3Dプリンタで期待できる2つの教育メリット

スポンサーリンク

私の本業は翻訳です。

主に中日翻訳、日中翻訳をしているのですが、中国語といえば漢字。
日本語にも漢字がありますよね。

中国語翻訳で陥りかねないミスとして、「漢字にひっぱられる」ことがあります。

どういうこと?と思われるかもしれませんね。

具体的に言うと、中国語の漢字と、日本語の漢字とで異なる意味を指す、あるいはより良い訳語があるにも関わらず、漢字をそのまま使ってしまうということです。

これは翻訳ではなく、入力方法の「置換」にすぎません。

中国語と日本語とで同じ漢字が同じ意味を持つことはあります。しかし、異なることも多いのです。

英日翻訳ではこのようなことは起こりえませんよね。これが中国語と英語の翻訳にある、大きな違いの1つだといえます。

このミスを犯した時、私は「思考停止状態に陥っていたな」と猛省します。

思考停止とは、まったく考えていなかった状態です。考えることなく、言葉の定義、訳出する言語での自然な使われ方、それらをスルーして、変換してしまっているだけの状態です。

忙しかったり、翻訳の分量が多かったり、繰り返し表現が続いた場合などに、時として「漢字」にひっぱられることがあります。

中国語翻訳で特に怖いなと感じていることです。

3Dプリンタで子どもにおもちゃを造形していた時、私は上記と似たある思考停止に陥りました。

そこで得た気づきについて、今回はまとめてみました。

おもちゃの造形失敗による学びと気づき

我が家で1代目の3Dプリンタ(M3DのMicro+)を使って真っ先に造形を試みたのは、おもちゃの車でした。

Thingiverseからデータをダウンロードして、早速造形してみました。

元のSTLデータは上のように、車体が起き上がった状態でした。

私はこのままプリントをスタートしました。

どうなったでと思われますか?

結果は、造形失敗でした。途中で、造形ベッド上の造形物と、ノズルから押し出されたフィラメントがくっついてしまい、造形物がベッドからずれてしまいました。

ここで質問です。

Question 1

この状態で、どのような工夫ができたと思いますか?

お子さんも3Dプリンタをお使いの場合は一緒に考えてみてください。

 

失敗を経験し、私は次のことを(ようやく)思いつきました。

私の考え

車体を回転させて、普通の車のように配置する

 

石が飛んできそうですが、これに気付いた時、ちょっと感動しました。そうか、配置を変えればいいじゃないか!と。

私の頭がいかにカチコチだったかおわかりいただけると思います。

こんな感じに配置を変えてみました。

(最初の配置のままでもうまくいく方法はあるかもしれませんが)

さて、ここでもう一度質問です。

Question 2

この状態で造形したらどうなると思いますか?

何か工夫できることはあると思いますか?

 

3Dプリンタの使用経験のある方にはわかりきった質問でしょう。

しかし、使い始めたばかりの私は、この点に気づくまで失敗が必要でした。

思いつきましたか?

 

私の考え

サポート材を追加する

 

「当たり前だろ!」のつっこみはおいておいて・・・

今では理解不能ですが、3Dプリンタを使い始めたころ、本当に思いつかなかったのです。サポート材を追加せずに造形開始していました。3Dプリンタの原理や、サポート材が必要なことももちろん知っていたにも関わらず、です。

これは冒頭で書いた翻訳作業における「思考停止」と似ていますよね。

ただ、翻訳作業の場合、単調な翻訳が続いたり、分量が多い場合、注意していないと「思考停止」に陥りやすいという、前提条件があります(私の場合)。

一方で、3Dプリンタでの造形では、リラックスした状態であったにも関わらず、私は失敗を何度か繰り返してようやく、上記のことに気付きました。

最初は、「シンプルな家庭用3Dプリンタだから(最初に購入したMicro+のことです)造形できないものもあるのかな?」と装置に言い訳を求めていました(恐ろしい思考停止です)。

サポート材を追加した状態がこちら↓。

これならトランク部分を造形する時に、サポート材があるのでちゃんと造形できますよね。

初めての方向けに補足すると、3Dプリンタで造形する場合、すでに造形した下層が新しい層の面積より広くないと、押し出された樹脂は垂れ下がってしまいます。樹脂の垂れ下がりを防止するために、サポート材(上記写真の緑色部分)を追加して、垂れ下がりを防止する必要があります。

3DプリンタをSTEM教育に応用できないか?

私は上記失敗とそこから得た気づきによって、3Dプリンタというのは、試行錯誤を簡単に、何度でも繰り返せるツールなんだ、と考えるようになりました。

子どもにおもちゃを作ってあげたり、フィギュアを造形したり、歯車を補ったりすることもできます。しかし、それだけで終わらしてしまうのはもったいないです。

私の息子はまだ4歳で、一緒にCADをいじったりするのはまだ難しいです。それでも造形中の3Dプリンタの前に座って、ノズルを指差しながら、「ねえ、これはどういう動きをすると思う?」など質問すれば、自分なりに答えてくれます。

5歳くらいになれば、上記の画像を見て、どのように配置したり、どのようにサポート材を追加すれば造形に失敗しないか、一緒に考えられるようになると思いますし、それを楽しみにしています。

我が家では現在、Adventure 3という3Dプリンタを使用しています。上記でお見せした画像はその専用ソフト「FlashPrint」で加工したものです。このソフトには「自動サポート」以外に手動でサポート材を追加する機能もついています。

自動サポート機能でサポート材をつけて造形したのが以下の写真です。造形後にサポート材を取り除くのに苦労しました。

実際に造形して、サポート材を取り除く苦労を味わうと、今度は、

きちんと造形できて、かつ、サポート材をスムーズに取り除くにはどのようにサポート材をつければよいだろう?

と考えるきっかけになります。

サポート材は丁寧にとらないと、本体の部分まで一緒に取り除きかねません(経験済み)。

サポート材をどのように配置するか?と考えることで、

造形するオブジェクトの重心がどこにあるのか?
自重作用(オブジェクト自体の重み)によって形状が崩れないか?

など物理的思考にも役立つのではないかと思っています。

3Dプリンタで子どものころからPDCAサイクルを身に着ける

3Dプリンタでデータを用意し、データを形に変え、失敗を経験することで、

次はどうすればうまくいくだろう?という改善を繰り返すことができます。

また、実際に造形し、完成品まで至る過程で、サポート材の除去で苦労することで、

より簡単に完成品をつくるにはどうすればいいだろう?と考えるきっかけになります。

この行動・検証・改善は、PDCAサイクルだと思いませんか?

 

PLAN:データを用意、加工する。

DO:造形する。

CHECK:造形後の状態を検証する。

ACTION:造形後の状態が造形前の仮説と異なる場合は、改善し、新しいアクションをしてみる。造形後に問題がない場合も、より良いデータを用意できないか考えてみる。つまり、できたこととできていないこと、効果があったことと効果がなかったことを区別して、次にいかす。

 

データが形になるという経験を実現できる3Dプリンタを小学校に導入を進める国もあるなど、世界的にはSTEM教育への導入が日本よりも進んでいます。

これだけでなく、幼少期から3Dプリンタに触れることで、自然と自ら学び、自分の経験から学びを得て、次に生かすというPDCAを自然に回せるようになるのではないでしょうか。

これは私の思いつきですが、子どものころから3Dプリンタに触れるメリットは、STEM教育だけでなく、ビジネスにも通じるものがあるのでは・・・と思いました。

 

息子とCADソフトをいじれるようになる日を楽しみに、まずは母がCADの基本をマスターします。

RELATED

スポンサーリンク