事故の原因究明を体験し工学的リテラシーを高められる教材と学習支援コンテンツの開発

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本研究では、工業製品を製作するものづくりの過程で発生する事故や、製作した製品に生じる不具合に着目し、教材化を試みた。具体的には、次に述べる2種類の教材を開発し、授業に導入した。開発した第1の教材は、ものづくりを行う機械加工の過程で発生する事故の危険を学生が実体験し安全に対する意識を高められる「事故シミュレータ」である。事故シミュレータの題材としては、代表的な工作機械である旋盤を取り上げた。学生は、シミュレータで被削材や工具が壊されるなどの事故を体験できる。開発した事故シミュレータは機械工作実習の安全教育に導入し、その教育効果を検証した。受講した学生の意識調査結果から、事故シミュレータを用いた指導により学生が安全な機械工作作業や危険に対する意識を高めていることが明らかになった。開発した第2の教材は、学生が不具合の原因究明を学生に体験させ、工学的リテラシーを高められる「ものづくり教材」である。この教材では、学生が実験やものづくりなどを実体験しながら科学的考察を行い、能動的に学習できるようにした。具体的な題材としては、歩行モデルなどを取り上げた。学生は製品が目標の性能を発揮しないという状況を乗り越えるため、性能評価実験や改善活動を行いながら考察を深め、工学の基礎である力学について学習できるようにした。ものづくり教材も大学の授業に導入し教育効果を検証した。授業の前後で行った評価テストからは、教材を活用した授業を通して学生が力学の理解を深めたことが明らかになった。さらに、コンセプトマップからは実験やものづくりなどの実体験を通して力学的知識を応用する能力を高めたことが分かった。さらに意識調査からは、学生が授業を通してリテラシーに関する意識や自信を高めたことが示唆された。また、学習支援用デジタルコンテンツも開発して指導に導入した。