補助金や寄付で3Dプリンターを導入したものの、職員室の隅で箱に入ったまま、という学校はめずらしくありません。機械が悪いわけでも、先生の熱量が足りないわけでもありません。導入の前に決めておくべきことが、機種選び以外にいくつもあるのが理由です。この記事では、子ども向けの体験を運営してきた立場から、買う前に確認しておきたいことを順に書きます。導入しないほうがいいケースにも触れます。
この記事の要点
- 機種選びより先に決めるのは「誰が管理するか」です。ここが空欄のまま入れた機械は、たいてい止まります。
- 授業時間内に出力は終わりません。1個の造形に数時間かかる前提で、時間割の外に置き場所を用意する必要があります。
- 子どもがつまずくのは印刷ではなく、その前のモデリングです。ここに使う時間のほうが長くなります。
- 年に数回しか使わないなら、買わずに借りる・呼ぶという選択肢のほうが結果が出ることがあります。
止まっている3Dプリンターに共通していること
学校に伺うと、使われていない3Dプリンターを見せていただくことがあります。話を聞くと、原因はほぼ同じところに集まります。フィラメントが詰まった、スライサーの設定が分からなくなった、担当の先生が異動した。どれも機械の性能とは関係のない理由です。
つまり、3Dプリンターの導入で本当に難しいのは、買うことでも動かすことでもなく、動き続ける状態を校内で維持することです。ここを設計せずに機種比較から入ると、高性能な機械ほど早く止まります。
導入で決まるのは性能ではなく、詰まったときに誰が直すかです。
買う前に決めておく6つのこと
実際に相談を受けるとき、私たちが順に確認していることを並べます。ここが埋まっていれば、機種は後から選べます。
- 誰が管理するか担当を1人に固定すると、異動で止まります。最低2人、できれば教科をまたいで決めておきます。
- どこに置くか造形中は音が出て、時間もかかります。授業中の教室に置く前提だと運用できません。
- 何の授業で使うか「図工でも技術でも総合でも使える」は、実際には「どこにも入っていない」と同じ意味になりがちです。
- モデリングは何で行うか端末で動くソフトを先に決めます。ここが決まらないと、印刷する物が出てきません。
- 消耗品の予算をどこから出すかフィラメントは使えばなくなります。初年度の予算だけでは続きません。
- 壊れたときの窓口販売店のサポート範囲を先に確認します。ノズル交換を誰がやるかまで決めておきます。
いちばん多い抜け落ち
5番の消耗品予算です。本体は補助金や寄付で入っても、フィラメントは毎年の予算から出すことになります。ここが確保されていないと、2年目から「もったいないので特別なときだけ」となり、やがて使われなくなります。
授業時間の中で、出力は終わりません
もっとも誤解が多いのがここです。小さな造形物でも、出力には数十分から数時間かかります。45分の授業の中で、設計から印刷完了まで一続きに収めることはできません。
したがって、授業の組み立ては次のどちらかになります。
| 組み立て方 | 内容 | 注意点 |
|---|---|---|
| 分離型 | 授業でモデリングまで行い、出力は放課後などにまとめて行う | 子どもが出力の瞬間を見られない。動いている様子を別途見せる工夫が要る |
| 見学型 | あらかじめ出力を始めておき、授業中は動いているところを見せる | 自分のデータではないので、当事者性が下がりやすい |
| 持ち越し型 | 次の授業までに出力し、返却する | 時間が空くと熱が冷める。1週間空けると反応が変わる |
現場で結果が出やすいのは分離型ですが、これは先生が授業時間外に出力作業を担うということでもあります。導入前に「その時間は誰の時間なのか」を職員室で共有しておかないと、担当の先生の善意で回すことになります。
子どもがつまずくのは、印刷ではなくその手前
体験の場で見ていると、子どもが止まるのはほぼモデリングの段階です。印刷ボタンを押すところは、むしろ誰でもできます。
3番目への対処は単純で、お題を先に狭くすることです。「自由に何でも」ではなく「机の上で使うもの」「3センチ以内」といった制約を置くと、手が動き始めます。空間認識と設計の練習としては、そのほうが確実に効きます。
安全面で、実際に見ているところ
3Dプリンターは、レーザー加工機ほど扱いに緊張する道具ではありません。ただ、見ておく点はあります。
- ノズルとヒートベッドは高温になります。造形中に手を入れないことを最初に伝えます
- 造形物のバリやサポート材の除去。ここでカッターやニッパーを使う場面が出ます
- 換気。密閉した小部屋で長時間動かすのは避けます
- 可動部に髪や袖が触れないこと。前かがみで覗き込む姿勢が続くので声をかけます
教室での運用としては、造形中の機械に子どもが近づける状態にしないのがいちばん簡単です。柵や机の配置で物理的に距離を作るほうが、注意を繰り返すより確実です。
買わないほうがいい場合
正直に書きます。次のいずれかに当てはまるなら、購入は先送りにしたほうがいいと考えています。
先送りを勧める条件
- 使う予定が年に1〜2回しかない
- 担当できる先生が実質1人しかいない
- 消耗品の予算が次年度以降に確保されていない
- 「何に使うか」がまだ決まっておらず、まず入れてから考えようとしている
この場合、機材を持ち込んでもらう出前授業や、レンタルのほうが結果が出ます。年2回のために本体を抱えるより、必要なときに台数を揃えて使うほうが、子どもが触れる時間はむしろ長くなります。私たちが出張ワークショップで機材ごと伺うのは、この構造があるからです。
最後に機種を選ぶとき、見ているところ
前の6つが埋まったうえで機種を選ぶなら、カタログの造形サイズや精度よりも、教室で効いてくる項目があります。
| 見る項目 | なぜ効くか |
|---|---|
| ノズル交換のしやすさ | 詰まりは必ず起きます。工具なしで外せるかどうかで、復旧が数分か数日かに分かれます |
| 造形物の取り外し方 | プレートがしなるタイプだと、へらでこじる作業が減ります。ここは子どもにも任せられる部分です |
| 動作音 | 教室の隣で動かせるかが変わります。音が大きいと、置き場所の選択肢が一気に減ります |
| フィラメントの入手性 | 特殊な規格だと、切れたときにすぐ買えません。一般的な規格のほうが運用が続きます |
造形の精度は、学校の用途ではほとんど差になりません。子どもが作るものは、精度より思ったとおりの大きさで出てくるかどうかのほうが重要で、それはモデリング側の問題です。
他の機材と比べたときの位置づけ
限られた予算で1種類だけ選ぶなら、という相談もよく受けます。子どもの反応という点で見た違いを書いておきます。
3Dプリンターは、待ち時間が長いかわりに、頭の中の立体が現実に出てくる瞬間の驚きが大きい道具です。レーザー加工機は加工が速く、その場で結果が出るぶん回転が良い一方、大人の付き添いがより必要になります。3Dペンは準備がほとんど要らず、立体を作る感覚をつかむ入口として機能します。
校内に常設して長く使うことを考えるなら3Dプリンター、イベントや行事で多くの子に触れさせるなら3Dペンやレーザー加工機、という分け方が実際には合っています。同じ「ものづくり」でも、向いている場面が違います。
導入した学校が、次に困ること
無事に稼働し始めた学校が、半年後に相談してこられる内容もだいたい決まっています。「作品が同じようなものばかりになる」というものです。
これは機材ではなく、テーマの問題です。キーホルダーや名札を作る授業を繰り返すと、モデリングは上達しますが、目的が「印刷すること」に固定されます。次の段階に進むには、出力したものが何かの部品になる課題に切り替えるのが有効です。動くものの一部を作る、既にあるものに合う形を作る、といった課題です。実寸を測る必要が出るので、算数や理科ともつながります。
オンラインでモデリングだけ先に扱う
機材がまだ校内にない段階でも、モデリング自体は端末があれば始められます。オンラインの3DCGプログラムのように、画面上で立体を作るところまでを先に経験しておくと、機材が入ったときの立ち上がりが早くなります。
順序としては、この形をおすすめすることが増えました。先にモデリングを経験しておくと、機種選びの基準も「何を出力したいか」から逆算できるようになります。カタログの数値だけで選ばずに済みます。
導入初年度の1年を、どう組むか
入れた年にいきなり全学年で使おうとすると、まず続きません。初年度は次の順序で組むと、2年目に残ります。
この進め方は地味ですが、校内に「動かせる人が2人いる」という状態をつくるのが目的です。ここができていれば、担当の異動があっても運用は続きます。
予算は、どの枠から出ているか
相談を受けていて分かるのは、本体の購入原資が学校によってまったく違うことです。分かっている範囲で並べると、次のような枠が使われています。
実際に見かける原資
- 教育委員会からの備品予算（年度単位。時期が決まっている）
- 各種の補助金・交付金（子ども関連・地域のデジタル化関連）
- 企業や地域団体からの寄贈
- PTAや同窓会からの支出
どの枠であっても、本体だけが対象になりやすいという共通点があります。フィラメント、交換用ノズル、造形物を整えるための道具は別立てです。申請書に消耗品を書き込めるかどうかを、購入前に確認しておいてください。ここが抜けたまま入った機械が、いちばん早く止まります。
私たちが機材を持ち歩いている理由
地域にITで活躍する大人が少ないと、子どもは技術の仕事を進路として認識しません。手本がいない状態を埋めたくて、愛媛・東京・千葉・愛知で活動しています。機材を常設せず、必要な場所へ運ぶ形をとっているのも、教室を構えるより多くの子どもに届くからです。
だから機材の導入相談を受けたとき、必ず購入を勧めるわけではありません。子どもが道具に触れる時間が長くなる選択肢はどれか、というところから話します。
まとめ ― 機種は最後でいい
3Dプリンターの導入で決めるべき順番は、管理する人、置き場所、使う授業、モデリング環境、消耗品予算、故障時の窓口、そして機種です。機種はいちばん最後で構いません。前の6つが埋まっていれば、価格帯の違いはそれほど結果を左右しません。
逆に、前の6つが空欄のまま高性能な機械を入れると、止まったときに誰も再起動できない状態になります。止まった機械は、次に予算を取るときの説得材料も奪ってしまいます。
よくある質問
Q. 小学校でも3Dプリンターは使えますか。
使えます。ただし高温部があるため、造形中の機械に近づけない配置にすることと、サポート材の除去で刃物を使う場面に大人がつくことが前提です。モデリングは学年によって難易度を調整する必要があります。
Q. 1台あれば1クラスで回せますか。
出力を授業時間内に行う前提なら回りません。1個に数十分以上かかるためです。授業ではモデリングまでを行い、出力は授業時間外にまとめる組み立てにすると、1台でも運用できます。
Q. どのソフトでモデリングさせればいいですか。
校内の端末とネットワーク環境で動くことが第一条件です。高機能なものより、起動が速く保存でつまずかないものを選ぶほうが授業は成立します。機種より先に、ここを決めておくことをおすすめします。
Q. 買わずに体験だけさせることはできますか。
できます。機材を持ち込む出前授業という形があります。使用頻度が年に数回であれば、そのほうが子どもが触れる台数を確保でき、管理の負担も発生しません。
Q. 導入したものの使われていません。どこから立て直せますか。
まず動く状態に戻したうえで、使う授業をひとつだけ決めるところからです。全教科で使える体制をつくろうとすると進みません。1つの単元で年1回使う、という小さな固定から始めるほうが定着します。
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