしたい．

６ お わり に本研究を通して，産業界で多く使用され，企業から習得することが求められているインバータによる三相誘導電動機の制御を習得する授業を導入し，学生に習得させることができた．今後も，状況に応じて，実習
内容や課題を変更しながら，企業から求められる学生の育成に努めていく．将来的には，AC サーボモータを使用したロボット制御も授業へ導入していきたい．

53

ANNUAL REPORT 2023

CAM システムを使用した NC 工作に関する訓練の検討，実施
制御技術科

表 1 昨年度との授業内容の比較

１ は じ めに制御技術科では 2 年次の「数値制御実習」は NC 工作
機械による切削加工の授業を行っており，NC 工作機械の制御に必要な NC プログラムをタイピング入力で作成するように指導している．しかしながら， NC 加工を行う実際の製造現場では自動計算により NC プログラムを作成する CAM システムの活用が主流であり．企業の現状とのギャップが課題である．
本研究ではタイピングによる基礎的な NC プログラム作成方法だけでなく， CAM システムを活用し，より複雑な形状加工を行う NC プログラムの作成方法について学ぶ授業の内容を検討し，実施した結果を報告する．

２ 使 用 し た C A M 及び 加 工 機 に つ い て
一般の CAM ソフトは 3DCAD のアドインによるタイプが多く，今回使用したのも「Autodesk Inventor」のアドインソフトである「Inventor CAM」である．本
ソフトを選んだ理由として，制御技術科では 1 年次
4Q の「機械製図実習Ⅱ」にて「Inventor」を用いて
3DCAD の授業を行っており，学生が操作に慣れていることから採用した．
加工機は Roland 社製の「MODELA MDX-40A」を使用した．この加工機は工具交換機能が搭載されていない等の制約があるが，主軸を 15,000min-1 まで回転させることができる，制御ソフトが使いやすい，NC
データの管理がしやすいという理由から採用した．

高橋 瑞己

第 1回
第 2回
第 3回
第 4回
第 5回
第 6回
第 7回
第 8回

R3 年度
マシニングセンタについて
NC プログラム
基礎演習
NC プログラム
基礎演習
NC プログラム
基礎演習
NC プログラム課題演習
マシニングセンタ
操作体験
課題（表札）の NC
プログラム作成
評価用課題の加工

R4 年度
マシニングセンタについて
NC プログラム
基礎演習
NC プログラム基礎演習
CAM の概要、操作
説明
CAM 演習評価用課題の設計
評価用課題の NC プ
ログラム作成評価用課題の加工

３ . １ マシ ニ ン グ セ ン タ の 基 礎 知 識
初回の授業では「マシニングセンタとはどのような工作機械なのか」，「どのような製品を作ることができるのか」等を実際の現場での活用事例や稼働している様子を収めた動画を活用して紹介した．2，3 回目の授業では
NC プログラムについての講義を行い，NC プログラムの構成やコードの意味，作成方法の修得を図った．
３.２ ＣＡ Ｍの操 作方法 の修得
4 回目の授業の 1 限目で CAM システムの概要やその活用事例について紹介した後，図 1 の「神奈川県章」を題材に操作説明を行った．ここでは，コマンドや数値の入力の仕方だけでなく，設定を誤ると工作機械の故障につ

３ 授業の内容

ながる加工原点等の重点項目を特に強調して指導した．

「数値制御実習」は 2 年次 2Q の木曜日の 1，2 時限目で行っている．この 8 回の授業でマシニングセンタにおける切削加工を行うための NC プログラムの作成及び加工シミュレーションを行うことを前提に CAM システムの考え方や操作方法，NC プログラムの作成方法，実際の加工へ展開する方法などを習得できるような授業内容
及び評価用の課題を検討した．最終的に「学生全員がオリジナルのデザインを設計し，そのデザインの加工をCAM システムで作成した NC プログラムで行う」ことをゴールに設定し，これを達成できるような授業展開や課題を検討して実施した． 表 1 に昨年度との授業内容の比
較を示す．

54

図 1 CAM 画面上の「神奈川県章」

ANNUAL REPORT 2023

３.３ 課題の作 成
6 回目の授業から課題の製作に取り組んだ．まず，いくつか設計上の注意点や条件を与え，配布した材料のデータにオリジナルのデザインを設計してもらった．その後，設計したデータを元に CAM システムで NC プログ
ラムの作成をし，材料の取り付け，実機加工までを行っ
図 2 学生の製作物

た．

４ 評 価 用 課 題 の 製作 に つ い て

一方で本来，マシニングセンタは種々の工具を使用

切削加工では材料のサイズや使用する工具，機械の構し加工を行う工作機械であるが，今回は時間の制限や使造等により表現できる形状が変わってくるため，設計要用した加工機の性能により工具交換機能を用いた加工を件を提示した．また，全員が同じ材料，同じ段取り方法

行うことが出来なかった．

で加工を行えるように CAM の設定を提示した．これら

５ . ２ 授 業 ア ン ケー ト 結 果の要件を盛り込んだ指示書を作成し配布した．学生に配

図 3 に過去 5 年のアンケート結果を示す．今年度の評

布した指示書の一部を要約，抜粋し 4.1～4.4 に示す．

価を見ると，指導方法の評価を示す項目の平均が 4.5，

４.１ 課題のデザインについて

授業内容や感想を盛り込んだ設問全体の平均が 4.6 と過プラスチックの一種であるコモグラスを直径 3mm の

去 5 年で一番良い結果であった．自由意見に使用したパエンドミルのみを使用して加工する．デザインする形状

ソコンのスペックが低く， CAM システムでの計算量が内の壁と壁の間隔は少し余裕を見て 3.5mm 以上にするこ

多くなるとフリーズやソフトごとダウンしてしまうことと．また，デザインは図面で指示した枠内に収め，深さがあったという意見が挙がった．

を 3mm とする．
４ . ２ ＣＡ Ｍ の 設 定 に つ い て

4.8

加工原点は提示した箇所に設定すること．回転数や切4.6

り込み量などの切削条件，加工工程は練習問題を参考に4.4

して数値や順番を設定すること．

4.2

４ . ３ ＮＣ プロ グ ラ ム の 取 り 扱 い に つ い て

4.0

CAM で生成した NC プログラムをそのまま使うと加工3.8機の制御ソフトの仕様上，読み込めないコードがあり，

3.6

意図しない動作をする可能性があるため，該当箇所を提

H30

R1

示した定型文に上書きすること．

全体平均

R2

R3

R4

指導方法

４.４ 段取り作業について治具の所定の箇所に材料を密着させながら M5 の六角

図 3 アンケート結果の推移

穴付きボルトを六角レンチで締めて固定すること．

６ おわ り に
５ 実施 した 結 果

授業を受けた全員に CAM での工程設計から加工まで学生に製作物，CAM データ，使用した NC プログラムの一連の流れを体験してもらうことができた．また，自を提出させ，成績を付けながら今回の取り組みについて分の設計したデザインを作り上げることができたため，評価した．

初歩的な内容ではあるが CAM の活用方法を理解しても５.１ 課題についてらえたと考える．また，加工機の故障や重大なエラー等

学生が CAM の操作に戸惑うことは少なかったが課題が出なかったのは重点項目の指示の徹底ができた成果との難易度としてやや物取りなさもあった． 課題の出来考える．今回は全員に加工工程まで実施できたが，時間としては学生各々が決められた条件の中，工夫してデザの制限があり，三次元形状等のより複雑な形状の加工をインを設計し，形にすることが出来ていた．

させることができなかった．次年度以降も指導する機会があれば今回より複雑で様々な工具を用いた加工を行う
ことができる高度な課題を準備したい．

55

ANNUAL REPORT 2023

電子機器組立て技能検定 3 級に係る作業分解と試験対策について～3 級合格に向けて～
電子技術科

佐久間 理一福冨 浩行

１ は じ めに
当科では技能検定 3 級の電子機器組立て職種につい表2

3 級技能検定電子機器組立てて，主に 2 年生の第 1・2 クォータでの「電子機器組

全国

合格者数

受検者数

合格者数

合格率(%)

平成 29 年

10,622

7,158

67.4

上を目指し様々な対策を行っている．学科試験では練平成 30 年

13,213

8,149

61.7

習問題を繰り返し実施していおり，実技試験では組立

令和元年

14,888

8,676

58.3

て時間を細かく測定し，作品の出来についてのフィー

令和 3 年

12,226

5,321

43.5

立実習Ⅰ」の授業の中で試験対策を行っている．ここ
数年の合格率は約 50%程度であり，毎年合格率の向ドバックを行いながら練習を進めている．また，試験終了後には学生の感想をアンケート形式等で聞き取り

受検者数が減少したことにより，各学生に対して，細を行い，実技対策の検証を行った．

かな指導が実施できたこともあり，令和 3 年，4 年ともに学科は受検者全員が合格することができた．（令２ 技 能 検 定 の 受 検者 数 と 合 格 者数 に つ い て

和 4 年では 6 名中 5 名が合格，残り 1 名は受検せず）

表 1 に当科，表 2 に全国での平成 29 年から本年度

しかし，実技の合格率が低いことがわかる．そこで，（令和 4 年）までの合格者数を示す．表 2 の令和 4 年

実技試験に重点を置き，実技試験合格率の改善に取りの受検者数ならびに合格数は翌年夏ごろに厚生労働省

組むべく実技作業を再度分解，見直しをすることに重から発表される．本年は受検者数 6 名であるが，うち点をおき合格率向上に取り組んだ．

1 名は学科試験を受検しておらず実技試験のみを受検した．なお，令和 2 年度は新型コロナウィルスのた３ 学科についてめ前期検定試験が中止になり当校学生は受検していな

3 級学科試験の科目は，①電子機器，②電子及び電いため令和 2 年の全国数値は割愛した．当科の傾向と気，③組立て法，④材料，⑤製図，⑥安全衛生の 6 科

して，最近は受検者数が減少しているが合格率が徐々目 30 問で構成されている．出題傾向は，ここ数年変に上がっていることがわかる．受検者数の減少理由は化はなかったが，本年初めて⑥の安全衛生分野で「消令和 3 年から実施している，IT パスポート試験及び防法」の消火器具に関する問題が出題された．この変

基本情報技術者試験の合格を目指す，「情報工学実化は今後，学科問題の傾向が変わっていく可能性があ習」への希望者が増加したことと考えられる．当科のると思われるので注視していきたい．学科試験対策

傾向として，”ものづくり”を目指す学生よりも IT 関は，1 回 30 問の対策問題を 4 月中旬から 7 月上旬ま連への職種を希望する学生が増加している傾向にあるで毎週実施し，7 月 10 日の学科試験に対応した．

と感じられる．

４ 実技について
表1

56

3 級技能検定電子機器組立て
受検
者数

合格
者数

合格
率(%)

平成 29 年

195

平成 30 年

14

令和元年

当科

合格者数
科目
合格者数

3 級実技試験の範囲は，①作業の段取り，②電子機器の組立て，③電子回路の点検が出題範囲となっているので， 1)作業準備，2)プリント基板の組立て，3)シ

学科

実技

26.3

7

2

組立て後の動作点検，6)製品の清掃，7)配線の整形，

7

50.0

3

2

の 7 つに作業分解した．

27

7

26.0

16

0

今までの傾向で学生が特に苦手としている作業要素

令和 3 年

7

4

57.1

3

0

は，2 項から 4 項であることがわかっている．よって

令和 4 年

6

4

66.7

1

0

その作業要素に重点を置き，対策に臨んだ．

ャーシへの部品取り付け，4)部品相互の配線接続，5)

ANNUAL REPORT 2023

４.１ プリント基板の組立て
2)プリント基板の組立ては 5 月から実施し，はじめに表面実装練習基板で計 7 回の練習を行った．プリン

程であるので，時間短縮ができることは標準時間内での完成に大変有利になる．
４.４ 通し練習

ト基板の組立てでよく見落とす作業は，ラグ端子のは

実技試験の標準作業時間は 1 時間 30 分であり，30

んだ付けである．この見落としは毎年数人の学生が間分の作業延長が認められ最大 2 時間の中で作業を終了

違える項目である．1 年生の時にラグ端子に関してはする必要がある．

全く学んでなく初見となる部品である．6 月にはリー

今年は通し練習を 4 回実施できた．4 回実施したう

ド線付き部品のはんだ付け練習を実施した．昨年苦労

ちで始めの２回は 6 名全員が標準時間内で完成するこ

した，フォト IC の極性や絶縁チューブの取り扱い方とができず，打切り時間内で完成することができた学は特に問題なく作業でき，チェック端子の取り付け方

生は 2 名であった．そこで，各自が苦手とする項目を法に関しても問題はなかった．

個別に重点的に練習を繰り返した．最後の 4 回目で 4

４.２ シャーシへの部品取り付け

名が標準時間内に完成することができるようになり，

3)シャーシへの部品取り付け練習は，通し練習の１

残りの 1 名は打切り時間内に組立てが出来るようにな

回目に昨年以上に丁寧に解説し，大きな問題もなく取った．残りの 1 名については打切り時間後 10 分弱でり付けが出来た．ここで感じたことは，本年の学生はの組立て完成まで時間短縮ができた．

互いに教えあうコミュニケーション能力が昨年の学生と比べ優れていると感じた点である．
４.３ 部品相互の配線接続

５ お わり に
2 年生の第 1・2 クォータの時期に前期技能検定が4)部品相互の配線接続には大変注力し作業分解を再ある．学生のスキル習得の達成時期としては多少早い確認した．4)項での難しさがどこのあるのか学生に聞感じはするが，この時期に電子機器組み立て 3 級のス

き取りを行ったところ，ビニル電線（赤線・黄線）をキルが身についていれば，関連職種の就職に有利に作どの程度の長さに切断するか，切断寸法が覚えられな用するので，是非ともこの機会に取得して欲しい資格

いとのことであった．例えば，プリント基板と端子台の一つである．製造業への就職を目指す学生にとっを接続するための黄線に関して，与えられた黄色電線て，技能検定取得は一つの目安となる．前期技能検定

50cm を 4 等分し，うち 3 本を使用し，残りの 1 本をで惜しくも合格できなった学生に対し後期技能検定が予備とすることの指導を徹底した．また，端末処理に受検できるような仕組みを今後模索することも一考でかける時間を短縮するために 6 名の受検者に対し，あると考える． 2 年生後期であると卒業制作もあり時

4・5 月は 2 週に 1 回（計 4 回）単純に端末処理だけ

間的に難しくなるとは思うが挑戦して欲しいと願う．

の訓練時間を設定した．10 本の端末処理を完成させ学生のモチベーション維持のためにも技能検定合格をる時間を測定して端末処理時間を表にまとめ，結果を目指して今後の授業運営を行っていきたい．

学生にフィードバックした．(表 3)そして時間短縮をするにはどうすればよいかを各学生の作業を個別に見［参考文献］て回り，どのような作業を行っているかをひとり一人(1) 厚生労働省職業能力開発局，電子機器組立て技能確認し改善指導した．個別に指導した結果，学生全員

検定試験の試験科目及びその範囲並びにその細目が平均して 1 本の電線端末処理が約 1 分で出来るよう

https://www.mhlw.go.jp/file/06-Seisakujouhou-になった．端末処理は全部で 16 か所あり端末処理後11800000-につなぎ込みもあるとても時間を必要とする作業工

Shokugyounouryokukaihatsukyoku/0000183451.pdf
p.19～23 参照：平成 22 年 3 月

表3
学生
A
B
C
D
E
F

配線の端末処理（予備はんだ）
4/20
4/27
5/11
5/25
23’59”
21’33”
11’40”
10’25”
18’30”
08’11”
08’34”
欠席
17’30”
16’15”
14’10”
12’22”
06’50”
06’48”
06’28”
06’15”
19’15”
12’34”
04’56”
08’36”
15’30”
15’05”
11’10”
12’05”(2) 中央職業能力開発協会（中央技能振興センター），3 級技能検定の実技試験課題を用いた人材育成マニュアル参照：平成 29 年 3 月発行(3) 厚生労働省，令和 3 年度「技能検定」の実施状況を公表します．
https://www.mhlw.go.jp/stf/newpage_27241.html 参
照：2022 年 8 月記者発表資料

57

ANNUAL REPORT 2023

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（２）電子技術科

１ は じ めに

相原

邦生

髙橋

啓

３.１ 測定器の準備について

電子技術科では，アナログ回路・デジタル回路の設各計測器と比べ軽量で準備が簡素であることについて計から製作した回路の動作確認，各種信号を計測器では，学生から好印象を持たれたが，本体の他に細々とし測定し回路特性の確認を行う等，ハードウェア設計にた機材（測定用ケーブル・線材，専用ブレッドボード）

関する実習を行っている．これは電子回路設計分野のを用意すること，測定が終了した後の片付けが面倒との根幹に当たる部分であるため，特に重点的に学習しな感想があった．そこで，全ての機材を収納箱にまとめ，ければならない分野である．

管理することとした．図 1 に収納箱の様子を示す．

昨年，より多くの実習が行えるように改善するために回路解析ツール「Analog Discorvery2」を活用した．活用結果から学生からの意見，感想を基に検証した結果をフィードバックし，実習の効率を上げることを目的とする．

２ 現 状 の 実 習 と 問 題点 に つ い て
２.１ 現状の訓練について
電子技術科におけるハードウェア設計に関する実習を表 1 に示す．また，課題の回路製作はブレッドボー

図 1 収納箱の様子

ド，または半田付けによるストラップ配線で行い，課題に応じて測定器はファンクションジェネレータ，オスロスコープ，直流安定化電源を用意する必要があ

３.２ Analo g Di s co rvery 2 と測 定 回路の 接続 に ついて回路特性を測定するために Analog Discorvery2 と測定回る．
表1

ハードウェア設計に関する実習路を接続する段階で苦慮していた学生が見受けられた．
機能毎に端子が用意されており，多機能なことから，実験に必要な端子を選ぶことが難しいとのことであった．
そこで，専用ケーブルから測定に必要な端子のみを使える形に変更を行った．図 2，3 に変更後の測定端子を示
す．変更前は全てのケーブルがメス型ジャンパーワイヤ
ー線で接続していたが、オシロスコープは専用のプロー

２.２ 訓練の問題点
限られた訓練時間の中で回路設計を電子回路 CAD

ブが使用できる専用ボードに，波形発生器は BNC-ワニ
口ケーブルに変更した．また使用しない機能のケーブル線を除外し，ケーブルに変更した．

で設計する場合，PC と計測器を使用するため，パソコン室と実習場の移動に時間を要すことが多く，その結果，回路特性の計測時間を圧迫している．
実習の効率を上げるためには，実習内容の見直しを行う必要性がある．

３ 活 用 した 結 果 の検 証 に つ い て
昨年度，学生に Analog Discorvery2 を用いて回路特性を測定したときの意見，感想から検証を行った．

図 2 変更後の測定端子(ブレッドボード)

58

ANNUAL REPORT 2023

３.４ 仮想計測器ソフトウェアについて
Digilent 社製の回路解析ツールで，仮想計測器ソフトウェアである Digilent 社の「Wave Forms」を通じて
パソコン上でオシロスコープ，波形発生器等の機能を設定して回路の測定をおこなう．
使用するソフトウェアはメニュー等，すべて英語表
記であることから，設定に戸惑う学生もいたが，測定については簡易マニュアルを用意したこともあり，ほとんどの学生は問題なく測定をすることができてい図 3 変更後の測定端子(プリント基板)
また使用しない機能のケーブル線を除外し，必要な配線のみ Analog Discorvery2 に接続するようにした．
電源の供給については，測定回路によって 2 種類用意
した．ブレッドボードに回路を組んだ場合はオス－メス
ジャンパーセーブルで対応し，プリント基板で回路を組んだ場合は，IC クリップ－メスジャンパーケーブルで対応できるようにした．図 4(a)，4(b)に各接続端子の様子を示す．

る．
３.５ 測定結果のまとめ方について
以前は測定結果を表，及びグラフ用紙に記述していたが，Analog Discorvery2 を使用することで，画面上のデータから表計算ソフトを活用することができ，作業効率を上げることが出来た．
特に周波数特性を測る実験については，表にまとめる場合，利得など測定結果から計算する必要がある
が，値を入力し自動計算をさせることが出来るため効果は大きい．
また，グラフ作成も同様にテンプレートから所望の書式を選ぶことで容易にグラフ作成ができるようになった．波形観測も画面を切り取り貼り付けることで全体的にレポート作成の時間短縮に大きく寄与した．ただ，前提条件として「基本的なオフィスソフトウェアの活用能力が必要」であるため，活用能力が乏しいと

（変更前）
図4

（変更後）

メリットを活かしきれない学生も見受けられた．

各接続端子の様子

４ お わり に
３.３ 測定回路接続する電源について
Analog Discorvery2 には測定回路に電源を供給する端子があり，±5V まで供給することが出来る．しかし，アナ

学生からの感想・意見を踏まえ，改善を行ったことにより Analog Discorvery2 での回路測定を行う際にス
ムーズに行うことが出来ると確信している．

ログ回路実験では±12V から±15V までを使用しており，

今後は実験・実習だけでなく卒業研究・制作でも大現状では別途，安定化電源を用意して対応する必要があいに活用したい．教材作成に協力した頂いた学生諸君る．そこで，DC-DC コンバータを使用した実験用の電に対して，この場をお借りして感謝の意を表する．

源を用意し，AC アダプターから電源供給できるように対応した．図 5 に製作した電源回路を示す．

［参考 文献］(1) トランジスタ技術

2018 年 2 月号

技術評論社

(2) Analog Discorvery2 Reference Manualhttps://digilent.om/reference/test-andmeasurement/analog-discovery-2/reference-manual

図 5 製作した電源回路

59

ANNUAL REPORT 2023

ワンチップマイコン用ブートローダの製作
電 子技 術科

１ 研究目的

浦野
杉山
吉田

勉
智聡
慶一

信手段としても活用でき、デバッグやプログラムの動

最近のワンチップマイコンは，プログラムを記憶す

作の理解に役立つ。

るためにフラッシュメモリが搭載されている．マイコ

次に，マシン語ファイルのフォーマットであるインテンは，このフラッシュメモリに記憶された命令を読みルヘキサファイルを読み込んで，通信用データに変換

出して実行している．図１に示すように、実行用マシし送信する，「転送プログラム」を開発した．最後

ン語ファイル（インテルヘキサファイル）は PC 上のに，マシン語データを受信してフラッシュメモリに書統合開発環境により生成され，プログラマと呼ばれるき込みプログラムを起動する「ブートローダプログラ装置によりフラッシュメモリに書き込まれる．

ム」を作成し，システムを完成させた．

PC
統合開発環境
IDE

プログラマ

マイコン

３ システム構成

フラッシュ
メモリ

３.１ ハードウェア

インテル
ヘキサファイル

図1

図 2 に示したとおり，システムは，PC，USB シリアル変換器，マイコンボードの 3 つからなる．マイコ

プログラマを使った構成

ンは現在実習で使用している MicroChip 社のPIC18F4620*1 を選定し，外部クロックとして 10MHz

一方，図 2 に示すような、マイコンそのものが PCと直接通信してマシン語データを受け取り，自らフラセラロックとリセットボタンを設置した．
USB シリアル変換器はマイコンボード側に５V 電

ッシュメモリに命令を書き込み(プログラムのロー源を供給するとともに，PC 上に仮想シリアルポート

ド)，その後実行モードに入るブートローダを用いるを作成する．ユーザは，PC 上でソースプログラムをという方法もある．ブートローダを使用すると，開発

コンパイルし，生成したヘキサファイルを転送プログにプログラマが不要になる．(ただし，ブートローダ

ラムに渡す．転送プログラムは，仮想シリアルポート

を書き込むためにプログラマが 1 台は必要）これによ経由でマイコンとシリアル通信を行う．マイコン側のり，実習時に学生の人数分高価なプログラマが必要でブートローダは，転送プログラムからのデータを受けあったが，最低１台あれば良いことになり，コスト削取り，指定されたアドレスのフラッシュメモリにデー

減となる．

タを書き込む．なお，USB・シリアル変換器は秋月電子通商（株）AE-CH340E-TYPEC を用いたが，PC 側
マイコンボード

PC

マイコン

USB・
シリアル
変換器

転送プログラム
インテル
ヘキサファイル

ブートなものでもよい．

フラッシュ
メモリ

３.２ ブートローダの構成

リセット
ボタン

図2

のドライバが供給されているものであれば，どのよう

セラロ ッ
ク 10MH z

ブートローダを使った構成

ブートローダは，ヘキサファイルの機械語データを受け取り，それをプログラム用フラッシュメモリに書き込む。それが終わるとユーザプログラムを起動す
る．この動作を実現するための 4 つの機能について以２ 製作物の概要
多くのワンチップマイコンは，シリアル通信機能を持っている．そこで，最初に数百円程度の安価で基板下に述べる．
（１）シリアル通信
ボーレート 115200bps，データ 8bit，ストップビッ

実装可能な USB－シリアル通信インターフェースをト 1bit，パリティ，フロー制御なしの設定で，ごく基含むマイコンボードの設計・製作を行った． この構

本的なデータの読み書き用の関数を作成した．なお，

成は，ブートローダ機能だけでなく，プログラム書込処理が通常完了した後に ACK を返送することで，プ

み後に，PC 上のアプリケーションとマイコンとの通ログラム転送のタイミングを取っている．
（２）フラッシュメモリ書き込みと起動

60

ANNUAL REPORT 2023

マイコンの仕様上，プログラム用フラッシュメモリ
への書き込みは，1 ブロック 64 バイト単位で行わな

ムに割り当てることとした為，ユーザプログラムの先頭は 0x5000 番地となった．

ければならない． また，1 ブロックに書き込む前に，
そのブロックのデータをクリアしておく必要がある．

0x0000 割込みベクタ

データを書き込むには，64 バイトの特殊なバッファ

ブートローダにデータをコピーし，フラッシュメモリ書き込み命令

・シリアル通信・flashROMアクセス・割込みベクタ処理

により 1 ブロックの書き込みが完了する．1 ブロック
約 2ms の時間がかかるが，この間は他の処理をして0x5000 割込みベクタ(ユーザ)はならず，割込みも禁止する必要がある．この操作の一部は C 言語では記述できないため，インラインア

空き領域

センブラで記述した．ユーザプログラムは 0x5000 番
地をプログラム開始アドレスに設定したので，ロード終了後に，0x5000 番地へジャンプすれば，ユーザプ

ユーザプログラムログラムが実行される．この部分の記述も一部インラ
インアセンブラを使用した．
（３）割込み処理

0xffff
図3

フラッシュメモリの構成

このマイコンは，割込みが発生すると 0x0008 番地のルーチンをコールするようになっているが，ユーザ

４ まとめプログラムの割込みは 0x5008 番地に設定される．しPIC マイコンに書き込んだブートローダを使って，たがって，0x0008 番地には 0x5008 番地にジャンプすユーザプログラムを書込み，実行できることを確認しるプログラムを記述する．

た．本システムにより書込み装置(プログラマ）を省

３.３ 転送プログラムの構成

略することができ，効率的なプログラム開発が可能とこのプログラムは，ヘキサファイルからデータを読なった．まだ試行したプログラムが小規模なものなの

み込み，ブートローダに対して転送するもので，で，もっと大規模で複雑なプログラムでも実行可能か

Python 言語で記述した．

検証した上で，来年度のマイコン実習で活用していき（１）ヘキサファイルの処理たい．なお，今回は成功しなかったが，ブートローダ

転送機能を実現するために Alexander Belchenko が領域のルーチンをユーザプログラムに提供できるよう提供する「Python Intel Hex Library*2」を用いた．ファになれば，メモリや転送時間の節約となり，より開発

イルの読み込み，使用アドレス範囲の計算，アドレス

効率が高まると考えられる．

とデータの対応等転送に必要な処理を非常に簡単に記

また，ブートローダそのものを学習することで，メ述することができる．

モリとアドレスの取り扱い，ポインタの取り扱い，イ（２）データの分割と転送

ンラインアセンブラなど通常の実習では触れないよう

データの通信は USB シリアル変換器による仮想シ
リアルポートを介して行うので，転送プログラムはシな内容も体験できるので，より高度な制御プログラミ
ングを目指す学習者には良い教材になる．

リアルポートに対して送受信を行えばよい．Python
用シリアル通信パッケージとして，Chris Liechti が提［参考文献］

供する pySerial*3 を利用した．これは，通信設定とオ(1) Microchip Technology Inc. 2008

ープン，データの送受信等を非常に簡単に行うことが出来る．転送データは，64 バイトを 1 ブロックとし，それをシリアル通信で転送する．そして，ACK

PIC18F2525/2620/4525/4620 Data Sheet(2) Alexander Belchenko 2005-2018
Python IntelHex Library User Manual

応答が確認できたなら次のブロック転送を行う．全て

https://python-intelhex.readthedocs.io/en/stable/のブロックの転送が終わると，ユーザプログラムが実(3) Chris Liechti 2001-2020 pySerial’s documentation

行される．

https://pyserial.readthedocs.io/en/latest/

３.４ マイコンプログラム用フラッシュメモリの構成
図 3 に，ユーザプログラム転送後のプログラム用フラッシュメモリの状態を示す．今回は，フラッシュメ
モリの 1/3 をブートローダに，2/3 をユーザプログラ

61

ANNUAL REPORT 2023

小学生を対象とした教具の製作 （２）
産業デザイン科

１ は じ めに
昨今の初等教育現場においては，自立に向けて児童

小野

勝

荒川

竜輔

白井

伸明

楽しく使用し，できない人はただ形を作っているよ
うに感じる．

一人ひとりのニーズに合わせて様々な教育教材・教具

以上の意見を踏まえ，改善策を見出すことで教育現が開発され，実際に使用されている．私たちはこのこ場の負担を軽減し，多くの児童に有効利用してもらうとに注目し，その過程で生じる問題点を改善すること

方法を検討した．

が，教育現場の環境向上のための一助となると考え，研究に取り組んできた．

３ 教育現場の現状

令和 3 年度は，近隣小学校の教育現場で，実際に教文部科学省が 2022 年 12 月 13 日に発表した「通常諭が手作りで製作している教育教材・教具についてのの学級に在籍する特別な教育的支援を必要とする児童調査を行い，本研究に適した対象物として過去横浜市

生徒に関する調査結果（令和 4 年）について」(1)によの教材研究会で開発された教育補助教具のひとつであると，「知的発達に遅れはないものの学習面または行る「かけ算マスター」を選定し，複製品を 20 個まと動面で著しい困難を示す」とされた小・中学生の割合めて量産した．この製作を通して，問題点等を抽出

は，前回 2012 年の調査より 2.3 ポイント増の 8.8％とし，量産に適した改善を行うための研究を行った．

なっている．更に学年別に見ると，1 年生は 12.0％，

本年度は，昨年度製作した「かけ算マスター」につ

6 年生は 8.9％，中学 3 年では 4.2％と，学年が上がる

いての改善点と，現場で使用している中での気づきやにつれ割合は減ってくるが，ここ 10 年間で全体の割問題点を抽出するため，小学 2 年生を担当している教合は増加している．増加の理由を推定することは困難

諭からの聞き取り調査を実施した．その結果を踏まえであるが，教諭や保護者の特別支援教育に関する理解て，利用価値や使用頻度を高めるための提案物を作成が進み，今まで見過ごされていた児童に目を向けるよした．

うになったことや，言葉や文字に触れる機会が減少
し，対面での会話が減少傾向にあることや，体験活動

２ 聞 き 取り 調 査の減少などの影響が増加の理由として考えられる．

調査の実施にあたり，極力教育現場の負担とならな

このような環境の中で，日々集団教育を行う教諭のいよう，アンケート形式の調査を想定していたが，小負担は計り知れない．授業時間以外の個別の配慮・支学校側の協力を得て，「かけ算マスター」の利用状援も必要となり，更には個別の指導・支援計画を作成

況・物理的改善点について聞き取り調査を実施し，以するなど業務量は増し続けている．これらの積み重ね下のことが確認できた．

が結果として大きなストレスや負担になることと推測

・通常，「かけ算マスター」は，教科書で習ったのちされる．無論，支援策の充実を求める対策や現場内でに補助教材として使用しているが， 昨年度コロナの環境改善に向けての創意工夫は行われているにしてのため登校が少ない時期があった．そのため，学校も，限界はあると思われる．

での使用ではなく，冬休みに児童が自宅に持ち帰って使用した．また，放課後の学童保育の際にも使用される場合もある．
・本体の重さや大きさには問題ないが，汚れた場合の４ 製作実施した聞き取り調査と現状把握を踏まえ，以下の3 点について改良・製作を行った．

クリーニングができない．
・使用後の収納時に本体が嵩張るため，困ってしまうことがある．

62

４.１ 「かけ算マスター」の改良
過去に製作されていた「かけ算マスター」は木材素・児童が一人で使用する場合，解答が分からず，正解

地がむき出しで防汚対策は施されていなかった．児童か否かの確認ができない．そのためか，できる人はが使用することもあり，安全面に配慮した結果として

ANNUAL REPORT 2023

塗料の使用を避けていたとも推測されるが，何年も使とが多い．そこで，児童自らが正解を確認する場合も用することを考えると，何かしらの表面処理の必要性

想定し，自習用解答シートを製作した．図 3 に示す製を感じた．化学物質無添加のワックス処理も検討した

作物は図 4 のように事前にシートをセットして解答をが，定期的なメンテナンスが必要不可欠となることか

見本に練習する場合と，図 5 のように正解の確認の両ら，室内使用の耐久性に優れた水性ウレタン塗料を使方に使用できるものである．この解答シートを使用す用することとした．

ることで「かけ算マスター」の利用が容易になり，教図 1 に表面処理を行った製品の写真を示す．これにより，長期間汚れやシミを気にせず使用でき，清潔感も増すことで，利用頻度の向上が見込まれる．

諭の負担も軽減され，児童の自立心向上の一役を担うことが期待できる．
また，「横浜市立学校カリキュラム・マネジメント
要領算数科，数学科編」(2)によると，特別支援教育において算数を学ぶ際は，「可視化」が大変有効に働くとの報告もあり，そのような場面で利用できる可能性も秘めている．

図 1 製作した製品(左)と従来品(右)の表面の違い
４.２ 収納箱の製作調査した小学校では，約 80 個の「かけ算マスター」がダンボール箱に収納され用具置き場に置かれて図3製作した自習用解答シート

図4

解答を見本に練習する場合

いた．限られた室内に効率よく収納されてはいるが，出し入れの際，手間が掛かると感じた．そこで図 2 に示すように，10 個の「かけ算マスター」を入れられる収納箱を製作した．直に山積みするより若干スペー
スは取るが，出し入れが容易になり，準備や片付けの時間短縮となるほか，教具の破損防止にも繋がる．また，各間仕切りを外すことで他の用途での使用も可能な箱となっている．
図5

正解の確認にシートを使用する場合

５ お わり に
本研究により，「かけ算マスター」の利用価値が高まり，加えて教育現場の環境改善はもとより，児童の学習意欲向上の一助となることを期待する．
図 2 製作した収納箱［参考文献］
４.３ 自習用解答シートの製作
小学校での「かけ算マスター」の位置づけは，かけ算を学習する過程での補助教材であり，児童全員が一(1) 文部科学省

令和 4 年 12 月 13 日報道発表資料(2) 横浜市立学校カリキュラム・マネジメント要領算
数科，数学科編

横浜市教育委員会

斉授業で使用するものではない．児童一人ひとりのニーズに合わせて都度使用される場合や，放課後の学童保育でも利用されることから，ひとりで使用されるこ63

ANNUAL REPORT 2023

糸綴じ本製本・無線綴じ製本台の制作（２）
産業デザイン科

水原 規惠

（技術指導）白井 伸明

１ は じ めにを行い，改善を加え完成とする．

グラフィックデザインの選択授業では印刷物の企画
構成から印刷，そして仕上げとして製本の仕方を学ぶ．
製本方法については複数の手法が存在するが，そのうち授業で取り上げる無線綴じ（図 1a.）は，現在最無線綴じ製本台については完成したモデルを元に，授業に必要である 6 台を作成する．
２.１ 構造・仕様の決定
無線綴じ製本台，糸綴じ製本台それぞれの仕様を次のも多く見られる技法である．授業では 2 枚の板に印刷ように考えた．

物を挟み，重しを乗せ背を糊で固め表紙でくるみ仕上≪無線綴じ製本台≫

げていくという方法をとってきた．

・最大 A4 サイズの短辺（210 ㎜）を製本できる

また、糸綴じ本製本（図 1b.）は丈夫で高級な仕立

・糊付け直前に紙を整えることが出来るてであり，辞書やハードカバーの小説などでみられる・糊付け作業中の紙のズレ防止のために圧をかけられる技法である．授業では卒業制作で取組む学生がいるが，・糊付け，乾燥に耐えられる道具が無いことで図 2 のように折り丁（本体）に貼り≪糸綴じ製本台≫付け，貼り替えながら綴じを進めているのが現状であ・最大 A3 ノビサイズの短辺（328 ㎜）を製本できるる．

・作業中に支持体用の糸を上下に張っておける

いずれも綴じる際の折り丁の天地方向のズレや，折・折丁のサイズによって支持体の糸の位置が変えられる

り丁同士の緩みが見られ，仕上がりに大きな影響が出・折丁の背側と内側を見ながら作業できる形状とするている．

・本の厚さによって，支持体用の糸の長さを調整できる

今回は，実習の標準的な指導に活用できる糸綴じ本

ようにする製本・無線綴じ製本台のモデルの作成から完成までを

２.２ 素材の決定
耐久性，耐水性，吸湿性，加工のしやすさ，見た目

目指す．
（a.）無線綴じ本製本（b.）糸綴じ本製本
図 1 糸綴じ製本の仕方の良さから土台に MDF（Medium Density Fiberboard）
を選択．柱部分にはウォールナット，ねじ部分は金属を選択した．

２.３ アイデアワーク≪無線綴じ製本台≫図 3 に無線綴じ製本台のアイデア図面を示す．
図1

図2

製本の仕方

大きさは 250mm×400mm，板厚 6mm とした．

これまでの糸綴じ本製本の仕方

２ 研究経過完成までのプロセスは，①設計，②素材の決定，③
アイデアワーク，④制作方法，手順の検討，⑤試行，

64

図3

無線綴じ製本台図面（案）⑥本制作とする．試行は製品設計（GD）および卒業<<糸綴じ製本台>>制作で実施．サイズ， 使いやすさなどの聴き取りを

図 4 に糸綴じ製本台のイメージ写真を示す．糸綴じのANNUAL REPORT 2023

手順に必要となる機構を考え，制作する糸綴じ製本台に採用する．

〇改善点
・特になし
２.６ 本制作
前項で生じた線綴じ製本台の改善については，板厚を 6mm から 15mm に変更し本制作を行った．また，糊
付け部には，養生テープを貼ることでボンドが染み込
むことの改善を図った．

３ 完成品
図 6 に示すように無線綴じ製本台を制作した．大き図4

糸綴じ作業イメージ

さは 400 ㎜×250 ㎜×30 ㎜である．

２.４ 製作方法，手順の検討
強度や今後のメンテナンスなどを考慮し入手しやす
い金属製のボルトやビスを用いることにした．
２.５ 試作品の制作・検証
試作品による検証を 2 年生の次の授業で行った．
・製品設計（GD）製本実習（無線綴じ）
・卒業制作・研究

図6

糸綴じ本製本

その結果，次のような結果が得られた．

無線綴じ製本台

図 7 に示すように糸綴じ製本台を制作した．大きさ≪無線綴じ製本台について≫〇良い点
・Ｖ字に切り込みがあることで中の紙が整えやすい.
・角度がついており，作業がしやすい．
・両手が空き，糊付け作業がしやすくなった．
・糊付けした後，平らなまま乾燥させることができる．
〇改善点
・両端に力を加え抑えると湾曲してしまった．

は 450 ㎜×300 ㎜×295 ㎜である．
図7・糊付け部にボンドがしみこんで固まってしまう．

糸綴じ製本台≪糸綴じ製本台について≫

４ お わり に〇良い点
・両手が空くことで，作業がしやすくなった．
・図 5 のとおり，(a.)内側と(b.)外側を見ながら綴

今回の研究の機会に 2 種類の製本台を制作し，授業や卒業制作を通して検証まで行えたことで，より使いやすさを追求したものを制作することができた．

じが進められる．
・常に柱糸が張っているので仕上りの緩みが無い．

今後は，これを活用して学生たちが仕上がりの良い製本ができるものと期待する．
［参考文献］(1) スタジオタッククリエイティブ，いちばんわかる
手製本レッスン，2012 年．
(2) 美篶堂編，美篶堂とつくる美しい手製本，河出書房新社，2016 年．

(a.)

(b.)

図5

(3) Instagram，永岡綾

weekend.bookbinder．

学生による糸綴じ製本作業風景

65

ANNUAL REPORT 2023

産業デザイン科スペースデザイン選択施工実習に関する作業手順書の作成（２）
産業デザイン科

安次嶺

瑛子

若島

英司

クロス，床仕上げはコンポジションビニル床タイル・

１ は じ めに

長尺シートの施工方法について学ぶ．

産業デザイン科スペースデザインにおける施工実習内
容を職種別に整理すると，システム施工，内装施工，木材加工，舞台美術制作といった具合に多岐にわたっている．ところが，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いる．
指導員一人ひとりは，様々な専門分野を持っているが，指導においては，全ての実習授業に対応する必要がある．本研究では，指導内容を標準化するとともに，訓練時にテキストとして活用できる作業手順書を

図2

内装施工実習の様子

作成する．
２.３ 木材加工実習

２ 施工実習について

木材加工に必要な手工具，電動工具、木工機械の使用方法，材料の取り扱いについて学ぶ．

産業デザイン科のカリキュラムでは，1 年次 3Q から 2 年次 2Q が選択授業の期間になっており，スペー
スデザイン選択の総訓練時間 512 時間のうち，施工実習の訓練時間は 192 時間と，選択授業のおよそ 40％を占めている．例年，施工関連職種に就職する学生が数名いるため，基本的な施工に関する技能や知識が必要となっている．
以下に 4 つの施工実習の内容を記す．
２.１ システム施工実習
さまざまな展示会・イベントやコンサート等で使用される再利用可能なアルミ製システムユニット部材の図3

木材加工実習の様子

取扱いについて学ぶ．
２.４ 舞台美術制作実習
舞台等で使用される背景パネルの加工・組立て，着彩，設置・撤去の一連の実習を行い，作業の段取りや工程管理について学ぶ．

図1

システム施工実習の様子

２.２ 内装施工実習
一般的な内装施工（壁仕上げ・床仕上げ）の材料，
工具の取扱いについて実習を行う．壁仕上げはビニル

66

図4

舞台美術制作の様子

ANNUAL REPORT 2023

また，道具や工具の使い方，その作業内容の指導方

３ 制作方法法については，指導員研修や専門書を活用し，取扱い

作業手順書は，それぞれの実習ごとの，全体の作業工

方法や技能，指導のポイントの知識を得た．また，指程，使用する道具や工具の一覧，その取扱い方を示した

導員は実習前に練習する時間を設け，研修等で得た技

各作業工程の手順やポイントという項目で作成する．

能等を振り返った．そこで，実習時の作業環境や工具

３.１ 作業手順書のスタイル

類の準備，指導手順，注意点を確認し，都度加筆して

図 5 は，作業手順書のスタイルを検討したスケッチでいった．

ある．はじめに全体の作業工程を整理し，そのあとのページに各工程の詳細を記し，書き方を統一することで作業手順書を見やすくした．

４ 作 成 した 作 業 手順 書 の 検 証
今年度は，令和 3 年度に作成した施工実習の作業手
順書を完成させた．この作業手順書を用い，システム
施工実習について，主担当未経験の指導員が実習を行
い，以下の意見をもらった．
· 授業の概要や到達目標，大まかな流れが把握でき，進行状況によってアレンジができる，· 準備すべき材料や道具，プリントを配るタイミング

図 5 作業手順書のスタイルの検討スケッチも記載があり，モレがない．
· 実施しながら，気づきメモしたことをフィードバッ

３.２ 作業手順書の作成

クすることでより良いものになる．

実習内容を作業分解し，図 6 のように全体の作業工程· 専門用語も多く，学生にとって聞き慣れないものもを整理した．テキスト化できる内容は先行作成し，本校あり，工具や材料についても具体的に記載があるとならではの条件などは，実習中に確認しながら加筆してよい．

いく方針で作成していった．
各工程の詳細は，図 7 のように部材の加工法・納まりや工具類の持ち方・使用時の注意点をイラストで視覚的に分かりやすくまとめた．

５ お わり に
今回，作成した作業手順書を実際に実習で使用したことで，指導内容が明確になり，実習の段取りもスムーズになったが，不足している部分もあった．スペー
スデザインを担当する指導員から，今後も意見を聞き，改善していく．
また，作業手順書は，すべて手書きで作成したため，実習内容を都度アップデートできるようデータ化
し，指導案作成や引継ぎ資料，配布資料に活用していきたい．
［参考文献］

図 6 全体作業工程のページの一部(1) 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）），レクラム社，2005．
(2) 一般社団法人日本壁装協会，壁装ハンドブック（改訂版），一般社団法人日本壁装協会，2007．
(3) 日装連技能テキスト壁装施工法改訂版編纂委員
会，壁装，日装連，1996．
(4) 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，日装連，1996．

図7

作業工程の詳細のページ

67

ANNUAL REPORT 2023

オンライン訓練実施に向けた技術的支援に関する検討（２）
情報技術科

新田 晃
長岡 雄治
眞鍋 順子

用できる Microsoft Office 365 Education A1（Microsoft

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，各企業では業務活動を行う上でテレワークやオン

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．

ライン会議等の実践が求められている．職業訓練にお・Microsoft 社への短大校ドメイン登録

いても，職業能力開発促進法施行規則が改正され，オ・職員及び学生の Teams アカウント登録，削除

ンライン訓練が認められるようになった．昨年度か・Teams で利用するチームとチャネル作成

ら，県下の各校及び産業技術短期大学校（以下「短大・職員用及び学生用 Teams 操作マニュアルの作成校」）専門課程グループと連携して，短大校で実施す・職員向け Teams 使用方法の講習会実施（3 回）るオンライン訓練に関する研究を行った．

・学生向け模擬オンライン訓練実施（令和 3 年度：全
10 クラス，令和４年度：1 年生全 5 クラス）

２ 研究目的３.３ オンライン訓練実施

短大校の 5 学科の学生が，同時双方向型のオンライ

令和 3 年度は，全学科・全学年 10 クラスで，それン訓練を自宅等で問題なく受講し，効果的な授業が実

ぞれ 1 日オンライン訓練を実施し，令和 4 年度は，全施できるように技術的な支援を行うことを研究の目的

学科７クラスで実施した．自宅に機材やインターネッとした．

ト接続環境がない学生は，短大校で受講した．

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した．また，将来的にオ

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

ンライン訓練を有効活用していく方法についても考察た．集計結果は，次の通りである．

した．

＜令和３年度（全学科・全学年 10 クラス）＞
受講者

３ 研究活動結果

自宅：168 人，短大校：90 人

アンケート回答数：244 件

昨年度から行った研究活動の結果を次に示す．
３.１ 機器整備＜令和４年度（全学科 8 クラス）＞
受講者

県の「総合職業技術校等のオンライン訓練に係る機

自宅：144 人，短大校：58 人

アンケート回答数：139 件（自宅受講者のみ）器整備」により配備された機器等の機種と台数を確認＜令和 3・4 年度

するとともに，短大校で実施するオンライン訓練で使・質問や相談がし辛い．

用する為に Web カメラとヘッドセット 85 台を購入し・座ったままでヘッドホンをして画面を見続けるのでた．

主な自由意見＞腰，頭，目が痛くなる．
・出席確認に時間がかかりすぎる．
表1

機器類の在庫数

機器
Ｗｅｂカメラネットワークカメラ
デジタルビデオカメラ
タブレット端末
ヘッドセット・顔を出すのに抵抗感がある．

台数
101
6
1
137
86

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

68・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．

ANNUAL REPORT 2023

オンライン授業で使用した機器は何ですか？

2 (1%)
17 (12%)48 (35%)

デスクトップパソコン
ノートパソコンタブレット
スマートフォン

72 (52%)

４ 考察
アンケート結果から，オンライン訓練中の各機器の動作や Teams の操作に関して，大きな問題はなかった．各学科でオンライン訓練の実績ができたので，来年度以降の学生向けオンライン模擬授業は各学科で実施できると考えている．

使用した機器の動作状況（速度）はどうでしたか？

0 (0%)
3 (2%)

問題なかった。

35 (25%)101(73%)

多少遅くなることはあったが、ほぼ問題なかった。
動作が止まることがあり、多少支障があった。
ほとんど動かなくて、受講するのにかなり支障があった。

Microsoft Teams アプリの操作は問題なくできましたか？

3 (2%)
1 (1%)
22 (16%)

管理者は，Teams のポリシーを使用して，組織内のユーザーがチームとチャネルで実行できる操作を制御できるが，職員と学生が Teams をコミュニケーショ
ンツールとして自由に活用できるようにするため，ポリシー設定による制限はかけなかった．学生への個別の指導や連絡を行う上でも，個別チャットは便利である．しかし，オンライン訓練中に無断でスポットライ
トを当てる等学生が許可なくコマンドの操作をした

問題なく、操作できた。
多少戸惑ったが、問題なく操作できた。
操作の仕方が難しく、少し苦労した。

113
(81%)

操作がうまくいかず、受講するのにかなり支障があった。

り，学生同士が個別チャットで遊んでいたりすることが問題となった．
Teams は Microsoft 社が提供しているクラウドサー
ビス（短大校外）であるので，セキュリティ上の問題
から学生の氏名（個人情報）を登録していない．その受講するのに、映像は見やすかったですか？

結果，ユーザー名だけですぐに個人を特定できない状

0 (0%)
5 (4%)
50 (36%)84(60%)

問題なかった。

況で，出席確認に時間がかかった．「クラウド・バ

多少見にくいこともあったが、ほぼ問題なかった。
映像があらく、表示内容が見づらく、多少支障があった。
映像がほとんど見えなく、受講するのにかなり支障があった。

イ・デフォルト原則」により，必要最低限の個人情報は登録しても良いと考える．
PowerPoint を利用したプレゼンテーション，書画カ
メラによる資料提示，グループに分かれての作業は問受講するのに、音声は聞こえましたか？

0 (0%)
3 (2%)
24 (17%)112 (81%)

題なく行えたが，スマートフォンによる受講や実技教問題なかった。

科の訓練は制約が多く，特に，製造系科目の実習を自多少聞こえにくいときもあったが、ほぼ問題なかった。
音声が聞き取れにくいことがあり、多少支障があった。
音声がほとんど聞き取れず、受講するのにかなり支障があった。

宅で体験させることは極めて困難である．
Microsoft Forms は，Teams と連携してアンケート，
テスト，投票等を行うことができるので，有用なツールである．

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 (1%)
5 (4%)
19 (14%)

すべてオンラインで良いと思う。

43 (31%)70 (50%)

１週間に１回ぐらいなら良いと思う。

５ お わり に
2 年にわたり，各学科におけるオンライン訓練を技

月に２～３回なら良いと思う。

術的にサポートしてきて，様々な問題点が明らかにな

年に数回なら良いと思う。

った．今後は，運営体制の確立を早急に行う必要があオンライン授業はやめた方が良いと思う。

り，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したい．また，経済的な理由により自宅に通オンライン授業と対面授業を比較して、どちらが良いと思いますか？

8 (6%)
25 (18%)43 (31%)

図1

オンライン授業の方が良いと思う。

38 (27%)25 (18%)

どちらかというと、オンライン授業の方が良いと思う。
オンライン授業も対面授業も同じだと思う。
どちかかというと、対面授業の方が良いと思う。
対面授業の方が良いと思う。

アンケート結果（令和 4 年度 自宅受講者）

信機器やインターネット接続環境がない学生への支援が重要であり，引き続き通信機器と SIM カードの貸し出しを行う必要がある．
［参考文献］(1) Microsoft Teams 日本語マニュアル等，https://blogs.windows.com/japan/2020/03/09/teamsguide/

参照：2023 年 2 月．

69

ANNUAL REPORT 2023

若年者ものづくり競技大会に向けた取り組み（１）
生 産 技 術 科

安 達
桂 三
棟 田 宏 二 郎
𠮷𠮷 𠮷
慶 昌
高 橋
謙 治

４ 各 職 種（ 表 ２） の 取り 組 み

１ は じ めに

表 2 競技大会職種または検定試験職種

若年者ものづくり競技大会は，原則 20 歳以下の職業能力開発施設，工業高等学校等において技能を習得中の若年者が技能レベルを競うものである．これら若年者に目標を付与し，技能を向上させることによる就業促進を図り，併せて若年技能者の裾野の拡大を図ることを目的した大会となっている．生産技術科の学生は，同大会に「旋盤職種」，「フライス盤職種」及び「機械製図（CAD）職種」競技に参加している．参加した学生は就職後も継続して同職種を活かした仕事に取り組む者が多いため，スキルアップに一定の効果を出している．大会

４.１ 旋盤職種
次年度の若年者ものづくり競技大会に出場予定選手

出場をとおして学生がさらに技能向上できる様，今後のの課題に向けて参考となる教本を作成する．教本につ継続的な指導体制を踏まえ，取り組む内容の研究を行う． いては、第 17 回若年者ものづくり競技大会の重要となる要素的な加工工程を踏まえ，全体の段取りを含め２ 競 技 大 会 の 参 加歴
表1

過去の参加実績

た加工工程の教本を作成した．
４.２ フライス盤職種
次年度の若年者ものづくり競技大会を踏まえて，TPM
自主保全活動におけるフライス盤の作業環境改善に取り組んだ．作業台が整理できることにより、作業効率を向上させることを目的とした作業台（図 1）を製作した．

図 1 作業台
４.３ 機械製図（CAD，手書き）職種
平成 29年度において，技能検定試験 3 級の課題に向けた教本を作成しており，その教本に基づいたカットモデ
ルをマシニングセンタ及びワイヤーカット加工機を使用して製作していることから，今年度は最新の技能検定試
験 3 級の課題に向けた教本を作成した．

３ 競 技 大 会 等 へ 向け て の 技 能向 上
若年者ものづくり競技大会出場等に向けて，1 年生は前期の段階から，授業のカリキュラム（学科・実技）により，初心者を踏まえた基礎的な技能を習得できるように 2 年生は，技能検定試験 2 級，技能五輪全国大会（1次予選等）及び若年者ものづくり競技大会へチャレンジ
するための指導を行っている．

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５

おわり

今後は学生の技能向上を目的とした各職種の指導継承するため，内容を精査し研究を進めていく予定である．

ANNUAL REPORT 2023

募集広報活動の新たな取り組みについて２（１）１ は じ めに

産業デザイン科

髙松徹

電 子 技 術 科

浦野勉

タイトルは，第 1 号からの「MAKE IT」を継承し，9 月

当校の応募状況は年々減少の傾向を見せている．「どに第 4 号を発行した．令和 3 年度発行の第 3 号では，全うすれば技術系の職業を目指す学生が増加するのか」と体的に段組み形式を取らないコラムレイアウトが増え,いう問題に取り組むため，ボランティアの学生スタッフ

右開き体裁の意味を見出せず，全体的に乱雑な印象を抱と職員が共同で運営・制作する形態で，令和 2 年度にス

くなどの問題が生じたことを反省し，今回は基本に立ちタートさせた「学校通信制作プロジェクト」は本年度で帰り当初企画の 4 段組みレイアウトを極力取ることとし3 年目を迎えた．令和 2 年度に実施した「技術系女子活

た．その結果，スッキリとした読み安い 8 頁中綴じの冊

躍推進プロジェクト」を継承し，どうすれば女性が活躍子が完成した．きちんとした段組み形式を取りつつも，できるかという内容を特設企画として再び盛り込み，よ要所に効果的なコラムレイアウトを混ぜることにより，り女性にアピールすることを目指した．活動内容はその単調にはならず，現役高校生の目線で楽しい学生生活を

都度校 SNSでアップするが，本年度は学生リーダーがそ想起させる誌面作成となった．

の原稿作成も担当した．
作成された学校通信は，関連機関へ送付するとともに，校のホームページでも閲覧できるようにして，募集 PRの手段としている．
この試みを引き続き検証し，新たな募集・広報活動として試行していくとともに，学生主導の実践的な授業形
態としても検証していくことする．
図1

学校通信第 4 号「MAKE IT」

２ 研究経過令和 4 年度 6 月に上記プロジェクトの学生ボランディ
アスタッフを募集し，学校通信制作プロジェクトをスタートさせた．プロジェクトは課外活動時間となることにも関わらず，産業デザイン科 2 年生 4 名,1 年生 22 名，
計 26 名の学生からの応募があった．
実施状況は，6 月下旬～9 月上旬の水曜日の放課後に，
90 分×8 回での活動となった．各プロジェクトとも学生
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．

３.２ 広報成果
毎回のプロジェクトでは，前回の振り返りと次回への作業確認ミーティングを実施するとともに，校 Twitterに活動の様子を掲載したほか，制作した学校通信を印刷し，県内の高校へ配布するなど，第 1 号から続く手法で活用した．

４ お わり に
本年度も学生が主体となって計画を立て，取材・原稿

３ 研究成果学生と職員が一丸となって取り組む同プロジェクトは，
今年 3 年目を迎えたが，取り組むごとに新たな発見もあり，着実に実績を刻んでる．
３.１ 学校通信制作プロジェクトの成果
学生自らが，記事の内容を卒業研究，授業内容，イ
ベント，女子活躍推進，ギャラリーの 5 分野に分け，各作成・DTP 作業・出力・製本まで自主的に行った．また，先輩から後輩への技術指導もしっかりと行え，コミュニケーション能力の向上や問題解決能力向上など，非常に密度の高いプロジェクトとなり，教育効果も高かった．
広報手段としての活用方法に関しては，各校への配布
や，SNS の利用を実施したが，更なる効果的な活用方法を検討していくこととしたい．

チームごとに計画を立て，取材や原稿作成を行った．

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