エンジニアリングやデザインに早くから触れることで、子供たちは生涯にわたってSTEM分野に興味を持ち、批判的思考、問題解決、創造性を伸ばすことができます。 しかし、エンジニアリングデザインプロセスを教える、楽しくて年齢に合った活動を見つけるのは難しいことです。 この記事では、教育者が一緒に楽しめる、魅力的でインタラクティブなエンジニアリングデザインプロセス演習を21種類紹介します。この活動は、子どもたちが日常的な問題をデザインで解決する方法を、実際に体験できるようにすることを意図しています。

1.プロセスの説明

このビデオは、エンジニアリングへの興味と創造性を刺激する、視覚的でインタラクティブな学習体験を提供します。 このビデオは、デザインプロセスのステップと、世界で観察可能なその他のエンジニアリングのアイデアを詳細に説明します。

2.マシュマロチャレンジをする

マシュマロチャレンジは、協調性、問題解決、創造的思考を促進するため、エンジニアリングデザインプロセスの演習として最適です。 課題は、マシュマロとスパゲッティで高層ビルを作ること。 最も高い高層ビルが勝ちです。

3.子供たちをエンジニアリングキャンプに参加させる

エンジニアリングキャンプに参加することで、子どもたちはエンジニアリングチームに分かれ、さまざまなエンジニアリング職種やエンジニアリング設計プロセスについて学び、グループプロジェクトに取り組みながら、批判的思考や問題解決能力を磨くことができます。

4.紙飛行機ランチャーを設計・製作する

このアクティビティでは、空気力学、力学、物理学の基礎を学ぶことができます。 生徒は、試作品をテストし、PVCパイプ、厚紙、輪ゴム、バネなどのさまざまな材料で実験します。 さまざまな設計と発射戦略を用いて、最も遠く、最も速く飛ぶものはどれかを判断できます。

5.日用品を使った手作り溶岩ランプを作ろう

水、透明ソーダ、オイルなどの液体と、さまざまな色やアイテムを組み合わせて、美しいラバランプを作りながら、液体の性質や密度について学ぶことができるエンジニアリングデザインアクティビティです。

6.レゴブロックで簡単な機械を作る

レゴブロックで基本的な機械を作ることは、創造性、問題解決、批判的思考を促す優れた工学設計プロセスの練習になります。 子供たちは想像力を駆使して、プーリー、レバー、ギアシステムなどさまざまな機械を設計して作ることができます。

7.ダンボールチューブなどを使ってマーブルランを作る

先生方は、このプロジェクトをクラスのデザイン課題として生徒に与え、創造性、問題解決力、協調性を高めることができます。 子どもたちは、さまざまな斜面や障害物の組み合わせを試し、ユニークなマーブルランを作ることができます。

8.アイスキャンデースティック カタパルト

ポプシクルスティック、輪ゴム、テープ、接着剤、発射するものを使って、さまざまなデザインを試し、カタパルトを作りながら、力学や物理学の基礎を学ぶことができる、創造性を刺激する活動です。

9.小型モーターとソーラーパネルでミニソーラーカーを作ろう

ゴム車輪、PVCボード、テープ、ワイヤー、DCモーター、金属棒などの材料を創造的に組み合わせて、ミニソーラー自動車を作ることができる活動です。

10.リサイクル材で手作り楽器を作る

折り畳み式の厚紙、金属片、弦などを使って、ユニークで実用的な楽器を作り、その背後にある科学について学びます。

11.風力発電のクルマを作ろう

瓶のふた、平らな木の板、折り畳み式の段ボール、小さな木の棒など、簡単な材料を使って、風力発電の自動車を作り、風力エネルギーについて学ぶことができる、再生可能エネルギーに触れる楽しい活動です。

第12回 ペットボトルと砂で水のろ過装置を作ろう

ペットボトルと砂を使った浄水器作りは、水のろ過や浄化の概念を青少年に教えるのに最適なエクササイズです。 透明なペットボトル、砂、砂利、活性炭、テープ、綿毛を使って、きれいな水の必要性を学びながら、簡単なフィルターシステムを作ることができます。

13.段ボールなどを使って迷路を設計・製作する

この迷路プロジェクトは、問題解決と批判的思考を促すもので、子どもたちはまず紙にユニークな迷路のデザインを描き、次に厚紙を使って障害物や課題を設置し、デザイン通りに機能する迷路を形成することができます。

第14回 電池と電線を使った簡単な電気回路を作ろう

子どもたちは、エンジニアリング・デザイン・プロセスの一環として、電池と電線を使った基本的な電気回路を作り、電気と電子の基礎を学ぶことができます。 また、電圧や抵抗のレベルを変えてテストすることもできます。

15.リサイクル材を使ったミニ温室の設計と製作

アイスキャンディーの棒を使い、接着剤で枠を作り、その上に透明なプラスチックカップを置き、通気孔を開けてカバーにします。 完成したら、中にミニポットに入れた苗を置き、その成長を見守ります。

16.ストローとバルーンでバルーンパワードカーを作ろう

プラスチック製の車輪に厚紙を貼り付けてホイールベースを作り、風船にストローを挿したものを輪ゴムで風船に固定し、ホイールベースにテープで固定します。 風船に空気を吹き込むと、空気の勢いでホイールベースが推進されます。

17.スナックプーリーシステムを作ろう

スナック滑車は、麻ひも、テープ、プラスチックカップ、ダンボール箱などを使って、滑車や基本的な機械の仕組みについて学ぶことができるものです。

18.バルサ材とティッシュペーパーを使ったグライダーの設計と製作

グライダーの基本的な設計図を紙に書き、それをもとにバルサ材、発泡スチロール、厚紙、紙、テープなどの素材を組み合わせて、個性的なグライダーを作ることができるのです。

19.小型モーターとプロペラで簡単なモーターボートを作ろう

DCモーター、防水シール、プロペラ、ワイヤー、接着剤、はさみ、発泡スチロール、はんだごてなどの材料を使い、自分の設計したモーター付きボートを作る活動です。 複雑な工具の取り扱いをサポートするチューターを用意する必要があります。

20.風船とCDで簡単ホバークラフトを作ろう

風船、接着剤、コンパクトディスクなどの材料を使って、簡単なホバークラフトを設計し、揚力と押力を学ぶアクティビティです。

第21回 ストローと紐を使った簡単なロボットハンドの設計と製作

ストローに糸を通し、糸がストローの中でホチキス留めされていることを確認した上で、ストローを厚紙の土台に取り付ける。 完成すると、糸を引っ張ったり離したりすると閉じたり開いたりするシンプルなロボットハンドが完成する。