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

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。

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。