中学校技術分野におけるプリント基板製作を含むPICによる制御教材開発に関する研究

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中学校技術分野は、「A技術とものづくり」、「B情報とコンピュータ」の2つの領域に分かれている。「情報とコンピュータ」については、パソコン等を使用した授業実践が多数研究され報告されているものの、「ものづくり」の要素を付加させた授業実践はあまり見られない。「ものづくり」を通して試行錯誤の経験と創意工夫をすることは、コンピュータの仕組みを理解する上でも有効であると考えられる。本研究では、中学校技術分野「B情報とコンピュータ」における、コンピュータの基本的な構成と機能及び操作、プログラムと計測・制御にプリント基板・PIC学習ボードの製作を取り入れ、「ものづくり」の要素を含む教材の開発を行った。PIC学習ボード(PICマイコンを用いた制御学習教材)の製作を通して、手描きによる配線図、露光器を使用、手作業による現像、エッチングマシンの使用、ドリルによる基板への穴開け、はんだ付けの技術を習得させた。制御用の電子素子として、PICマイクロコントローラPIC16F84Aを使用した。これまで、最大の問題点はプリント基板の製作であった。作業工程の進行に個人差が生じ、各自が異なった進度で異なった工程の作業を行わざるを得なかった。効率的な作業が行える環境を作るために、露光、現像、エッチング、プログラミング、ROMライティングをすべて一つの部屋で行える設備を整えるとともに、作業補助員として学生ボランティアの協力を受けた。以上のことにより、これまでは困難であった、1クラス40人の生徒、一人一人に基板製作およびはんだづけ作業を完了させることができた。PIC学習ボードの製作を行うことにより、コンピュータを構成する部品一つ一つの役割を、自らの体験を通して学習させることができ、科学技術離れといわれている昨今の中学生に大きな影響を及ぼしたと考える。