子どもの「未来を生き抜く力」を育む！3Dプリンターを使った未来教育とは？

子どもたちに最先端テクノロジーを使った未来教育を

COMPASSが運営するQubenaAcadem（キュビナアカデミー）では「未来を生き抜く力」を子どもたちに身につけてもらうことを目的とした未来教育を提供しています。その取り組みとして、最先端テクノロジーを活用したワークショップをコースとして開講しており、隔週でワークショップを実施しています。

このコースでは、ドローンや3Dプリンタ、VR、プログラミングなど、様々な最先端のテクノロジーを各回で使い、生徒たちの創造性を広げる課題解決や課題制作を行っています。

3Dプリンターでオリジナルの立体物に挑戦！

今回は、2018年11月に開催された3Dプリンタのワークショップの様子をレポートします。

テーマは「3Dプリンターを用いてオリジナルの立体物を作ろう」です。

そもそも3Dプリンターって何？

3Dプリンターとは、3Dのデータを元に立体の造形を行う機器の事で、プラスチックや金属、ガラスなどのあらゆる素材で様々な物を製作することが出来ます。

例えば、アニメキャラクターのフィギュアや工業で利用する機械部品などの制作をはじめとして、建築物や医療現場などでも利用されたりと、すでにあらゆる分野で活躍しています。今後も製造現場での利用が拡大されると予測され、複雑な製品大幅に下げることが可能性を秘めています。

3Dモデリングの練習→オリジナル作品制作の２ステップ

そんな未来を大きく変える可能性を秘めた3Dプリンターを、子どもの頃から触れてもらうことで、あらゆる最先端の技術に興味を持ってもらいたいという想いで、Qubena Academyのワークショップに取り入れています。

３Dプリンターを使ったワークショップは全二回の構成となっていて、一回目に演習を通して３Dモデリングの練習をし、2回目で全生徒がオリジナル作品の制作に挑戦します。

【１回目】まずは3Dモデリングを練習

１回目の3Dモデリングの練習では、テキストで、操作方法を１つずつ覚えながら、ロボットの製作をしました。

受講しているほとんどの生徒たちが３Dモデリングをするのは初めてでしたので、直感的に利用ができて操作が簡単な３Dソフトを使います。

最初は少し不安そうな生徒たちでしたが、みんな飲み込みが早く、いつの間にか講師の説明がなくてもテキストを読んで、どんどんロボットを完成。その後、ロボットの色を変えたり、部品を追加したりして、一人ひとりユニークなロボットを作り上げていきました。

 

想定よりも早くロボット作りが完成したので、それぞれオリジナル作品のデザインに取り掛かっていきました。たった１回の授業で、もうみんな３Dソフトを使いこなしていて、器用に思い思いのデザインを作っていきます。完成が楽しみです。

3Dモデリング経験のある子は、上級ソフトにチャレンジ

一方、３Dモデリングに少し経験がある生徒や高学年の生徒には、より細かい操作が行える難易度の高いソフトにチャレンジします。

こちらも、最初に画面の見方や操作方法を伝えてから、同様に操作練習としてロボットのモデリングをおこなっていきました。

こちらのソフトは多機能である一方で、操作が難しいため、最初は悪戦苦闘していましたが、講師のサポートを受けながら皆次第に慣れてきて、途中から細かい部分を自分流にアレンジしていたりする生徒も現れ、最終的に全員ロボットを完成させることができました。

▲１回目の授業はみんなロボットを作って無事終了。

【２回目】オリジナル作品の制作にいざ挑戦！

２回目のワークショップでは、いよいよ自分で玩具やアクセサリーなどをデザインし、そのデザインの3Dデータを作成します。

デザインを考え、形にしていくのも子ども自身

前回の宿題として、それぞれが３Dプリンタで作りたいもののデザインを、事前に考えてきてもらい、それを元にオリジナル作品作りに取り掛かってもらいます。

第１回終了後の宿題として、生徒に３Dプリンタで作りたいもののデザインを事前に考えてきてもらい、それを元にオリジナル作品作りに取り掛かります。

 

▼デザインシートに手書きで書かれたデザイン案。様々な角度から見た時の絵を描いてもらいました。

▼一つ一つ図形を組み合わせてロケットの形にしていきます。

▼スタッフのサポートのもと、作業が細かくて難しい部分もなんとかクリアしています。

▼文字も入れて、かっこいいロケットが完成しました。

▼他にも、野球の模型やリアルなフィギア、自分専用の可愛らしい指輪を作る子もいました。

3Dプリントの費用計算は、算数の知識を駆使

3Dデータが完成したら、実際に3Dプリンタでプリントするのですが、前回の練習作品では教室の３Dプリンタでプリントしましたが、今回は様々な素材やカラーでプリントが可能なより本格的な3Dプリンタを扱っている会社にプリントを発注します。実際に発注をする上で、プリント費用のことも考える必要があります。

今回は、3Dプリント代金に上限3500円という金額を設け、以下のプリント代金算出方法に当てはめて計算しました。

3Dプリント代＝初期費用＋材料費＋空間費

・初期費用

3Dプリンターを動かすためにかかる最低料金です。素材によって使用する3Dプリンターが異なるため、費用も異なってきます。

・材料費

材料の費用です。素材によって値段が異なる他、プリントする作品が大きくなればなるほど使用する材料も増えるため、それにともなって価格も増えます。

・空間費

作品が収まる空間（直方体）の体積にかかる費用です。プリントする作品が大きくなればなるほど、空間も大きくなるため、それにともなって価格も増えます。

 

生徒達は、Qubenaや学校で習った計算・数学を使いながら、作りたいものの大きさと使いたい素材のバランスを考えて計算していきます。

大きいロケットを作りたいけど、そうするとこの素材を使えない…

そんな葛藤の中、何度も計算し試行錯誤をしました。

 

このようにして大きさと素材を決め、ついに3Dデータを完成させることができました！

あとは発注して、作品が届くのを待つだけです。一ヶ月後がワクワクですね。

ついに完成した作品が手元に！

そして一ヶ月後・・・作品が生徒の元に到着しました！

自分の手でデザインした作品が本物のフィギュアになって届いたことに感動する生徒たち。

色まで綺麗に再現されていて、売り物と遜色ありません。

実際に使うことのできる可愛らしい指輪をデザインした生徒も。

▲今回生徒が製作した作品たち

子どもの知識を実践に活かし、想像力を広げる場に

今回の3Dワークショップでは、立体のものを平面で考えデザインしていく力。そして費用も考慮しながら算数・数学で習った知識を駆使して、実践に活かす力を身につけることができました。

また、自分の好きなもの、作りたいもので挑戦しただけあってみんな積極的に楽しんでいて、多くの子がまた取り組みたいと言っていました。中には実際に自宅のPCにワークショップで使った３Dモデリングソフトを入れる方法を聞いてきて、家に帰ってからも製作を続けたいという生徒もいました。

今回のワークショップのように3Dモデルデータを作成してプリントをすることで、子どもの想像力を簡単にハイクオリティな作品として作りあげることができます。

将来、産業の必須技術となるテクノロジーを体験できるこのコースは大人でもやってみたくなるような楽しいワークショップばかりです。