発明に情熱を燃やす教師が、物理の指導における20年間の「ボトルネック」を克服

教育効果を高める

高校における物理の授業は長年にわたり、実証実験というシステムを通して行われてきました。しかし、現在のキットには、精度の低さ、単一の知識単位しか扱えないこと、生徒の自主的な探究を促すことの難しさなど、多くの限界が明らかになっています。

ハノイと他のいくつかの省や市の37校の高校で実施された調査によると、ほとんどの教師は依然として、学習者の中心的な役割を促進するのではなく、主に講義を説明するために教科書で事前に決められた実験方法を使用していることがわかりました。

クオックオアイ高校（ハノイ、クオックオアイコミューン）の校長であるNghiem Hong Trung氏と彼の同僚は、教育実践に基づいて、高校の物理教育における20年以上続いた「ボトルネック」を完全に解決したいという願いを抱き、新しい実験装置セットを研究し、製造しました。

著者らは、バランスと力に関連する複数の物理現象を同時に検査できる、コンパクトで正確かつ安全な機器の設計に着手しました。これはまた、多くの先代の教師や技術者が未だに完全に解決できていない「難題」でもありました。

キットの研究・製造プロセスは、目標の設定、資料の調査、計画から基本設計、詳細設計、シミュレーション、製造、組み立て、試験まで、多くの科学的段階を経ます。研究チームは、単なる実験セットの作成にとどまらず、生徒たちが直接探索し、操作を体験することで物理法則を理解できるよう支援しています。

Nghiem Hong Trung 氏 (右) が、教育と発見に使用される力の合成と力のモーメントの実験キットを紹介しています。

このキットのユニークな点は、その統合性にあります。たった1つのコンパクトなモデルで、学生は3つの重要な実験（力の法則、平行力の法則、力のモーメントの法則）を、従来の装置よりもはるかに高い最大99%の精度で同時に実施できます。この設計により、時間とスペースが節約され、コストが削減され、教育効率が向上します。

それだけでなく、安全性、サイズ、センサー、電源といった技術的要素も綿密に検討され、一般的な教室環境への適合性を確保しています。製造前にソフトウェアでシミュレーションを行うことで、エラーを最小限に抑え、製造コストを削減できます。

このプロジェクトのハイライトは、その科学的価値だけでなく、高い実用性にあります。製作された実験装置は、クオック・オアイ高校やハノイのいくつかの学校で多くの授業で試験されています。

結果は、生徒たちが簡単に操作し、より直感的に観察できるようになり、概念を暗記するのではなく、物理学の本質を理解できることを示しました。教師たちは、このコンパクトで費用対効果の高いツールキットを高く評価しました。このツールキットは、並進力の和、モーメントの法則、平行力など、様々な教育トピックに柔軟に適用できます。

このソリューションの適用により、発見に富んだ学習環境が生まれ、生徒の能力開発に向けた教育方法の革新に貢献するとともに、他の多くの高校でも再現できる可能性が開かれました。

創造性を刺激する

Trung氏の「教育と探究に用いる力の合成と力のモーメントの実験キット」というテーマは、確固たる科学的根拠と幅広い応用性を備え、2025年10月に開催された第2回ハノイ市技術革新コンテストで見事2等賞を受賞しました。

教育設備・児童玩具研究開発センターのファム・ヴァン・ナム博士は次のようにコメントしています。「著者らは、教育革新の真の精神に近づきました。『教師が講義する - 生徒が聞く』から『教師が提案する - 生徒が探求する』へと転換したのです。この装置によって、生徒は知識を理解するだけでなく、科学的研究の手法を体験することになります。」

審査員はまた、本プロジェクトが知的財産庁から特許および実用新案を取得したことを高く評価しました。これは、製品の法的価値と幅広い応用可能性を裏付けるものです。

際立った利点は経済効率です。試算によると、このツールキットを広く普及させれば、他のツールキットを個別に輸入または購入するよりも数百億ドンのコスト削減が可能となります。

教育の面では、このツールキットは、学生が自習、自主調査、批判的思考力を養うのに役立ちます。これらは、新しい一般教育プログラムが目指す重要な資質です。

この取り組みは、技術的な成果物であるだけでなく、インスピレーションを与えるものでもあります。教室の実践的なニーズから、教師が画期的な製品を完全に生み出すことができ、教育の質の向上と社会的コストの削減の両方を実現できることを証明しています。

一般教育における根本的かつ包括的なイノベーションという文脈において、「教育と探究に用いる力の合成と力のモーメントに関する実験ツールキット」というテーマは、教育実践から生まれた創造性を明確に示しています。このテーマは、20年以上も存在してきた制約を完全に解決するだけでなく、新たなアプローチを切り開き、若い世代の学習と科学研究に刺激を与えます。