理数科・高校１年生の「理数探究」の授業において、3Dプリンターの仕組みや活用方法を学ぶ実習授業を行いました。今回の取り組みは、最新のデジタル技術と生成AIを取り入れた先進的なSTEAM教育の一環として実施したものです。

授業の取り組み内容

1. 3Dプリンターの基礎理解と最新技術
　はじめに、3Dプリンターの歴史や造形の仕組みについての基礎講義を受けました。医療分野や建築、農業分野など、様々な分野で活躍する最先端の活用事例を知り、ものづくりの可能性と未来への視野を広げました。

2. 生成AIと倫理（著作権）の学習
　デジタル技術を使った創作活動に入る前に、生成AIと著作権に関する事前学習を実施しました。技術を正しく安全に使いこなすための情報モラルや権利関係への理解を深めた上で、実際の制作へと移りました。

3. 生成AIを活用した3Dデータの作成
　立体データの作成には、最新の生成AIを活用しました。
　　2次元画像の生成：画像生成AI「Gemini」を用いてアイデアをイラスト化
　　3次元データへの変換：「TRIPO AI」を活用し、2次元のイラストを3Dデータへと瞬時に変換
　AIの力を借りることで、自分の頭の中にあるイメージを効率的に立体化するプロセスを体験しました。

4. TinkerCADを使ったネームプレート制作
　さらに、Webベースで利用できる3D CADソフト「TinkerCAD」の操作にも挑戦しました。基本的な図形の組み合わせやサイズ調整を行い、生徒一人ひとりが趣向を凝らしたオリジナルネームプレートの3Dデータを完成させました。

生成AIを活用した3Dデータ製作過程・製作物の紹介

生徒は各自が所有しているクロームブックを用いて活動しました。クロームブックのブラウザーからGeminiやTRIPO AIやTinkerCADへログインすることで、作業を行うことができます。タッチパネルということもあり、画面を直接触りながら3Dデータを「グリグリ」と動かすことができます。下が生徒が作業をしているところです。画面に映っているのは「カメ」でしょうか？

ここでは生徒が作った3Dデータの一部を紹介します。

左がGeminiに出力させた2Dデータ、右がTRIPO AIに変換させた後の3Dデータです。
最初のは「タコ」でしょうか？

  

次は「トマトちゃん」でしょうか？

3Dデータなので、本当はマウスで動かせば「グリグリ」と動いてくれます。他にも建物やかわいらしいペットなど、全員が思い思いのアイディアで製作してくれました。

助成金のご案内・謝辞

 本一連の授業および実習プログラムは、公益財団法人 村田学術振興財団からの助成を受けて実施しております。助成研究テーマは、「ものづくり」と「アート思考」の融合による「問う力」を育むSTEAM教育の開発、です。最先端のテクノロジーとアート思考を掛け合わせ、生徒たちの「自ら問いを立てる力」や「創造性」を養う貴重な学びの機会となっております。ご支援いただきました関係者の皆様に心より感謝申し上げます。