空間的な思考力育成のために3DCADと3Dプリンタを用いた教材の開発と授業実践

使用 3D CAD 和 3D 打印机开发教材和课堂实践，培养空间思维能力

• 批准号: 17H00181
• 负责人: 紺谷 正樹
• 金额: $ 0.2万
• 依托单位: 北海道月形町立月形中学校
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17H00181/
• 关键词: 3Dプリンタの活用; 3DCADの活用; 空間認識能力の育成

本研究では、生徒が立体を正しく認識しているかの調査に始まり、その立体を正しく描画できるようになるためにはどのようなスモールステップが必要か、3DCADの活用は空間把握能力にいかに寄与するかを究明するものである。【生徒の空間認識と描画能力に関する実態把握】空間認識能力を把握するための問題と立体描画能力に関する診断的評価を実施した。立体描画能力に関する題材として、L字型の柱体の模型と直方体と三角柱を結合させた模型を事前に3Dプリンタで製作し生徒全員に手渡した。【授業の大まかな流れ】1校時 : 診断的評価、キャビネット図の指導、2校時等角図の指導、3校時 : 第三角法による正投影図の指導、4校時 : 診断的評価(第2回)・3DCADの基礎コマンドの指導、5校時 : メラニンスポンジによる自作IQパズルの製作、6校時 : 3DCADを用いた自作IQパズルの説明書の製作、7校時 : 生徒間における説明書の相互評価、8校時 : 診断的評価【診断的評価の分析】1回目と2回目は試験用紙で実施し、3回目は製図指導最後の時、3DCAD利用して問題に書かれた提示立体を実際に描画させ、選択立体群と同じになるようにパソコンの画面上で回転させて、正解を見つけるという実習30分設定した。1回目の平均正答率59.7%、2回目の平均正答率は60.0%であった。ほぼ同様の平均正答率であった。しかしながら、その分布には差異が見られた。2回目になると全問正解者が出現したが、その分布は広がることとなった。予想されるのは1回目のときに感覚的に回答し、たまたま正解し、2回目のときは製図の基礎技能を習得したため、逆に慎重に考え迷ったあげくに誤答してしまったのではないかと予想される。第3回目の診断的評価において30分間における平均回答率は10.1問であった。全問回答できたのは15名中3名であった。それまでのものとは違うので単純比較はできないが、正答率が大幅に上昇した。正答率の下位群においても、そのほとんどの正答率が倍増した。

This study で は, ACTS が stereo を し く know し て い る か の survey beginning に ま り, そ の is stereo を し く painted で き る よ う に な る た め に は ど の よ う な ス モ ー ル ス テ ッ プ が か necessary, 3 dcad の use は space grasp に い か に send す る か を investigate Ming す る も の で あ る. 【 raw ability to realize と described ACTS の space に masato す る grasp 】 be state space cognition を grasp す る た め の と three-dimensional painting problems に masato す る diagnostic evaluation of 価 を be applied し た. Three-dimensional painting ability に masato す る subject と し て と straight, L type の の cylinder model cube と triangular prism を combining さ せ た に 3 d model を advance プ リ ン タ で making し ACTS full に his hand crossing し た. 【 lesson の big ま か な flow れ 】 1 school: diagnostic evaluation 価, キ ャ ビ ネ ッ ト 図 の guidance, 2 school isometric 図 の guidance, three schools: when the third Angle に よ る orthographic 図 の guidance, four schools: diagnostic evaluation 価 (back) 2 · 3 dcad の based コ マ ン ド の guidance, 5 schools: メ ラ ニ ン ス ポ ン ジ に よ る made IQ パ ズ ル の production, 6 school: 3 dcad を with い た made IQ パ ズ ル の の specification production, seven schools: born between ACTS に お け る instruction の mutual review 価, 8 school:​ Youdaoplaceholder0 た. The average correct response rate in the first round was 59.7%, and in the second round, it was <s:1> 60.0%であった. Youdaoplaceholder0 is the same as ほぼ average positive response rate であった. The distribution of ながら and そ ながら に and the difference が can be found in られた. In the second chapter of になると, the correct solution to all the questions is が, and the <s:1> distribution is ととなった wide がる ととなった ととなった ととなった ととなった. To think さ れ る の は 1 pa2 の と き に feeling 覚 に answer し, た ま た し ま positive solutions, 2 pa2 の と き は system 図 を の basic skills acquisition し た た め, reverse に に carefully exam え fan っ た あ げ く に false answer し て し ま っ た の で は な い か と to think さ れ る. In the third round, the evaluation of the <s:1> diagnosis was 価にお 価にお て30 minutes における average response rate 価にお 10.1 questions であった. Answer all questions: で で た た で で 3 out of 15 であった そ れ ま で の も の と は violations う の で 単 pure comparison は で き な い が, が に substantially is a rate rise し た. The positive response rate of the <s:1> lower group にお にお て て <e:1> が and そ ほとん <s:1> <s:1> the positive response rate of が increases by た た.

项目成果

技術科における3Dプリンタの活用事例

技术部门使用 3D 打印机的示例

• 发表时间: 2017
• 作者: Tomokazu Yamamoto;Shinichi Kamiyama;紺谷正樹
• 通讯作者: 紺谷正樹

日本産業技術教育学会 技術教育分科会【「設計を考察することが難しい生徒」のための3DCADを用いた教材開発】2017年12月16日 静岡県静岡教育会館

日本产业技术教育学会技术教育分会【为设计上有困难的学生开发使用3D CAD的教材】2017年12月16日静冈县静冈教育中心