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平成28年度 PBL教育支援プログラム 成果報告書「ワークショップⅢ」

2017.07.13

开讲学部 工学部 机械工学科
科目名 ワークショップⅢ
担当教员 伊东 明俊

Q1 PBLを导入した意図?目的

大学全体としての笔叠尝授业导入の学长指令に伴い、これまで空き时间となっていた、机械工学実験実习Ⅳの里番组(実験実习Ⅰ~Ⅲについては、机械设计製図Ⅰ~Ⅲが里番组として设定され、履修者を半分に分けて午前午后で履修している)相当のコマに、製図関连の笔叠尝授业を导入しようという考えのもと设定された授业である。
自らが构想した机械を3D-CADにより设计し、3Dプリンタにより実际に出力して机械を构成しようというものである。
设计?试作をチームで行うことにより、就职后に必ず関わることとなる、チームによる製品开発を体験し、それに必要なコミュニケーション力を涵养することを目的としている。

Q2 授业におけるPBLの実践方法

履修者が昨年度に引き続き少なかったため、午前の授业では、一班2人で2班と3人が1班、午后の授业では、一班2人で4班の构成とした。グループ分けは抽选による。
授業は全て2号館4階のメディア教室のコンピュータ端末を使って行われる。使用するソフトは、Autocad Inventorである。
课题として设计を要求される机械の要求绪言は、「复数部品で构成され、必ず可动部を含む机械であり、动力源は手动とする。授业范囲で设计可能で、実行可能な时间范囲の3Dプリンタ出力で构成可能な规模とすること」というものであった。
授业は、製品のプランニング、製品企画プレゼンテーション、3D-CADによる製品设计、有限要素法による部品の强度计算、动作アニメーションの作成、3Dプリンタによる製品出力、最终的な製品発表会の顺に进められた。
製品企画段阶でフリーハンドで描かれた絵は例年通りとても稚拙で、これで本当に机械を作れるのかというレベルであったが、今年度は、企画段阶で颁础顿入力された絵を出す(つまり颁础顿上で発想する)班が现れた。
手书き入力の班についても、3D-CADによる设计を済ませた段阶では、优れたツールの利用により、いきなり本格的な机械へと変貌するのは共通。流体力学のコンピュータ计算(颁贵顿)まで利用する学生が现れた。

有限要素法による强度计算については、滨苍惫别苍迟辞谤により境界条件を设定すれば后はボタンを押すだけという手軽さで、フルに利用すべきと言う认识を学生に植え付けることができた。
今年度から取り入れた3Dアニメーションについては、凝った动画が简単に作成できるCADソフトのすごさを堪能した。
3顿プリンタでの试作では、実际の部品が持つ形状精度や寸法公差の问题を学生に深く考えさせた。今年度は、既存の机械のモデルを作るのではなく、3顿プリンタで新たな机械を製作しようとする班が、结构机能していたのが印象的である。特に优秀だった班として、レジ袋の仕分けを简単にする、アメリカのスーパーで使われているような装置(レジ楽)、トランプのシャッフルを手动で行うトランプまぜまぜ机、ピンボールゲーム装置を作った(ピンボール)の3つである。いずれも一応目的通り动作していたところが、素晴らしい。これまでは、自力でメカニズムを考案していた班はほとんど途中で挫折していたが、完成まで至った班が3つも出たことは、画期的だと思う。
问题としては、履修者が少ないことからもっと多人数の班构成にすることが难しいということがあげられる。本授业の宣伝、名称の変更などを、今后考えていかなければならない。

Q3 授业における成绩评価方法

成绩评価は、昨年度同様の以下の方法で行った。
学生による相互评価:6、教员による评価:4
製品企画プレゼンテーション:3、最终製品プレゼンテーション:7
今年度は、上述の配分により成绩评価を行った。
问题点としては、学生ごとに、絶対的な评価基準にばらつきが大きかったことが挙げられる。
これを补正するために、评価の中间値を揃えるなどの调整を教员により行った。
学生は、自分以外の试作物のできをよく见ており、顺位付け自体には问题はない。

Q4 学习成果の可视化の取组み

计画発表、最终発表などで他の班を评価することで、自分たちのレベルを评価することが、よくできていたと思う。明らかに出来が良い班に対する评価は、そろってよかった。
今年度の履修者にとっては、もうやり直す时间はないわけであるが、他の履修者の优れた例を见ることは、大いなる反省とともに、开発作业における妥协のレベルを下げることが、製品レベルをいかに下げるかについての理解が、今后各人が就职してからの実务作业に大いに役立つと考えている。
少人数ではあるが、昨年度とは异なりチーム开発が実现できたことは、PBLとして、本授业は一歩前进したと考えている。チームワークなどに问题は出ず、设计完成までの时间が、人数に比例する以上に早くなっており、余裕の出た分开発物を复雑?高度化しているところが、大いに评価される点であろう。

Q5 PBLを発展させるための课题

本授业をPBLの観点で见た时の一番の课题は履修者数が少ないことに尽きる。これにより、もっと多人数で开発作业に取り组む上でのいろいろな轧轢を体験させ、コミュニケーションの取り方を学ばせることが、现状では困难になっている。
今后も本授业の宣伝を続けるが、宣伝により履修者を増やすのは、现状の実験実习の里番组として実施する形では困难である。贬29、贬30年度は现状のまま进行するが、贬31年度から新カリキュラムに移行する际に、名称が3顿-颁础顿ワークショップに変更され、独立した授业となるので、ここが大きなチャンスと考えている。

Q6 授业の概要と进め方

第1回:ガイダンス
本授业の内容、および今后の计画について説明をする。なお、この授业は笔叠尝のスタイルを取るため、早期に班分けが必要となる。よってガイダンス后、履修の意思确认を行う。
第2回:製品のプランニング1
各人ごとに、今后设计する製品のプランニングを行う。3顿プリンタによる出力可能点数の制限、必ず动く构造を持つことなどを考虑に入れる。 
第3回:製品のプランニング2
开示された班分け结果を基に、班ごとに、各人が作製してきた设计プランの原案を相互评価し、班として採用するプラン一つを决定する。 
第4回:製品のプランニング3
各班ごとに、製作する製品のプランを説明するためのプレゼン资料(パワーポイント)を準备する。 
第5回:製品のプランニング4
製品プランの説明:班ごとに、製品プランの説明をパワーポイントにより行う。説明の妥当性について、相互评価する。 
第6回:3顿-颁础顿による製品设计1
製品の构想を具体化し、各自の分担を决定する。その后、具体的な设计作业に入る 
第7~9回:3顿?颁础顿による製品设计
设计作业を进める。 
第10~11回:有限要素法による强度计算
3顿-颁础顿図面に境界条件を设定した上での応力解析を行う。 
第12~13回:3顿プリンタによる製品の出力
各パーツを3顿プリンタで出力し、组み立てて製品にする。完成后プレゼン资料の準备 
第14回:製品発表会
製品を提示すると共に、用意したプレゼン资料を基に、製品の特笔事项について説明する。 
第15回:授业受讲についての復习


〇笔叠尝を主体とした教育への取组みに対する支援(笔叠尝教育支援プログラム学内公募)

东京电机大学教育改善推進室では、平成23年度から「学生が主体となって学ぶ」形式を取り入れた、いわゆる「PBL(Problem-Based Learning又はProject-Based Learning)」による教育の開発?運営を「PBL教育支援プログラム」として支援し推進しています。
笔叠尝教育支援プログラムは、これから笔叠尝を取り入れていこうと考えている教员やすでに実践している笔叠尝をさらに工夫しようと考えている科目を対象に支援を行い、その実践と成果を学内の関係者と共有し、学生の学びを主体とした教育の推进を図ることを目的としています。