3D プリンターを利用したデジタルものづくりで培う創造力と課題解決力
テクノロジーを利用して、未来を創造する力樟蔭中学校・高等学校

教諭

川浪 隆之

キーワード：デジタルものづくり，3D プリンター，Google Classroom，Tinkercad
実践の概要
本実践は中学 1 年生「技術」の夏期休暇中の宿題として課した 3D モデリング実習と知財教育の 2 つの側面を持った連続的な学習活動である。1 学期に学んだ「材料と加工の技術」の発展的なものづくり実習を終え造形したオリジナルデザインのキーホルダーを題材にして、2学期に学ぶ知財教育へと繋ぐ内容である。
１．目的・目標
1.1「材料と加工の技術」
写真１

1 学期に学んだ「材料と加工の技術」の分野では、木材の加工に関しては DIY ブームも相まって、比較的馴染み

Tinkercad でのクラス管理

3D モデリングに使用したアプリ「Tinkercad」は Webがあったが、「プラスチックのような樹脂製品を作ることブラウザ上で軽快に動く非常に便利なアプリである。ク

は難しいと思いますか？」という問いかけに対しては全ラスコードや招待リンクにて生徒を招待すればクラスル員に経験がなく難しいという反応であった。

ーム機能で個別に生徒のデザインを管理し、進行状況を3D プリンターが設置されている本校 ICT Lab.の設備把握することができる。さらに、教員アカウントからは中高一貫校面の利点を活かして、テクノロジーを利用することで容生徒のデザインデータを遠隔で教員機にエクスポートす易に実現可能となるトライアル＆エラーの体験を目的とることができ、3D データを送受信することなく、STLした授業デザインを行った。今回の規定サイズのキーホデータの保存から、3D プリンター専用のアプリへのインルダーを 3D プリンターで造形するのには、おおむね 1ポートもシームレスに進めることができた。このスムー

つ 10～15 分程度かかるため、夏休みの期間を利用してズな流れにより、夏休み期間中の通常業務よりは自由が書き出し作業にかかる時間を調整できるようにスケジュ利く時間を利用して造形することができた（写真 1）。

ールを立てた。
1.2 「知財教育」の架け橋
2 学期の授業で予定している知財教育の授業への連動
は、オリジナルデザインキーホルダーを手にするタイミングに設定した。特許庁のマンガ教材を併用し、親しみやすい形で意匠権や特許権などを学べるよう意識し、教科書内の単元をつなぎ、学びの連鎖を目標とした。
２．実践内容2.1 ICT ツールの効果的な活用【本実践の学習内容】●指導目標
・材料と加工の技術の発展的実習を通して、テクノロジーの効果的な利用による樹脂製品の造形技術を学ぶ。
・完成したキーホルダーを題材として、固有のデザインが持つ知的財産について考え、意匠権や特許権を学ぶきっかけとする。
●評価・PC やタブレットを操作し、自分のイメージしたものをデータ化、実際に造形できたかを判断し、トライアル＆エラーの繰り返しにより、自分のイメージ通りのものに近づけていくことができた。
・自分のデザインを手元に置き、知的財産について学ぶことができた。
【指導略案】●単元指導計画（全体時間 3〜5 時間）(1)3D モデリングアプリの基礎操作説明（0.5 時間）(2)3D デザインの実習【夏休み宿題】（0.5〜2 時間）(3)知財学習(主に意匠権・特許権)（2 時間）

ＩＣＴ活用実践事例集 ＩＣＴ夢コンテスト２０２１− 44 −

写真２

Google Classroom でのサポート

学習活動
スケジュール確認

子供活動
GC にて確認

指導上の留意点
早く提出した人から作業を開始する確認
Tinkercad の操作 授業で習得できな 30 分程度の基本操作（3D モデリング） かった場合は動画 を授業で扱い、繰り返を見て学習する
し見れる動画を準備
質問・サポート

GC の限定公開コ
メントにて質問、返信の確認をする
自分のイメージと異なる点を観察し、修正する
自分の作品を手元に置き、特許庁のマンガ教材で学習造形物の受け取り

知財学習

GC は Google Classroom の略

通知がオフの場合は定期的に確認する必要がある
エラーを認め、修正することが重要であることを周知する
キーホルダーのデザインが持つ価値をスタートにして発展デザインデータをチェックした際、個別のサポートがころが、操作方法から再度説明が必要な生徒が複数名い必要な生徒もいたため、普段から使い慣れている Googleたため、レクチャー動画を作成し、YouTube のリンクア

Classroom の限定公開コメントにて修正必要箇所をアドドレスを Google Classroom で共有した（写真 4）。理解バイスし、オンラインサポートを随時行った（写真 2）。

が進んでいなかった生徒は何度も見返して、操作ができるようになったと良い報告を届けてくれた。

2.2 ルーブリックを用いた評価基準の見える化
ルーブリックと呼ぶには乏しいレベルのものではある

３．成果

が、評価基準の見える化のために普段から課題学習を出

1 学期に学んだ「材料と加工の技術」の分野では、木題する際は Google Classroom のルーブリック機能を利材や金属の加工に関しては、家族との DIY 等で比較的馴用している。簡易的なルーブリックではあるが、出題者染みがあったため、木材製品を作ることに対して、79.5%の意図を理解し、1 つ 1 つクリアしていくチェック機能が「簡単である」と回答したのに対して、プラスチックとしては十分だといえる。今回は「期限・合成技術・サのような樹脂製品を作ることに対する回答では、全員がイズ」等の 5 項目を提示し、提出物としてそれらをクリ経験がなかったこともあり「できない」と答えていた。

アできているかをチェックしてから提出するよう指示し、ところが、今回の 3D モデリング実習を通して、事後ア他者からの要望に合致したものであるかを客観的に見るンケートでは「自分でもできそう」と肯定的な回答をしための材料にした。

た生徒が 88.8％と逆転する結果となった。テクノロジー

さらに、Google Classroom のルーブリック機能はクリに触れ上手く利用することで、「チャレンジすれば、自分ックのみで自動計算が進むため、担当教員の採点の効率でもできる！」という思いを伝えることができたと感じ化にもつながる（写真 3）。ている。
また、知財教育との連動実習として位置付けていたため、自分自身がデザインした造形物をオリジナルデザインの題材として扱い、素晴らしい価値を持っていることを確認し、意匠権の話を皮切りに知的財産権全般の学習に発で、親しみやすいよう配慮した。
４．今後に向けて間違ってはいけない活動ではなく、間違いを修正し成功に導く活動を柱に授業デザインを構築したところ、エラーをデジタルデータで容易に修正できるデジタルものづくりに結びついた。3D プリンターやレーザーカッターを利用したデジタルものづくりによって、トライアル＆エラーが容易になり、ループに要する時間もスピードアッ

写真３ 簡易的なルーブリックによる自動採点プする。また、今回の 3D プリント実習で、生徒 1 人あ

2.3 オンラインサポートの手法

たりの造形物にかかった材料（フィラメント）費を換算

前述の Google Classroom でのコメントのやり取りですると 5〜10 円というローコストであることも、この活解決する生徒は、夏休みの直前の授業での操作説明への動の意義は大きく、小中高大の学年を問わずに汎用性の理解が深く、あと一息で完成というレベルであった。と高い活動だと確信している。本校が導入した Flashforge
社の高機能な機種でも約 10 万円、スタンダードな機種であれば 5 万円程度から導入できる。
今後は気軽に造形にチャレンジできる環境整備のため、複数台を設置した Fab スペースの構築に取りかかりたい。
また、全国の多くの学校で、デジタルものづくりを通して、子供たちの「やればできる」という思いを実現できる環境が整うことを願って情報発信していきたい。

写真４

YouTube 動画のサムネイル画像

樟蔭中学校・高等学校・川浪 隆之− 45 −

中高一貫校

展した。教材として特許庁のマンガ教材を利用すること