~楽しく学べる教育用3D-CAD~

これからの激流の社会を乗り越える

技術革新が進み世の中が大きく変化する中で、子供たちはどのように生きていくのでしょうか?
近年注目されている「STEAM教育」は、Science(科学)、Technology(技術)、Engineering(ものづくり)、Art(芸術)、Mathematics(数学)の5分野を横断して、子どもを今後のIT社会に順応した競争力のある人材に育てていくものです。STEAM教育中でも、3Dプリンタと3D-CADは特に有効なツールです。言い方は変ですが「手軽に失敗が体験できる」からです。うまく印刷できない失敗から気づきを得て試行錯誤を重ねてゆくことが、これからの予測困難で激動する社会で生き抜く力を育むことができるのです。

印刷を失敗した3Dプリンタ。なぜ失敗したんだろう?どうすればいいんだろう?

 

空間認知能力の育成、「もの」の価値観の変容

算数・数学の立体図形が苦手な子供が多いですね。例えば、教科書の紙上での立体的図形を見て、実際の立体物として認識できますか?立体物の形・向き・大きさ・間隔などを想像して、頭の中で素早く把握できますか?頭の中で立体を移動や回転、切断や合体したイメージができますか?このような、「空間認知能力」は幼少期の体験や慣れが重要です。
子供の頃から3Dものづくりに馴染んでおくことで、「アイデアを形にする」体験をし、挑戦して達成時の満足感を味わうことができます。さらに、「もの」を買って飽きたら捨てるのではなく、自分で作り、壊れたら直し、拡大させていくという新しい「もの」との関係性を築くことができるようになります。

 

未来の「ものづくり」の本質を体験

今では3Dプリンタやレーザー加工機を使用したITものづくりが必須です。この波は世界中で年々加速しており、子供たちが大人になった際に必ず求められる能力・資質です。3Dデータでの造形がマストであり、多くのCADソフトが存在しています。しかし3Dで形状を作るための「考え方」ができず、挫折してしまう人は少なくありません。幼少期に会得すべきものは、CADのコマンドや機能ではなく、空間図形の基本概念と考え方・捉え方、そして「楽しかった記憶」です。
未来の「ものづくり」の中心的な技術に触れておくことは、将来、あらゆる分野で活躍できる可能性を持っています。3Dプリントの技術は、グローバルに活躍する人材の主要な条件の一つです。小さい頃から3Dプリンターで学んだり遊んだりしておくことが、周りより1歩先んじることは明白です。

 

文科省も3Dプリンティング教育を後押し

2017年以降アメリカやイギリス、シンガポール、インド、中国などでは3Dプリンティングを教育に取り入れる動きが活発化しています。つまり、グローバルな人材を育てるためには3Dプリンタの技術が重要であり、各国が競って教育現場への導入を急いでいるのです。残念ながら日本は3D教育は後塵を拝していました。しかし、近年ようやく文部科学省を中心に、中学校や特別支援学校へ3Dプリンタ・ソフトの導入を推進をスタートしました。令和元年の中学校と特別支援学校の教材整備指針・改定案に、3Dプリンタと製図用ソフトが追加されています。

1)中学校 技術科
  ・3Dプリンタ 生徒8人あたり1台程度
  ・製図用ソフト 生徒1人あたり1本程度

出典:https://www.mext.go.jp/component/a_menu/education/detail/__icsFiles/afieldfile/2019/08/06/1316723_4_2.pdf

2)特別支援 技術科・職業科
  ・3Dプリンタ 生徒3人あたり1台程度
  ・製図用ソフト 生徒1人あたり1程度

出典:https://www.mext.go.jp/component/a_menu/education/detail/__icsFiles/afieldfile/2019/08/06/1316723_6_2.pdf

今後もこのような波は加速していくと予想されます。

「作ってみよう!」って?

「作ってみよう!」は、日本で初めてとなる楽しみながら3Dスキルの基本概念が身につく教育ソフトウェアです。3Dスキルを持った教育者は限られていますが、「作ってみよう!」は自分の意思で学び、STEAMの5分野を跨いで深い理解を与えることができる教育用ツールです。

【作ってみよう!の特徴】

  1. 「3Dスキルの基本概念」が自然と身につきます。3Dスキルの基本概念については次章に記載します。
  2.  練習問題がスキルレベル別に用意されており、一人ひとりが最適なレベルで学習する事ができます。
  3. 各練習問題には採点機能が取り入れられており、楽しみながらチャレンジすることができます。
  4.  3Dプリンタから印刷して、自分のアイデアを実際に手に取ることが出来ます。

3Dスキルの基本概念(1)

3Dモデルは、図形に関する情報(形、大きさ、姿勢等)をXYZ軸に基づいた数値とパラメータで表現します。下記の例は円柱ですが、その値を変更することによって様々な円柱の仲間が出来上がります。

3Dスキルの基本概念(2)

円柱と同様に他の図形も、パラメータの変更によって様々な形になります。

3Dスキルの基本概念(3)

2次元の平面に厚みを付けて3次元図形にすることを「押し出し」と言います。

3Dスキルの基本概念(4)

2次元の図面を回転軸を中心に360度回転させた場合の形状を作成する事を「回転」と言います。

3Dスキルの基本概念(5)

3次元図形の演算(足し算、引き算、掛け算)を実行し新しい形状を作成します。

3Dスキルの基本概念(6)

3次元図形を切断し、断面の形状を表示します。

 

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