専門家の創造プロセスに基づく電気回路設計の思考モデル開発と教育実践

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初年度(R4)は，初学者に最適な回路設計学習のための思考モデルを開発するために，まず，基盤となる規範的モデルの構築を試みた。その方法として，設計論の一つである設計学の枠組みを活用し，設計にかかる概念体系とそれに係る「推論」「知識」「行為」について整理した。その結果，要求概念，機能概念，属性概念，実体概念の4種類の概念で回路設計を表すことが適していると考えられ，推論の種類として，統合・総合（シンセシス）の推論としてアブダクションと類推が，分析・解析（アナリシス）の推論として演繹と帰納が要請されることを指摘した。さらに，電気回路設計の行為として，仕様の策定，機能と要求（価値）の照合，回路図の作成，回路図と機能の照合，回路図の解析，配線図・製作計画の作成，回路（実態）と回路図の照合，製品の検査の8項目が抽出された。電気回路設計の知識として，電気現象や電気製品に関する知識（科学概念などの自然科学的な知識，人工物などの技術科学的な知識），電気現象や回路の表現方法に関する知識（言語表現・図的表現），問題解釈と課題設定に関する知識，課題解決に向けた機能の詳細化に関する知識，要求充足の判定や機能の価値判断に関する知識，要素（部品やユニット等）の原理や作動条件に関する知識，要素の組合せに関する知識（トポロジ―，量的バランス），機能の判定に関する知識，計測・解析に関する知識，回路の実体化に関する知識，製品と回路図の対応関係に関する知識の11項目が抽出された。これらを整理して電気回路設計の思考モデルとして構成し，思考モデルと実際の製品(非常用LEDライト)の設計過程との適合性について検討し，これらが合致することを確認した。