科教研報 Vol.24 No.6 新時代の実験器具の製作活動－その海外との共同研究開発 ――日本のアイデアを海外拠点タイ国 IPST で製作している事例―― Teaching Science Equipment Production toward New Era --- Collaboration with Overseas Organizations: A Case Study of Cooperative Research and Development of Japanese Idea with Thai-IPST Institute 大隅紀和（京都教育大学名誉教授） OSUMI, Norikazu： Professor Emeritus Kyoto Univ. of Education 中野佳昭（大阪府立千里高校） 前島孝司（横浜市立日限山中学校） NAKANO, Yoshiaki： Senri High School, Osaka MAEJIMA, Koji： Higiriyama Junior High School, Yokohama 〔要約〕 実験観察機材を自作することは，科学教育に携わる者の科学への探究心の発露である。従来から 個人的レベル，自主グループレベルで多彩に取り組まれ，日本の基礎的な科学教育の土台となって きた経緯がある。近年になって時間的な制約が増え，この活動は障害の多い状況になっている。 方策の一つは，海外に共同研究の拠点を持ち，独自のアイデアの実験器具を制作する可能性を模 索することである。試作活動に必要な労力，安価な材料の入手，必要な工作機材の整備などの観点 から，たとえばタイのような中進国の研究機関との交流は有力な方策と考える。本稿に述べるよう に，筆者らは，すでにいくつかの典型的な実験観察機材の開発で，ある程度の成果を得ている。そ の反面，新時代の科学教育を模索するための新しい課題にも気付いている。とくに製品品質の向上 への取り組み，そしてノウ・ハウを適切に伝え議論するというソフト面の課題がある。この両面の 課題は，一挙に解決できものではない。しかし科学教育の国際協力，国際交流の一つとして，根気 よい取り組みをすべきであり，ここに海外との共同研究を持続する意義がある。 〔キーワード〕教具開発，実験観察機材，手回し発電機，国際協力，国際交流，タイ国 IPST 筆者らが取り組んでいる海外との共同開発を報告 １．はじめに する。 21 世紀もすでに 10 年が経過する。変化の激し 筆者らが海外拠点としているのは，タイ国教育 い時代に入って科学教育にも新時代への対応が 求められている。学習指導要領の改定と適切な対 省・科学技術教育研究所 IPST（The Institute for 応も，その一つである。科学教育を研究し推進す Promotion of Teaching Science and Technology） る者には，新時代の望ましい取り組みが要請され である。 ている。時代変化をうけて，科学教育にこれまで 以上にネット情報やバーチャル教材が盛んに活 ２．新時代における自作実験器具の意義 用されるようになってきている。 ⑴．理振法，機材メーカ，教師のアイデアの相互 リンケージ しかしネット情報やバーチャル教材を研究開発 わが国には理科機材の製造販売する企業数社が， するにも，その基本は実験や観察活動であり，そ れに使う実験機材である。時代変化に見合うよう 長く科学教育の充実に貢献してきている。戦後直 な優れた実験機材の研究開発は，いっそう不可欠 ちに制定された理科等教育振興法，略称「理振法」 になっている。現状では，以前にくらべて自作の は，ほぼ十年ごとに見直され改定され，時代変化 教具や実験器具の開発と研究は，より困難な状況 に対応する科学機材の普及に役立ってきた背景が になっている。これを打開する方策の一つとして， ある。理科機材メーカと理振法は車の両輪の役割 27 を発揮してきた。 独自のアイデアがあっても，その材料の調達， これに，もうひとつ落とせないのは科学教育に 準備作業，試作活動などに取り組める時間を持て 携わる教師による活発な工夫やアイデア，地域で ない状況に陥っていることが多い。アイデアや工 の研究会活動である。校内や地域での自主的な研 夫した試作品をメーカに持ち込んで，製品化され 究会活動から生まれたさまざまな実験観察機材が， 普及するというこれまでの円滑な行き方が次第 メーカの手によって品質や安全面の配慮が加えら に困難になってきている。 れ，製品化された例は数多い。それらの機材が， これらの状況を一挙に解決する妙案は，簡単で 理振法で普及するという三位一体のわが国独自の はないのは言うまでもない。多彩な取り組みが， ユニークな関連を維持してきた。 各層各機関で取り組まれることが望ましいが，筆 ⑵．自作実験器具の意義と隘路 者らはタイ国教育省・科学技術教育振興研究所 IPST との過去 30 数年にわたる研究交流を通じて， したがって自作実験器具に取り組むことは，科 学教育にとって古くて新しい課題の一つである。 この状況打開を試みてきている。 科学教育を担当し研究する者は，学校で児童・生 徒と実験観察をするだけではなく，地域において ３．タイ国 IPST の概要 もサイエンス・コミュニケータとしての役割が期 昨年８月，同志社女子大学で開催された本学会 待されるだけに，自作実験器具の開発は新時代の 33 回年会には，タイ国 IPST から所長付き幹部職 科学教育の推進には重要になっている。 員４名の参加者があり，フォーラムを開催した 科学教育に携わる者は，広く流通しているネッ （大隅他，2009）。そのため IPST の存在は，本 ト情報やバーチャル教材の活用に加えて，日々の 学会には多少は認識されるようになってきてい 実験と観察活動に，より魅力的な機材の研究開発 るかと思われる。 が求められるのである。しかし以前にくらべて時 バンコクには日本から観光旅行で出かける人 間的な制約が増え，担当している授業で使う実験 も多く，なかには科学教育に取り組んでいる人も 観察機材を自分で工夫する余裕が無くなってい 少なくない。サイエンスＥネットのメーリング・ る。 リストで送られてくるメールにも，短い期間なが らバンコクに旅して，市街中心部のエカマイの科 学博物館を見学したという内容を見る機会が増 えている。 ⑴．IPST の所在地と現況 IPST はバンコク市内の主要交通スカイ・トレ イン BTS のエカマイ駅から，徒歩で約５分。こ こには，目立つ教育施設に科学博物館がある。タ イの科学博物館は，全国には巨大規模のものを含 めて，大小約 16 施設を持っている。いずれも教 育省の科学教育センターが開設・運営に当たって いる。 IPST は，同・博物館のプラネタリウムの背後 写真１．タイ，IPST の外観の一部（左側） 手前に科学博物館，写真の奥に公立中高校（男子校）があ に，公立小学校と大規模な男子中高校に挟まれる る。所在地は，バンコク，エカマイ。 地点にある。すぐ前の BST が走るスクムビット 通りには，科学教育センター本部ビル，そしてユ 28 ネスコ・アジア太平洋地域事務所 ROEAP と東南 を目的として，IPST とほぼ同じ時期に開設。従 アジア文部大臣機構 SEAMEO が入るダラカン・ 来からからアジア地域の科学教育機関として国 ビルがある。まさに，この地帯はタイ国と国際教 際的にも広く知られる。RECSAM 評議員ボード 育機関コンプレックスの観がある。 には，IPST 所長が加わることが慣例とされるよ IPST は所長以下３人の副所長，５人の所長付 うに，これらの機関が相互関連を持っている。 IPST が日本と公的な研究交流を開始したのは， き職員を含め 300 名の職員，それにパート職員や 嘱託スタッフも大勢かかえている。上部機関には 筆者のうち大隅が国立教育研究所（現・国立教育 評議委員会が組織されて管理運営に当たってい 政策研究所）の科学教育研究センターに在任して る。 いた 1983 年のことになる。当初 IPST は，おも 学術部門は約 100 名，サービス活動部門が約 にユネスコの支援を受けて国内・国外の科学教育 200 名の構成である。このうち本稿で述べる実験 の振興に取り組んでいて，ユネスコのプログラム 機材開発部門は，約 10 名の常勤職員と数名の嘱 で４名の IPST 職員が日本と韓国，そしてフィリ 託職員が配置されている。 ピンの科学教育の実情調査に来訪したのだった。 IPST は 1974 年にチュラロンコン大学に開設 しかし，いまや四半世紀が経過して，その間に財 され，ただちに国連開発計画 UNDP の支援で現 政的にも十分に自立し持続的に多彩な事業活動 在地に 4 階建て 3 棟で本格的に機能しはじめた。 やプロジェクトに取り組んでいる。 創設 36 年を迎えた現在，６階建への増改築が終 わり，欧米の教授クラスのゲストが宿泊できるレ ４．IPST 実験機材の開発・製作部門と，研究交流 ジデンスを備え，国内外から参加者が滞在するワ による研究開発活動 ークショップやセミナーを開催することにも対 これまで大隅は公式にも，また私的にも交流活 応している。 動を続けてきていたが，2007 年４月から二年間を 国内向けには理科，算数・数学，技術，コンピ JICA シニア海外ボランティアとして IPST に派遣 ュータ教育 ICT のカリキュラム策定，その教科書 され，実験機材開発部門で働くことになった。 制作，教員向けワークショップの実施など，じつ ⑴．製作部門の職員，施設・設備 に多彩な事業活動を実施している。 それまでの訪問や滞在では，所長はじめ上層部 また IEA 理科教育調査と PISA 国際調査， 職員との取り組みであり，英語だけで十分だった。 GLOBE 計画，サイエンス・オリンピアードの実 しかし，実験機材の開発製作部門での仕事では英 施など，主要な国際レベルの複数の事務局を設置 語でコミニュニケーションができる職員は，部長 して活発な活動をしている。 とごく少数のスタッフに限られ，もっぱらタイ語 ⑵．フィリピン NISMED, マレーシア・ペナン である。これは日本でも，同じような状況ではな RECSAM との関連 いだろうか。 IPST は，近隣国の主要な科学教育機関とも連 言葉の障害を除けば，この部門が持っている機 携している特色がある。フィリピン大学デリマ 材製作の設備は狭いスペースながら，極めて多彩 ン・キャンパスには，科学教育センター で活発な生産的な活動ができる。金属加工，木工， UP-ISMED（現在は，国立理数科教育開発研究所 プラスチック加工に加えて，電子回路制作，最新 NISMED），マレーシアのペナンには SEAMEO 式レーザ・カッターまで備えたスペースを持って が開設している国際機関の地域理科数学教育セ いる。 ンターRECSAM がある。 ⑵．各種部材や消耗品の調達 これらはアジア地域の科学教育の革新と振興 製作部門スタッフは，IPST の学術部門として独 29 立している初等理科，初等数学，物理，化学，生 その後，いくつかのメーカが類似の製品を制作 物，環境，情報・コンピュータ ICT 各部門の学術 し販売した経過がある。しかし費用対効果の面で スタッフから多様な要望を受けて，各種の教具， 割高感があるためか，依然としてあまり知られな 実験器具のプロトタイプの製作活動に極めて活 いし普及もしていない。 これを IPST で制作すると，日本で制作するよ 発な取り組みをしている。 りも極めて安価に制作できる典型的な事例の一 実験機材の試作に必要な多種多様なパーツ，消 耗品は一通り揃っている。新しく必要な素材は， つである（写真２．参照）。 バンコクのダウンタウン，ヤワラー通り付近に密 ⑵．ハンドダイナモ－手回し発電機：日本モデル 集する電子部品街で見つけることができる。材料 を手本に自国のモデルを開発した事例 の買い出しは，IPST に配置されている公用車と運 日本の理科教科書に，ようやく登場している手 転手を使うことができて，日本よりもはるかにス 回し発電機は，40 年近く以前，当時京都市青少年 ピーディな調達が可能である。厳格な品質を問わ 科学センターにいた橋本康二，小堀善弘，大隅な なければ，日本にくらべて格安で入手できること どが，多くの理科実験に活用しはじめた（大隅な も大きな特色である。 ど，2009）。 もっとも以下に述べる事例のようにアイデア もともと 1970 年代当時，ゼネコンと称して室 によっては，原材料を日本から取り寄せて，加工 内で玩具のレーシング・カーを走らせる電源とし しなくてはならない場合もある。 て製作され販売されていた。大隅がタイ国 IPST で１か月間の国内ワークショップが開催され，そ ５．相互交流の成果と代表的な開発事例 れに指導助言者として訪問した 1983 年には，数 ⑴．大型乾電池と豆電球模型：日本で割高な機材 個の手回し発電機を提供したことがあった。 それが 2007 年から２年間のボランティア活動 が，タイでは安価に制作できる事例 で長期滞在する数年前に，ようやく試作できた実 この事例は，もともと故・武士義雄が大隅の勤 物を目にすることができた。 務していた国立教育研究所で共同研究している 時期に試作開発したものである。 写真２．IPST で制作した大型乾電池と豆電球模型で 写真３．IPST のサイエンス・フェアに来た小学生。 演示実験するタイ辺境地の中学生たち。 タイ・モデルのハンドダイナモを使って実験している。 写真の黒板も IPST でアッセンブル制作している。 30 ⑷．シリンドリカル・レンズとレーザ・ビーム： 現在では，このタイ・モデルのハンドダイナモ 素材を日本から購送して，現地で加工する事例 は，すでに実験的にタイの辺境地の小中学校を中 心に理科実験に広く使われ始めている。IPST で プラスチックにアルミニュームの極粉末を混 サイエンス・フェアを開催する機会には，訪れる ぜ，15 ㎜の板状にする。これをカットしてシリン 小学生たちも使っている（写真３．参照）。 ドリカル・レンズにする。レーザ・ビームを当て たとき，ビームの屈折や，レンズが作る焦点を鮮 日本で「手回し発電機」と言っても，国際的に は通用しない。そこで IPST と筆者らは，もっぱ やかに観察できる。 IPST では，日本の（株）ナリカから，1.5ｍ× らハンドダイナモと呼ぶことにしている。 ⑶．演示実験用大型シンプル・モータ：現地での 1.5ｍサイズの原材料を購入。これをレーザ・カッ 研究開発が，新しいアイデアの実験器具の開発に ターでシリンドリカル・レンズにしている。 最も望ましいのは，共同して取り組んだ実験機 サイズは，長さ 20 ㎝，円柱部分５㎝と大きな 材の制作が，別の新しいアイデアにつながり，新 レンズも，レーザ・カッター操作ができるスタッ しい実験機材の開発につながることである。一つ フの手で，ごく短い作業で作ることができる（写 の開発が，新しい機材の開発に発展する典型的な 真５．参照） 。 事例が，写真４の大型シンプル・モータである。 ある日，IPST の機材製作部門の一人が大型乾 電池と豆電球模型にふさわしい大きさの演示用 のシンプル・モータが製作できないだろうか，と 思いついた。そうして試作したのが写真４に示す ものである。単一乾電池とフェライト磁石で小さ なコイルを回転させるシンプル・モータは日本の 教科書にも登場していて，広く知られている。 しかし IPST で開発した大型シンプル・モータ は効果的な演示実験機材の一つとなっている。 写真５．日本からスモーク・レンズ用のプラスチック板を 購入。IPST のレーザ・カッターでシリンドリカル・レン ズに加工。おなじく IPST で開発したレーザ・ビームで実 験。写真はホワイト・ボードでディスプレイしている。 ⑸．電磁実験用の大電流ケーブル－Ｓケーブル もう一つ典型的な事例がある。京都市青少年科 学センターの指導主事をしていた杉原和男が開 発した優れた実験機材の一つに，電磁実験用の大 電流ケーブルがある。日本では，以前から一，二 のメーカが製作販売していて，広く知られる。 写真４．IPST の教具制作部門で。金属製ロッカーにディ 2007 年 10 月，IPST に大隅が滞在していた時 スプレイした乾電池模型に直径 10 ㎝のコイル・モータを 期，IPST の招請をうけて，同氏が IPST に来訪 試作しているところ。 が実現した。そうして一週間の特別セミナーが開 31 催できた。同氏と IPST の同意書を交わし，IPST このような点に行き届いた配慮ができる科学 で製作できることとなった。名称は杉原和男の頭 教育分野の人材育成に，はたして十分な役割を発 文字を取ってＳケーブルと呼ぶことでも合意し 揮しているか，教育界や学会など広く多くの関係 たのだった。こうして，日本から輸入して高額の 者の注目を喚起したいところである。 おわりに，ここまで長いあいだに交流活動の継 ものを使わなくても，タイ国で製作して普及でき る見通しとなっている。 続に対して，IPST 歴代所長，ニダ女史，トンチ ⑹．スチール黒板 ャイ氏，ピサーン氏，そして現在の所長，ポンパ 写真１では，タイの中学生たちが演示実験をし ン女史，そして最も敬愛するポンチャイ元・副所 ている様子を紹介している。この写真には二台の 長をはじめ，多くの IPST の友人たちの暖かい支 黒板が写っている。この黒板は縦 90 ㎝×横 180 援と協力に対して敬意と感謝をするものである。 ㎝の黒板用スチールシートを日本から取り寄せ， 日本の若い世代の人たちが，これまでの経過を引 IPST でアッセンブルした黒板である。これにつ き継ぎ，さらに発展してくれることを期待したい。 いても，長い背景と経過がある。紙数の制約から 参考文献 参考文献⑶，⑷，⑸によっていただきたい。 ⑴．大隅紀和，ポンパン.W，ポンチャイ.Ｓ，ラ ６．実験観察機材の研究開発をテーマとした相互 ウィワン.T，ドンサモン.K，タバチャイ.C，ナロ 交流における配慮と課題 ン.S 新時代に向けた基礎レベル科学実験題材と 機材シリーズの開発，日本科学教育学会第 33 回 海外での共同研究で相互に心がけたいことを 列挙すると，①大型の演示実験機材の開発が適し 年会大会論文集，pp.55-58 ていること。コミュニケーションの障害が少なく， ⑵．大隅紀和，前島孝司，中野佳昭，森基，ポン 相互理解が深まりやすく，試作段階でも生産的な チャイ.Ｓ 「手回し発電機」の科学実験への利用 議論ができるのがその理由である。②一方的では と教科書に登場するまで―中国での製造と輸入 なく双方向の交流をめざす。③網羅的ではなく， の実情，そしてタイ国 IPST における開発と試験 互いの得意な分野に焦点化する，などである。 的利用への展開も視野に―，日本科学教育学会第 33 回年会大会論文集，pp.353-354 今後の配慮と課題として，多くのポイントがあ ⑶．大隅紀和，2005，スリ・ランカ北東部州の小 る。その主なものは，つぎの通りである。 ①ハードとソフトの両面の課題がある。異文化 規模学校向け上質黒板供給パイロット計画－紛 から生じる課題として．相互コミニュニケーショ 争地域の基礎教育への協力活動事例－広島大学 ン－言葉の問題。そして互いの経験の広さ，深さ 国際教育研究センター『国際教育協力論集』第８ の違いがある。③品質チェック－これは日本で自 巻，第２号，pp.125-136 作する場合にも共通する。④マス・プロダクショ ⑷．大隅紀和，2008，初中等レベルの科学教育協 ンする場合のアウトリーチと一般企業との関連。 力の新時代アプローチ－タイ国の JICA シニア海 また商標やパテント，ロイヤリティーについても 外ボランティアによる広域地域への実験機材の 考慮する必要が生じる。 開発と普及―広島大学国際教育研究センター『国 際教育協力論集』第 11 巻，第２号，pp.75-87 さらに個人の善意で取り組む活動が，やがては 国家レベルにつながる可能性への配慮しなけれ ⑸．大隅紀和，2009，海外ボランティアの現場， ばならない。国家を代表する機関の人材，施設・ OES 研究所刊，全 330 ページ。 （入手問い合わせ 設備，財源を使うことへの配慮についても不可避 先，[email protected]） ではない。 32
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