体験しながら理解が深まる教材とは？――パワーアカデミー 電気工学教材企画コンテスト受賞者インタビュー 後編

電気工学教材企画コンテスト 受賞者の紹介

後編では、優秀賞を受賞した日本文理大学の大口恭生（おおぐちきょう）さん、德永啓杜（とくなが はると）さん、松岡主将（まつおかかずまさ）さん、そして同校で日本電気協会賞を受賞した蝦名慶大（えびなけいた）さん、出田龍世（いでたりゅうせい）さん、鈴木結翔（すずきゆいと）さんへのインタビューをお届けします。

優秀賞 日本文理大学 工学部 機械電気工学科　

受賞テーマ「電気を使って熱を発生させよう！」

概要：ジュールの法則は電気ストーブ、炊飯器、ドライヤーなど私たちの生活の身近なところで活用されています。なぜ電流から熱エネルギーを得ることができるのかを理解し、電流とその活用といった分野の興味を深めてもらう教材を作成。

日本電気協会賞　日本文理大学 工学部 機械電気工学科

受賞テーマ「電磁誘導について理解しよう！」

概要：近年、ワイヤレス充電器や非接触型ICカードなど、身の回りには電磁誘導の原理を応用した機器が身近に存在していますが、日常生活ではその仕組みを意識する機会が少なく、生徒にとっては「便利につかっているが、どのように動作しているのかよくわからない技術」のひとつになっています。また、「コイルの中の磁界が変化すると電流が生じる」という抽象的な説明だけでは、具体的にイメージしづらいことも課題でした。そこで実際に日常で使われている機器の応用例を踏まえながら生徒自身に体験させることで、電磁誘導の原理と実生活との結び付けを狙いました。

苦手の原因はどこにあるんだろう？を追求して教材へ反映させた

――この教材はどのような経緯で誕生したのでしょうか？

蝦名さん：私たちが所属する研究室では磁気に関する研究を中心に行っているのですが、学んできたことを若い世代に向けてもっと噛み砕いて、わかりやすく伝えたいという思いから「電磁誘導」をテーマにしたんです。

大口さん：オームの法則は中学校で習いますし、基本原理でもあるため、多くの方が理解している。そこで着目したのがジュールの法則でした。この法則を活用した製品は、電気から熱に変換するストーブをはじめ、日常生活にもっとも密着しています。では、電気をどのように熱へ変換しているのか。熱へ置き換わる瞬間はいつかを実際に体験しながら学習することで、一気に理解が深まるのではないかと考えたんです。ジュールの法則を題材にすることで、電力の公式やオームの法則を応用できますので、このテーマをもとにチームで教材を企画しました。

学校では学んでいるものの、実際に手を動かしたり、実験したり、目で見て触って理解する部分が少ないため、理解が深まらないんじゃないか。じゃあ、どうすれば伝わるのか。何を工夫すれば興味を持ってもらえるだろう…。中学生に伝える難しさを感じました。

初めのつまずきをなくすために、身近な応用例なども挙げながら、実際に手を動かして体験することで仕組みを直感的に理解してもらえるように工夫しましたが、難しい内容をどう工夫して理解しやすくするか試行錯誤する中で、教育現場で教材を作る大変さ、同時に伝え方や工夫で理解しやすさが変わることを学びました。

鈴木さん：中学生が普段どのような授業を受けており、何が知りたいかを考えた結果、学習した内容を実験の中で使うことで、さらに理解を深めてくれると考えて今回の教材を作成しました。なお、6人は同じ研究室内でいつも一緒に学んでいるメンバーです。先生の振り分けにより、それぞれチームを組み、授業や研究の合間をぬって作り込んでいきました。

――企画された教材を使用した中学生の反応をどのようにご想像されましたか。

蝦名さん：身近な応用例や実験を通して学べるため、「どうやって電気が発生しているか原理が理解できた」「電気って面白い」など、前向きな意見がいただけると嬉しいですね。もし機会があれば、近隣の中学校へ提案できればと考えています。

大口さん：もし教材が授業で使われることになったら、自分の考えを周りと共有し合って「こういったものもあるんだ」「他の人はどういった結果になったのだろう」と、他者の発想や意見を取り入れながら自分なりに理解を深めてもらえればと思っています。

徳永さん：私たちのチームは実験に注力して作成しましたので、実験を通して、電気分野の面白さが伝わると嬉しいですし、その他の授業に対して、「次はこんな実験をやってみたらどうだろう？」と自主的に行動するきっかけができればさらにいいですね。

――今回の経験を今後の活動の中でどのように活かしていきたいですか。

蝦名さん：今回の経験を活かして、研究室で参加している子供イベントや学会発表などで専門外の方にもわかりやすく伝えることに活かしていきたいと考えています。

大口さん：実際に中学校に訪問し授業してみたり大学などのイベントで体験型の実験をしてみたりしたいですね。

ものづくりへの想いや経験が理系への道を歩むきっかけになる

――みなさんは、理系離れが進んでいる理由は何だと考えますか。

蝦名さん：数式や暗記中心の学習になりがちなため、頭の中でイメージできないまま学んでいると、「この数式はどこでどのように使うの？」「社会でどう活用できるの？」という疑問が浮かんできます。それが理系離れにつながる要因の一つになっているのではないでしょうか。

実生活とのつながりを感じながら学ぶ機会ができれば、理系に関する興味が高まるのではないかと思って、そのとっかかりになるような教材を作りました。

大口さん：計算が複雑で、言葉だけでは原理がわかりづらいところが理系離れの理由かもしれません。そのため、授業では実践を学ぶ機会を増やすのがいいと思います。

――みなさんは何をきっかけに電気を学ぶことを選択されたのでしょうか。

蝦名さん：もともと電気工作などの実際にものを動かす仕組みに興味があったことがきっかけで電気分野への進路を選択しました。実際に学ぶと、目に見えない電気の現象を理論で理解する面白さを感じますし、電気は多くの産業で必要とされている分野なので、将来の進路にも活かせると感じています。

鈴木さん：理系を専攻する人たちの多くはものづくりが好き。小さい頃に自分の手で何かを作って、完成したときの喜びを経験して…。「こういうものを作りたいから機械系や電気系に進もう」と進路を自ら決めている人が多いかもしれません。僕は幼稚園や保育園、小学校の頃から紙で剣などを作ったりするのが好きでしたので、図工の授業も楽しくて。それが今の原点にもなっています。楽しい体験がないまま数学や理科を勉強すると、イメージができずに気持ちがどんどん離れていくのかもしれません。

松岡さん：中学生の頃は自分にあった学習方法が見出せず、理系分野に関しては「公式を暗記すれば何とかなる」と、覚える“だけ”の学習になりがちです。今回の教材みたいに実験や体験した学習方法になることで、日常生活の結びつきから興味を膨らませたり、グループワークで対話的に学習したりすることで、理系への興味が「楽しいもの」へと変わり、興味へとつながっていく気がします。

私は工業高校出身ですが、自分は理解できても周りが理解できないという状態を実際に経験したことがあります。「教えて欲しい」という友達に対し、どのようにすれば“わかる”指導ができるのか。勉強の中身を考えるのが楽しいと感じ、将来、教師になろうと決めました。生徒との関わり方も大事にしつつ、文字だらけ、数字だらけにならないよう、日常生活の例を取り入れながら、わかりやすく教えられる先生を目指しています！

――実際に大学へ進学したことで、どんな経験ができましたか？

出田さん：勉強以外で自分が挑戦したい活動がいくらでもできるのが大学の面白いところです。今回受賞した教材企画コンテストもそうですが、電気自動車プロジェクトでミニカートを開発したり、レース大会に出場したり…。

松岡さん：私は1〜2年生の時、ラグビー部に所属し、日々、汗を流していました。現在は電気分野の勉強を頑張っていますが、当時はつい、電気分野の勉強がおろそかになっていましたね（汗）。

――電気自動車プロジェクトでもスポーツでも、何か打ち込めることがあるのは素晴らしいことですし、社会でも必ず役に立つと思います。

大口さん：私は先述した電気自動車プロジェクトに加え、人間力育成センターでボランティア活動に取り組みました。もともと人と接するのが少し苦手でしたが、苦手部分の克服と自分自身の成長につながると思い、大学がやっている活動へ積極的に参加しました。中高のように決まったカリキュラムだけでなく、自分たちが挑戦できるさまざまなきっかけを作ってくれるのが大学だと思います。実は、自分から新たな世界に飛び込んだのも、大学に入ってからなんですよ。

徳永さん：工業高校から大学に進んだ中で一番違うと感じたのは、授業の進行速度です。工業高校では基礎をまずじっくり学んでから応用に向かって進んでいく流れで、たとえば1学期はオームの法則とジュールの法則とプラスαぐらいの進度でした。大学は1週間のうちに各授業の中で一つの分野を学ぶケースが多く、今までに習ったことを復習したり予習したりするのが大変ですが、高校時代にはできない経験や学びを非常に多く得ることができ、密度の濃い日々をおくることができました。

活気ある若者パワーで電気業界と地元を盛り上げる

――みなさんの卒業後進路はどのように考えていますか？

蝦名さん：私はモーター関連や電気関連など、現在、研究しているテーマを活かした職場への就職を考えています。

出田さん：大学院へ進学し、電気分野の勉強を続けていく予定です。

鈴木さん：私も出田さんと同じで、電気系の事業分野について学べる大学院への進学を考えています。大学院でさまざまな経験を積み、研究室関連に就職できればと。

松岡さん：現在教職課程を履修しており、高校の電気分野の教員を目指しています。

大口さん：大学院への進学も考えながら就職活動中ですが、就職するとしたら、電気関連のお仕事に就きたいですね。

徳永さん：僕が内定いただいた企業はメーカーのため、電気業界の中の電気工事みたいに生活を支えるライフラインには直接は関わらないのですが、製品を開発する際、機械などで電気回路の設計や CAD の電気的な知識も関わる職種につければと思っています。

――未来の電気はどうなると考えていますか。

蝦名さん：今後は、再生可能エネルギーや電気自動車などで需要が更に加速し、未来の電気はより社会を支える重要な分野になっていくと考えています。

大口さん：新しい発電方法の開発、世界中で電気自動車の普及などが進み、今以上に日常生活に欠かせないものになるんじゃないでしょうか。

鈴木さん：大昔は火がもっとも重視されましたが、現代未来の進化に向けて電気はそれ以上に重要視される存在になると考えています。機械やAI を使う以上、必ず電気は必要です。それらが一般化するには、必要不可欠な要素として電気の重要性が今以上に高まっていきますし、電気を安定して使用するためには電気分野を学ぶ人たちの育成も欠かせません。今回の教材づくりや大学での学びを通して、今後私たちが電気を維持し続けるために何をしていくべきか。しっかり向き合って考えていくフェーズに突入していることを感じました。

松岡さん：電気が欠かせないものになる一方で、電気関係の技術者不足という課題があります。この課題解決するには、今回企画した教材やさまざまな活動を通して理系を専攻する人、電気を学ぶ人を増やしていく必要がありますね。

鈴木さん：私たちは昨年から実際に子供たちに体験させるイベントを開催しています。こういう体験イベントを通して、子供たちに電気は楽しいものだよと伝えていければと。

――そのイベントでは、具体的にどういう体験ができるのでしょうか？

鈴木さん：地元の公民館で開催されたイベントに出店させていただき、電気自動車を展示したり、スライムに砂鉄などを混ぜて、磁石を近づけるとスライムが磁石にくっついて伸びるものをつくったり。砂鉄は公園の砂場にもありますから、より身近に感じてもらえると思ったんです。そのほかにも簡単なモーターを手巻きで作って「こんなところにも電気が使われています」と教えました。参加者は小学1年生から6年生ぐらいの子供たち。みんな、楽しんでくれていましたし、少しでも興味を持ってくれていたらと、この活動を始めました。

――子どもたちに電気に興味を持ってもらう活動は、次世代の技術者育成にもつながっていきそうです。本インタビューを通して、体験することがいかに重要かが伝わってきました。最後に、みなさんは今後、どのように「電気」と関わっていきたいですか？

蝦名さん：これからも電気に関する知識や技術を学びながら、電気の分野から社会を支えたいと考えています。また、今回の教材のように電気の面白さをわかりやすく伝える取り組みにも参加したいです。

大口さん：社会に出るにしろ、進学するにしろ、私たちが学んできた電気の分野は社会を支える立ち位置にいますので、今まで積み重ねてきた知見や経験をうまく活用していきたいですね。

鈴木さん：卒業後は都市部へ就職し、新しい技術を学びたい。そこで学んだことを自分の将来の子供や親に教えてあげて、生活を豊かにしていければ。

出田さん：場所にこだわらず、常にチャレンジできる環境がある場所へ就職したいと考えています。

徳永さん：私が内定をいただいたのは地元である大分の企業です。高校も大分の工業高校出身なので、大分で就職した同級生や先輩と情報交換もできます。大分は電気業界以外にも機械や半導体のメーカーの工場が多いので、他の企業の製品や会社の流れなども把握しながら、横のつながりを大事にして、地元をさらに活気づけていきたいです。

松岡さん：高校の教員を目指しているので、理系を専攻している生徒たちに分かりやすく、かつ社会に出ても役に立つような説明を入れて、より学習したくなる授業を行いたいです。私の地元は広島県。卒業後は地元で就職して、自分が教えてもらった教員の方々と一緒に働きながら、広島を盛り上げていきます！

まとめ：次の世代へと伝えることの重要性

自分たちより下の世代に電気の楽しさや学ぶ喜びを伝えるために、ボランティアやイベントなど、授業以外の活動にも力を注いでいる日本文理大学の学生さんたち。そのアイデアはとてもユニークでさすが受賞者！と感じるほど。地元への思いが強く、インタビューをした学生さん一人ひとりから、電気業界と地元を盛り上げる意気込みを感じました。

先輩から後輩へ、次の世代へと電気の魅力を確実に伝えていってくれることを期待しています。前編の日本電子専門学校、津山工業高等専門学校、後編の日本文理大学のみなさん、ご協力ありがとうございました！！

彼らの言葉の一つひとつから、前向きな覚悟と誠実さが伝わってくる、実にすがすがしいインタビューとなりました。

取材協力

日本文理大学　公式サイト　https://www.nbu.ac.jp/

日本文理大学若林研究室インスタグラム　https://www.instagram.com/nbu_magwaka_lab/

中学生の理解が深まる教材とは？――パワーアカデミー 電気工学教材企画コンテスト受賞者インタビュー 前編

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