従来の科学的手法の一連の流れはご存知かもしれませんが、「科学的手法とは何か」をご存知でしょうか。 従来の科学的手法は、直線的な行動経路をたどるものであった、 工学的な設計は、仮説の設定、実験、データの収集と分析、結論の導出など、より自由度が高いものです。 ジュニアエンジニアにこの素晴らしい考え方を紹介し、工学的な課題やプロジェクトにも挑戦してもらうことで、成功へと導いてください。

子供向け工学設計プロセス

エンジニアリング・デザイン・プロセスとは？

エンジニアは、設計プロセスに従うことが多い。 すべてのエンジニアが使用する設計プロセスにはさまざまなものがあるが、どのプロセスも問題を特定し解決するための基本的なステップは同じである。

このプロセスは柔軟性があり、どのような順番で進めてもかまいません。

また、ループアウトして、元の問題に戻ったり、余談に走ったりと、並行するデザインプロセスが展開されることもあります。

エンジニアリング・デザイン・プロセスは、特定のタスクを焦点とし、エンジニアが結果を再現できるようにすることが重要です。 また、ゴールに到達したら、その結果を他のエンジニアとコミュニケーションすることです。

クラスルームエンジニアリングデザインプロセス

エンジニアリング・プロセスを教室で活用することは、さまざまな学年やレッスンプランで可能です。 エンジニアリング・デザイン・プロセスのステップを理解するためには、体験型のアプローチで創造性と問題解決を促すことが不可欠です。 当社の振り返りのための質問シートを使用すれば、自己評価や必要に応じて再設計することもできる素晴らしいツールになります。

生徒たちは、いくつかの工学的な課題やプロジェクトに対して、共同または個人で最適なソリューションを開発することができます。 利用可能な時間の制約や異なる材料の提供などの基準を与えることで、生徒たちが素早く考えることができるようになります！

当社のエンジニアリング・チャレンジやプロジェクトの多くには、ステップバイステップの説明書が付属していますが、教室の状況やスキルレベルに応じて、子どもたちに最終製品をデザインさせたり、新しいアイデアを出させたりすることもできます。 また、説明書は、より支援が必要な人のための出発点として役に立ちます。

設計段階

エンジニアリングデザインプロセスのステップは、必ずしも順番に行う必要はありませんが、問題から出発して最初のデザインまたはプロトタイプを作成し、それをテストして改善することは理にかなっています。

これは「イテレーション（反復）」と呼ばれ、複数回行われることがあります！

ここでは、エンジニアリング・デザイン・プロセスのステップを子供たち向けに説明します。 また、このページで紹介する「エンジニアリング・デザイン・プロセス」をダウンロードしてください。 印刷用エンジニアリングデザインプロセスワークシート には、エンジニアのプロジェクトに活用できるような工夫が施されています。

また、超簡単な（みんなに試してもらいたい）方法を使うこともできます。 クラシックエッグドロップチャレンジ 必要な材料も少なく、15分もあれば、子供たちに工学的なプロセスを体験させることができる素晴らしい方法です。

1.聞く

何が問題なのかを明確にする。 自分の考えを書き出したり、他の人と話し合ったりする。

• 問題（課題）は何ですか？
• なぜ、解決策を見つけることが重要なのか（子供たちが始めているように、すべての課題や問題が現実の問題を解決するわけではないことに注意）。

2.イマジン

良いアイデアかどうかを判断せずに、思いつく限り多くのアイデアをブレーンストーミングしてください。 最良のアイデアが、最初や2番目に思いついたものでないこともあります。

どんな状況でも適用できるわけではありませんが、他の人の経験から学ぶことを目指しましょう。 人からアイデアを聞いたり、同じようなプロジェクトが過去にあったかを調べてみましょう。

• どのような解決策が考えられるか？
• どのような情報が必要なのでしょうか？

3.プラン

上記のブレーンストーミングの中から、どの解決策を採用するかを決定します。 そのデザインについて、何が難しいか、何が最初に試すべきベストなアイデアなのかを考えます。

デザインプロジェクトの計画を書きます。 使いたい材料をリストアップし、作りたいものの図を描きます。 図には必ずラベルを付けます。 計画の顔は、寸法や重さなどを測って、こっそり計算することができます！

• どんな素材が必要ですか？
• どのようなタスクが必要なのか？

ノートです： 想像・計画段階には2～5分しか割けないかもしれませんが、それでも構いません！時間が許せば、いつでも他の計画に戻って再挑戦することができます！

4.作成する

プロトタイプを作り、テストする。 プロトタイプはソリューションの最初のバージョンです。 テストすることで、最終的なデザインのイメージをつかむことができます。 プロトタイプが完璧でなくても大丈夫ですし、計画をもう一度見直す必要があります！

注：この分野は、必要であれば時間を15～20分に制限し、3～5分間は以下の質問をトーキングポイントとして使用することができます。

5.改善する

このステップを何度か繰り返して、最終的なデザインを完成させます。

以下の質問は、経験を振り返り、子供たちが自分のやったことを伝えるよう促し、次回はどうすればいいかを考えさせるのに最適です。

• 何がうまくいって、何がうまくいかなかったのか。
• デザインをより良くするために、どのような変更を加えればいいのでしょうか？
• 問題は解決したのでしょうか？
• もしやり直せるとしたら、何をどう変えたいですか？
• もっと時間があれば...。

8ページのエンジニアリングデザインプロセスパックを無料で入手できます。

エンジニアリングデザインプロセスの例

下記の楽しくて簡単なエンジニアリングアクティビティで、エンジニアリングデザインプロセスのステップを練習してみましょう。 各プロジェクトをクリックすると、アクティビティの詳細が表示されます！

エッグドロッププロジェクト

高いところから落として卵が割れないようにする。 どんなアイデアが出るかな？ 小さなお子さんから大きなお子さんまで楽しめるエンジニアリングプロジェクトとして、バリエーションをご紹介します。

紙飛行機発射装置

紙飛行機を打ち上げる装置を設計・製作する。 紙飛行機をどこまで打ち上げることができるか？ プロトタイプを作成し、テストしてみる！

ペーパー・ブリッジ（PAPER BRIDGE

紙だけで、どれだけ丈夫な橋がつくれるか。 小銭が何枚入るか試してみて、設計を評価し、改良を加える。

ストローボート（STRW BOATS

ストローとテープで作ったボートを設計し、沈むまでにどれだけの物を載せられるか。

エンジニアリングに役立つその他のリソース

ぎじゅつしゃとは

科学者は技術者？ 技術者は科学者？ よくわからないかもしれませんね！科学者と技術者が一緒になって問題を解決することはよくあります。 似ているようで違うということを理解するのは難しいかもしれません。 エンジニアとは何か

工学書

STEMを紹介するのに最適な方法は、子供たちが共感できるキャラクターが登場するカラフルなイラストの本です。 この素晴らしいリストをチェックしてください。 こうがくしょ そして、好奇心や探究心を刺激する準備をしましょう！

エンジニアリングボキャブラリー

エンジニアのように考えよう！エンジニアのように話そう！エンジニアのように行動しよう！子供たちのために、素晴らしい語彙を紹介するボキャブラリーリストでスタートしましょう。 工学用語 ぜひ、次回のエンジニアリングチャレンジやプロジェクトに取り入れてみてください。

下の画像またはリンクをクリックすると、子供向けの工学的なアクティビティが表示されます。