学校で始める3Dプリンター活用ガイド③【導入後の活用】導入して終わりにしない

3Dプリンターは、子どもたちの創造力や問題解決力を育むための学びの道具として、学校教育での活用が期待されています。授業への導入を検討する一方で「どのような機種を選べばよいの？」「予算はどれくらい必要？」「設置場所や安全管理はどうすればよい？」など、さまざまな疑問や不安を感じている先生方もいらっしゃるのではないでしょうか。

そこで本ガイドでは、学校での活用シーンから、導入に向けた機種選びや準備、導入後の授業活用まで、3つのテーマに分けて解説します。3Dプリンターを学校に導入し、授業で活用するための手引きとしてお役立てください。

【導入後の活用】導入して終わりにしない

3Dプリンターは、導入することがゴールではありません。授業や探究学習の中で継続的に活用し、児童・生徒の学びや創造力を広げていくことが大切です。

一方で「どのように授業に取り入れればよいかわからない」「導入したものの、使う機会が少なくなってしまう」といった課題も考えられます。

このページでは、授業での具体的な活用方法や活用事例、導入後に使われなくなることを防ぐための工夫など、学校で3Dプリンターを継続的に活用するためのポイントをご紹介します。

授業での活用

3Dプリンターは、技術・家庭科だけでなく、理科や数学、総合的な学習の時間、探究学習など、さまざまな学習場面で活用できます。

技術・ものづくり｜アイデアを形にし、改善する

身近な生活の中にある「もっと使いやすくしたい」「こんなものがあったら便利なのに」という課題を見つけ、解決するための道具や部品を設計します。

3Dプリンターで実際に造形し、使い勝手や形状を確かめることで、設計・製作・評価・改善というものづくりのプロセスを体験できます。

理科・数学｜立体や構造を実物で理解する

立体図形や幾何学的な形状、機械の部品などを3Dプリンターで造形し、画面や教科書だけでは把握しにくい構造を実物で確認します。

生徒自身が寸法や形状を変えて造形することで、図形の性質や構造と実際の形との関係を考える学習にもつながります。

総合的な学習・探究学習｜課題を発見し、解決策を提案する

地域や学校生活の中から課題を見つけ、解決するためのアイデアを考えます。3Dプリンターを活用すれば、考えたアイデアを試作品として形にし、発表や検証に活用できます。

失敗した場合も、設計データを修正して再び造形できるため、試行錯誤を重ねながら解決策を探る学習に取り入れられます。

まずは簡単な造形から始める

初めての授業では、比較的短時間で造形できるシンプルな形状や小さな作品から始める方法があります。
造形の基本的な流れを体験した後に、形状や寸法を変更したり、自分のアイデアを加えたりすることで、段階的に学習を発展させることができます。

• 基本的な立体や幾何学モデル
• 歯車や機械部品などの構造モデル
• オリジナルの小物や創作作品

造形データを探す・活用する

3Dプリンターで造形するためのデータを活用すれば、授業準備の負担を抑えながら、さまざまな作品づくりに取り組めます。

オーエスでは、3Dプリンターを活用した学習やものづくりに役立つ情報を紹介しています。

先生の「困った」を支える3Dプリンターの学習・サポート情報

3Dプリンターを授業で活用する際には、操作方法や造形データの準備、造形がうまくいかない場合の対処など、さまざまな疑問が生じます。
初めて3Dプリンターを使う先生にも活用いただけるよう、基本的な知識や使い方を調べられる情報源を活用することが大切です。

導入したけれど、使わなくなる？

「3Dプリンターを学校に導入したいけれど、最初だけ使って、そのうち使われなくなってしまわないだろうか？」

3Dプリンターの導入を検討する際、このような不安を感じる先生もいるのではないでしょうか。せっかく導入するのであれば、特別な授業のときだけ使用するのではなく、日々の授業やものづくり、探究学習などに継続して活用したいものです。3Dプリンターを「使い続けられる道具」にするためには、最初から高度な活用を目指すのではなく、学校の授業や先生の負担に合わせて、少しずつ活用の幅を広げていくことがポイントです。

ここでは、学校で3Dプリンターを継続して活用するための考え方をご紹介します。

最初から「すごいもの」を
つくらなくてもいい

3Dプリンターを導入すると、
「生徒が3D CADで作品を設計する」
「オリジナル製品をつくる」
といった高度な活用をイメージするかもしれません。もちろん、こうした使い方も3Dプリンターの魅力の一つです。しかし、最初から高度な授業を準備する必要はありません。まずは、既存の3Dデータを使って実際に造形してみることから始めてもよいでしょう。

• 立体図形をつくってみる
• 歯車や機械部品をつくってみる
• 小さな模型をつくってみる
• 授業で使う教材をつくってみる
• 生徒のアイデアを小さな作品にしてみる

といった簡単なものづくりから始めることができます。
「まず使ってみる」ことで、先生自身も3Dプリンターの操作や造形に慣れていきます。

「見る」から「つくる」へ、
段階的に活用する

3Dプリンターの活用は、いきなり生徒自身が設計する必要はありません。例えば、次のように段階を踏んでいく方法があります。

• STEP 1まずは造形してみる
  先生が用意した3Dデータを使って、実際に作品をつくってみます。まずは「3Dプリンターで立体物ができる」という体験から始めます。
  
• STEP 2授業の教材として使う
  教科書や画面だけでは分かりにくい立体や構造を、実物の模型として用意します。「見る」だけでなく、実際に手に取って確認することで、学習内容をより具体的に捉えられます。
  
• STEP 3生徒がデータを変更してみる
  既存の3Dデータの大きさや形を変更し、造形結果を比較してみます。「形を変えるとどうなる？」「この部分を大きくすると使いやすくなる？」など、試行錯誤につなげることができます。
  
• STEP 4生徒自身が設計する
  慣れてきたら、生徒自身が考えた作品や道具を3Dデータとして設計します。
  
• STEP 5つくって、試して、改善する
  設計したものを実際に造形し、使ってみます。うまくいかなければ設計を変更して、もう一度つくる。

この繰り返しによって、3Dプリンターを単なる「出力する機械」ではなく、考えたことを試すためのものづくりの道具として活用できます。

授業の中に「3Dプリンターを使う理由」をつくる

3Dプリンターを継続的に使うためには、単に「3Dプリンターを使う授業」をつくるのではなく、授業の目的を達成するために3Dプリンターを活用するという考え方が大切です。

• 技術・家庭科：自分で設計した部品を実際につくり、使いやすさを確かめる。
• 理科・数学：立体図形を実際に手に取って、構造を確認する。
• 探究学習：課題を解決するためのアイデアを試作品にして、改善する。

など、3Dプリンターを使うこと自体を目的にしません。

「何を学ぶのか」→「そのために3Dプリンターをどう使うか」という順番で考えることで、授業への活用が続けやすくなります。

「先生が使いこなさなければ」と
考えすぎない

導入後に使われなくなる理由の一つとして、先生側の負担も考えられます。3Dプリンターを使うためには、3Dデータの作成や造形条件の設定など、最初は分からないこともあります。そのため「先生が3Dプリンターを完璧に使いこなせるようにならなければいけない」と考えてしまうと、導入のハードルが高くなります。

最初は、すべてを先生が行う必要はありません。
例えば、以下のような使い方から始めることもできます。

• 先生　授業のテーマや課題を設定する
  
• 生徒　アイデアを考える
  
• 先生または担当者　3Dデータを準備・造形する
  
• 生徒　完成した作品を確認し、考察する

慣れてきたら、生徒自身が3Dデータを作成するなど、少しずつ役割を広げていけばよいのです。

1台の3Dプリンターから始める方法も

「クラス全員が同時に3Dプリンターを使わなければいけない」と考える必要もありません。
例えば、1台の3Dプリンターを使って、以下のような活用方法も考えられます。

• 授業用の模型を先生が作成する
• グループごとに代表作品を造形する
• 授業外の時間に順番に造形する
• 作品を展示してクラス全体で共有する

造形には作品の大きさや設定によって時間がかかるため「授業時間内にすべて完成させる」ことだけを目標にしないこともポイントです。

学校で活用を続けるためのポイント

3Dプリンターの教育活用では、造形物が完成したところで終わらせないことも重要です。例えば、以下のような流れです。

• 考える　「どんな形がよいだろう？」
  
• 設計する　「どうすれば形にできるだろう？」
  
• つくる　3Dプリンターで造形
  
• 試す　実際に使ってみる
  
• 振り返る　「もっとこうしたほうがよい」
  
• 改善する　もう一度設計する

ここまで行うことで、3Dプリンターを使った活動が単なる「作品づくり」ではなく、考える・つくる・試す・改善するという学習につながります。

活用を続けるために
「先生一人で抱え込まない」
少子多様化に向けたサポート体制

学校で新しい機器を導入すると、特定の担当の先生に操作や授業準備の負担が集中してしまうことがあります。特に現代の教育現場では、「少子多様化」への対応が先生方の大きな課題となっています。

生徒の多様な興味に合わせて「個別最適な学び」を提供することが求められる中、新しい機器の操作から多様な授業案の作成まで、先生がすべてを一人で教えなければならないとなると、その負担は計り知れません。少子多様化の時代において3Dプリンターを継続的に活用するためには、先生が一人で抱え込まずに済むフォロー体制が不可欠です。

オーエスが提供する、先生を支えるフォロー体制 オーエスでは、製品をお届けして終わりではなく、先生方の負担を軽減し、生徒の多様な学びに寄り添うためのサポート体制を構築しています。

• 困ったときにいつでも調べられる情報源の提供
  分からないことがあるたびに先生が一から調べる必要がないよう、「3Dプリンターヘルプデスク」などのサポート情報を用意しています。先生の負担を減らすだけでなく、生徒自身が調べて自己解決する力を育むためのツールとしてもご活用いただけます。
• 多様な学びに合わせた段階的な導入サポート
  最初からクラス全員に高度な設計を行わせる必要はありません。まずは既存のデータを活用したり、一部の生徒のアイデアを形にしてみたりと、学校の状況や生徒の関心に合わせたスモールステップからの活用をご提案します。
• 校内でノウハウを蓄積できる運用のご提案
  特定の先生に負担が偏らないよう、授業で使ったデータやつくった作品、活用事例を校内で簡単に共有し、次年度の担当者へ無理なく引き継いでいくための運用方法を後押しします。

最初に使った先生だけが分かる状態にせず、学校の中に3Dプリンターの活用方法を蓄積していくことが、長く使い続けるためのポイントになります。

困ったときに調べられる環境を用意する

「造形がうまくいかない」
「このデータはどうやって印刷するの？」
「そもそも3Dプリンターはどういう仕組み？」
このように、実際に使い始めるとさまざまな疑問が出てきます。
分からないことがあるたびに先生自身が一から調べるのではなく、必要な情報をすぐに確認できる場所を用意しておくことも、継続的な活用につながります。

3Dプリンターの導入でオーエスを選ぶ5つのポイント

3Dプリンターを学校に導入する際は、製品の性能や価格だけでなく、
「学校でどのように活用するのか」
「導入後も継続して使えるか」
という視点で選ぶことが大切です。

オーエスは、3Dプリンター「DP-100」の提供だけでなく、学校でのものづくりや学びを支えるため、導入前の検討から導入後の活用までサポートいたします。
ここでは、学校への3Dプリンター導入でオーエスを選ぶ5つのポイントをご紹介します。

教育現場での「使いやすさ」を考えた3Dプリンター

学校に導入する3Dプリンターは、性能だけでなく、先生が扱いやすく、生徒の学習に取り入れやすいことが重要です。

オーエスの「DP-100」は、初めて3Dプリンターを使用する方にも使いやすいよう、操作性に配慮した3Dプリンターです。オートレベリング機能を搭載し、造形サイズは220×220×250mm。操作パネルから基本的な操作を行えるため、学校でのものづくりや授業での活用を検討できます。

DP-100の製品特長を見る

「何を買うか」だけでなく「どう使うか」から考える

3Dプリンターは、導入することが目的ではありません。
「どの教科で使うのか」
「何をつくるのか」
「先生が使うのか、生徒が使うのか」
「何台必要なのか」
など、学校ごとに導入目的や使用方法は異なります。

オーエスでは、製品の仕様をご案内するだけでなく、学校での使用目的や環境を踏まえた導入をご検討いただけるよう、製品選びをサポートいたします。例えば、先生が教材を造形する場合と、生徒がグループで作品を制作する場合では、必要な台数や運用方法も変わります。
「3Dプリンターを導入したいけれど、どのように使えばいいか分からない」という段階からご相談いただけます。

3Dプリンターだけでなく、教育での活用を考える

学校で3Dプリンターを活用するには、機器を設置するだけでは十分ではありません。「授業でどのように使うか」まで考えることが、継続的な活用につながります。例えば、以下のように、3Dプリンターはさまざまな学習場面で活用できます。

• 技術・家庭科
  生徒が考えた道具や部品を設計し、実際に造形して試す。
• 理科・数学
  立体図形や構造などを模型にして、実物を見たり触ったりしながら学ぶ。
• 総合的な学習・探究学習
  身近な課題を見つけ、解決するためのアイデアを3Dプリンターで試作品にする。
• 創作・ものづくり
  生徒が考えたアイデアを立体物として形にする。

オーエスは、3Dプリンターを「ものをつくるための機械」だけではなく、「考えたことを形にして学ぶための道具」として活用することを提案しています。

導入後も学び続けられる情報を提供

3Dプリンターを初めて使うと、
「3Dプリンターはどういう仕組み？」
「どんな材料を使うの？」
「3Dデータはどうやって準備するの？」
「造形がうまくいかないときはどうする？」
など、さまざまな疑問が出てきます。

そこでオーエスでは、3Dプリンターに関する情報を紹介する「3Dプリンターヘルプデスク」を展開しています。

3Dプリンターの基本から、仕組みや造形方式、必要なものなどを知ることができ、初めて3Dプリンターを使用する先生の情報収集にも活用できます。
導入して終わりではなく、3Dプリンターは、実際に使ってみることで分かることも多くあります。

まずは簡単な造形から始め、少しずつ授業での活用方法を広げていく。そんな学校での継続的なものづくりを、情報面からもサポートします。

3Dプリンターヘルプデスクを見る

ものづくり企業として、教育と創造を支える

オーエスグループは、スクリーンや映像・音響関連製品などの開発・製造を行ってきた、ものづくり企業です。長年培ってきたものづくりの経験を生かし、3Dプリンターをはじめとする教育分野にも取り組んでいます。

教育現場では、単に知識を身につけるだけでなく、
考える

つくる

試す

改善する
という体験も大切です。

3Dプリンターは、こうした「考えて、つくる」学びを実際のものづくりにつなげる道具の一つです。オーエスは、ものづくり企業としての経験を生かしながら、子どもたちの学びと創造を支える教育環境づくりに取り組んでいます。

学校での3Dプリンター活用について、オーエスにご相談ください。

3Dプリンターを学校に導入した後、授業での活用方法や継続的な運用について、悩むこともあるのではないでしょうか。

3Dプリンターを学びに生かすには、機器を使うこと自体を目的とするのではなく、教科の学習や探究活動と結び付け、児童・生徒が自ら考え、試し、形にする機会をつくることが大切です。

オーエスでは、学校での3Dプリンター活用を検討されている先生方に向けて、製品選びや活用に関するご相談を承っています。授業への取り入れ方や活用方法についてお悩みの際は、ぜひお気軽にご相談ください。

学校での3Dプリンター活用について、オーエスにご相談

よくあるご質問 (FAQ)

. 3Dプリンターを授業で継続的に活用するには、どうすればよいですか？

. 3Dプリンターを継続的に活用するには、特別なものづくりの授業だけでなく、各教科の学習や総合的な探究の時間など、日常の学習と結び付けることが大切です。例えば、理科の実験で使うモデルや数学の立体図形、身近な課題を解決するための試作品など、学習内容に応じた活用方法を考えてみましょう。年間の授業計画に活用する機会を組み込むことで、継続的な利用につなげやすくなります。

. 3Dデータの作成には、どのようなソフトウェアが必要ですか？

. 3Dプリンターで造形するには、立体形状を設計する3D CADソフトウェアや3Dモデリングソフトウェアなどを使用します。作成した3Dデータを造形用のデータに変換するため、スライサーと呼ばれるソフトウェアが必要になる場合があります。ソフトウェアによって操作方法や機能、利用条件が異なるため、使用する3Dプリンターとの対応状況や、児童・生徒の年齢、授業の目的に合ったものを選びましょう。

. 造形データや教材は、教員が一から作る必要がありますか？

. 必ずしも教員が一から作成する必要はありません。公開されている3Dデータを活用したり、既存の教材やテンプレートを参考にしたりすることで、準備の負担を軽減できます。まずは既存のデータを使った造形から始め、慣れてきたら児童・生徒自身が形状を考え、オリジナルの作品を設計する活動へと発展させる方法もあります。なお、公開データを使用する際は、利用規約や著作権、教育目的での利用条件などを確認しましょう。

. 3Dプリンターのメンテナンスは、どのくらい必要ですか？

. 必要なメンテナンスの頻度や内容は、機種や使用頻度によって異なります。一般的には、造形後の残材の除去や造形台の清掃、ノズルの詰まりの確認など、日常的な点検・清掃が必要になる場合があります。定期的に各部の状態や消耗品を確認することも大切です。製品の取扱説明書に沿って点検や清掃を行い、教員が無理なく管理できる運用方法を整えておきましょう。

. 故障や操作上のトラブルが発生した場合、どこに相談できますか？

. まずは、製品の取扱説明書やメーカーのサポート情報を確認しましょう。造形がうまくいかない、材料が正常に送り出されない、エラーが表示されるなど、症状によって対処方法が異なります。解決しない場合は、購入先やメーカーのサポート窓口に相談するとよいでしょう。問い合わせの際は、製品名や型式、エラー表示、発生した症状などを整理しておくと、状況を伝えやすくなります。

. 導入後に活用方法を広げるための支援はありますか？

. 活用を広げる方法として、3Dプリンターの操作方法や3Dデータの作成方法を学ぶほか、授業での活用事例や教材を参考にすることが挙げられます。教員同士で実践例や課題を共有することも、新たな活用方法を見つけるきっかけになります。導入後のサポートや相談対応の内容は、製品や購入先によって異なるため、導入時に利用できる支援の範囲を確認しておくと安心です。