116

創造性教育における試み―プロペラ模型の製造―

湯田 紀男*

Approaches to Creativity Education-Produceing A Model Screw PropellerNorio YUDA*
Abstract
In recent years creativity education has been regarded as important at schools. As such, that type of education
has been conducted at Yuge National College of Maritime Technology. This paper introduced an attempt ofcreativity education made in the Advanced Maritime Transportation Systems Engineering Course at Yuge
College. Then I pointed out and discussed the issues about the education in this course.
The creativity education concerned Maritime Science Practice. In the practice, the students were asked to
produce a model screw propeller. Firstly the students were given a lecture about wing throry and propller design.
Secondarily the students elected the method of producing a model propeller. The method was either casting or
milling an aluminium board by thead milling machine. Thirdly the students designed the model to be
propulsion-efficient in two dimensions. Fourth the students who chose cast whittled a casting wooden form andthen cast the model.

The students who choose milling turned off the extermal form.

Finally the students filed

off the external form of the model and then finished up.
In the practice, the students were given only a few pieces of advice. Because of that, the students became
self-motivated in working through trial and error processes. After the processes it appeared that the approaches
could give the students the opportunities to enhance their creativity.

Keywords: Creativity Education, Model Screw Propeller, A Trial and Error Process
キーワード：創造性教育，プロペラ模型，試行錯誤

1.

はじめに

近年、高等教育機関において創造性教育や問題解

主に学生同士の質疑応答で授業を進行し、教員の発言は 10％以下にする授業形態の事である。この二つ決型授業の必要性が重要視されるようになってきた。の授業形態は、学生が物事を考え、物事を創り出す、創造性教育とは、新しい価値ある物、あるいは創り解決に至るという点で大変似ている。

出す能力すなわち創造力、およびそれを基礎づける高等専門学校においてもこれらの授業形態が必要

人格特性すなわち創造的人格を身に着ける教育であとされ、個々の高等専門学校において多種な手法でる。また問題解決型授業（PBL）とは、カナダで始め取り組まれている。

られた授業形態である。この授業では教員がまず学

本論文は、弓削商船高等専門学校専攻科海上輸送生に課題を出す。このときいくつかのインストラク

システム工学専攻において、創造力や問題解決力をションはするが、あくまでも学生が自主的に学習し養うための取り組みについて紹介し、問題点等につ授業の準備をする。１つのテーマに対して、いくついて考察を試みたものである。

かのグループに分かれて作業を分配し授業を行うが、*商船学科

平成 24 年 9 月 28 日受理

117
弓削商船高等専門学校

2.

紀要

第 35 号（平成 25 年）

創造性教育への取り組み

創造性教育への取り組みは、海上輸送システム工学専攻における海事科学演習の時間に行われている。
プロペラ設計理論を 3 週（100 分×3）にわたり講義し、後にプロペラ模型の製造を行わせる。模型の製造は弓削商船実習工場にて行い、多少の助言は与えるが製造過程においては自主的に行わせる。求めるのは時間制限と推進効率の良いプロペラ模型の製造である。

プロペラ模型を製造する初めの段階においては、

Photo.2 Molten model propeller
鋳造による作業は、Photo. 1 のような木製の型をFig.1 のように製造する模型の図を描かせる。次に製製 造 す る 過 程 ま で は 簡単で あ る 。 し か し な がら造方法について選択させる。一つ目は鋳造による製

Photo.2 のように砂の粒子により鋳物の表面に凹凸造、二つ目にはアルミ板による製造である。鋳造をが生じる。鋳物はアルミ板のような加工しやすい金選択した者は、木材を削り出し、型を製造させた後属と異なり固い。この細かな凹凸を鑢を用いて手作に鋳造作業、仕上げとなる。アルミ板加工を選択し業で取り除き、表面を磨きあげるのは困難となる。

た者は、アルミ板に Fig.1 のような自作の図をアル

今までに授業を受講した学生は全員、表面を磨く段

ミ板に張り、金属用鋸により外形を切り出す。外形階で挫折に至っている。与えられた時間の中では、を切り出した後に、NC フライス盤を用いて翼となる仕上げる事が困難であると悟ったようである。ある

面の翼角を削りだし、仕上げ作業となる。

程度の形状までは容易に出来るが、時間的制約の中2.1 プロペラ模型製造過程

では、模型を完成させる事が難しいと判断したのである。各工程における時間配分のイメージが不足しており、模型の完成までの時間的イメージが出来ていなかったと考えられる。実際に一つの工程に入り初めて時間配分について考えるようになったと考えられる。全員がこの時点でアルミ板による製造に変更している。

2.2.2

アルミ板による製造

アルミ板による製造作業は、まず第１工程として、イメージした図をアルミ板に張り外形を切り出す事
Fig.1 Design drawing of a screw propellerから始める。外形を切り出す工程においては、金属切断用の電動鋸を用いた。電動鋸では曲線を描きな

2.2 模型製造過程における問題点・解決策
2.2.1 鋳造による製造

がら切外形を切り出す事は難しい。この工程においていくつかの問題点を学生が気付く事があった。外形の切り出しは直線的な切断となり、その後の外形を整える手作業の工程で時間がかかる。そこで次のような助言を試みた。
「初めから直線でカットするのではなく、点と点を直線で結んでカットしたらどうなる？」数人の学生は、プロペラの曲線部に沿ってドリルで穴を開けた後に、電動鋸で切断を行うようになった。ドリルで開けた穴により電動鋸の刃の角度を変化させる事が可能となり、外形に沿って切断出来るようになった。またこの工程における時間短Photo.1 Model propeller made from wood

縮につながった。助言を自己で捕え考え、工夫し行動へ移したと考えられる。加えて、この工程におい118
創造性教育における試み ―プロペラ模型の製造―（湯田）て、学生は素手で作業を行っていたが、途中から皮ある。翼断面については、改めて翼理論を簡単に講手袋を着用するようになった。理由としては、アル義し、オジバル型かウォッシュバックを付けたエー

ミは熱伝導が良く、切断面からの摩擦熱がアルミ板ロフォイル型にするよう指示した。この工程におい全体に広がり、板を持つ事が困難となったからであて、初めてベルヌーイの定理を再認識し、プロペラる。アルミ板を切り出して初めて、アルミと言う金は翼面が螺旋運動をし、しっかり流体を捕まえるこ属の特性を理解し、皮手袋を着用しようと考えたのとにより推進力を発生させていると言うそれぞれのである。

知識が繋がり、プロペラの推進力発生メカニズムに第２工程では、外形の形状を電動サンダーにて整えた後、翼面に翼角 8[deg.]を付けるため NC フライ

つ い て 理 解 し た よ う である 。 完 成 さ せ た 模 型をPhoto.5(a)、(b)に示す。

ス盤で翼厚 8[m]を残しエンドミルで翼面を削り出した。Photo.3 に板から翼角の付いた翼面を削り出す過程の写真を示す。

3.

まとめ

なにか一つ課題を出す場合、学生は課題を終了す翼角を付ける工程においても問題が生じた。二枚るまでのイメージをしっかり掴む事は出来ていない。の翼を削り出す作業において、ほとんどの学生がア

日常生活において、自己で考え工夫する訓練が出来

ルミ板の同じ面の二つの翼の翼角を、同じ角度で削ていないからであろう。昔は、それぞれの子供がナり出した。これではプロペラは推進力を生じない。

イフを持ち、考え工夫をし、遊具を製造していた。

そこで次のような助言を試みた。
「プロペラは基本的この過程の中で得た知恵と学校で学ぶ知識とが後にに右回りだよね。回転するのだよね。回って進む装融合し、その経験が色々なものづくりや、問題にお置だよね。削り出した模型を手にしながら実物を観ける解決方法にも結び付いていたのであろうと考えてきなさい。」プロペラの翼は、回転しながら螺旋状られる。に右回りに流体を捕えて進む装置である。二枚翼の場合は同じ面の翼角をそれぞれ逆の角度に切り出さないと右回り螺旋状に進む事ができない。学生は実物を観て、初めてプロペラの翼角と回転による螺旋運動について理解したようである。あまり深く考える事なく作業をしていたと言う事である。参考書では深く理解していなかった事が、翼角の意味、螺旋運動の意味等が製造を通して身に付いたのではないかと考えられる。同じ翼角で削り出した学生は、ア
ルミ板一枚の段階から作業をやり直すよう指示した。
(a) Model plopellers from the side(b) Overhead model propellers
Photo.5 Completed products of model propeller
このプロペラ模型の製造と言う課題において、一Photo.3 Model propeller of the manufacturing

つ一つの工程を熟す中で色々な問題と言う壁に阻ま

process
最後の工程は、翼断面の削り出しと表面の研磨でれ、それを解決する手段を自ら経験出来たのではな
いかと考える。また、学業で得た知識がものづくり

119
弓削商船高等専門学校

紀要を通して再構築されたのではないかと考えられる。
一つの製品においても、色々な工程と、工夫、それに関連する知識が必要である事を学ぶ事が出来たのではないかと考えられる。また、全体のイメージだけでは物事は解決に至らず、それぞれの段階において問題が発生し、それらをその場で解決する必要がある事を学ぶ事が出来たのではないかと考えられる。
このような授業形態を実施する必要性については認識しているが、実際に講義の中に取り入れる事は、準備や工夫が必要となる。あえて全てを教えず各自で考えさせる授業形態は、忍耐が必要となり、また十分な実施時間を確保する必要があるのではないかとも考えられる。

第 35 号（平成 25 年）