工学のDesignについてSTEM教室

デザインと聞くと、なにか美術みたいなこと?と疑問に思う人もいるかもしれません。いえいえ、デザインを日本語に直すなら「探究」とほとんど同じように考えてみてください。科学と同じようなものです。さて、そのことを確認するために、ちょっと科学と工学を比較してみましょう。一緒に、技術と数学も並べるので、流れを比べてみてください。
Science Engineering Technology Mathematics
Practice1 疑問をもつ 問題を明確にする 社会が依存する技術システムの広がりに気づく 問題に気づき、それを解くことに励む。
Practice2 モデルをつくり、用いる。 モデルをつくり、用いる。 数学とともにモデルを扱う。
Practice3 調査を計画し、実行する 調査を計画し、実行する。 新しい技術をどのように使うかについて利用可能になるたびに学んでいく 戦略的に必要なツールを利用する。
Practice4 データを分析し解釈する データを分析し、解釈する。 精度を求める。
Practice5 数学を用いて計算的思考をする 数学を用いて計算的思考をする。 科学や工学の発展に技術がどのような役割を果たしているのかについて認識する 抽象的にそして量的に論じる。
Practice6 説明を構築する 製品をデザインする 構造体を探し、利用する。
Practice7 証拠にもとづいた議論を展開する 証拠にもとづいた議論を展開する。 社会や環境との関係性をもたらす技術について情報にもとづいた決定を行う。 実現可能な理論をつくりあげ、他の推論の批判をする。
Practice8 情報を手に入れ、評価し、交流する 情報を手に入れ、評価し、交流する。 度重なる推論の上で規則性を探し、それを表明する。
Vasquez, Comer, & Sneider (2013)より翻訳・作成 ちょっと読んだら、すぐに分かるかと思いますが、デザインも「問題を解決する」過程なのですね。科学と工学がとっても良く似ていることに気づくと思います。

浜松竜ヶ岩洞・企業見学 受講者振り返りより

方法について ・何かを実験するときは、他の影響が入ると結果が大きく変わることがあるので、他の影響が入らないようにする。 ・鍾乳洞で、輝緑凝灰岩があったので、その地質を考えて安倍川と比べたいです。また、竜ヶ岩洞の付近には中央構造線によって翡翠がとれる事が分かりました。その周りの地質も考えたいです。 ・何でも「ダメ」や「いい」と決めつけないで、しっかり区別したりする。(添加物)他の人の視点からも考える(イスラム教やユダヤ教でもいいか)。醤油は6カ月ぐらいかかる。→しっかり長く研究する。材料の量だけ変えて新しいものを作る。 ・強酸性で砂糖を熱する。砂糖は、というか物質は酸性中では焦げやすい。→低い温度で加熱しても焦げるのだろうか。 自宅での味噌の作り方。 内容について ・酸味系の調味料では、麹菌や乳酸菌などが出す酸や分解して出す糖やアルコールが重要だと分かりました。また、鍾乳洞では、二酸化炭素を含む酸性水が隆起してきた石灰岩体を溶かして石柱や鍾乳洞を形成したことが分かりました。 ・雨に二酸化炭素がとけ、それが石灰石を溶かして、鍾乳洞ができていく。1cmつくられるのに100日かかる。酸が入ると同じ塩分でもしょっぱく感じる。酸素を入れないようにする。麹菌によって、もろみの色が濃くなる。(小麦の成分も分解される) 海の底にたまった生物の死がいやサンゴが石灰岩となり、それが雨に二酸化炭素が入り、酸性によりとけ、形がつくられる。この時、成長スピードが1cm/年だと書いてあった。醤油は赤だった。ずっと黒かと思っていた。このように、身の回りには思い込みもあるようだ。 ・醤油は菌を使って作る。鍾乳洞は、自然の長い間の年月をかけて作った芸術ということ。酸性の雨でとけて鍾乳洞ができること。 ・発酵するとガスが出る。   感動したことについて ・醤油には麹菌というカビの仲間を使って作っている。麹菌は緑色をしていた。 ・醤油の製造方法で、それをうまく作るには、機械を使ってではできなく、昔からの製造方法で人間がしっかりと管理をしないと、いいものができないことに感動しました。 ・添加物を使ってもいいもの、悪い物に分けたり、使わないようにしたりして、できるだけおいしく、安全なソースを作っていること。イスラム教やユダヤ教の人のことも考えて作っている。自然のもので作ろうとしていること。 ・添加物のカラメル、カラメルにも四種類あり、カラメル第一種~四種のうち、第一種は砂糖をこがしていて、他は一度砂糖を強酸性にし、火にかけ、低い温度で焦げたカラメルを強アルカリ性の液体で中和したものだと知った。まさか強酸性や強アルカリ性なら口に入れてもOKと思っているのか?気になる。 ・ちょっと気持ち悪かった諸味が美味しい醤油になったこと。あと、意外とおいしかったこと。 ・100年で1cmしか鍾乳石が伸びないこと。   その他 ・100mLの醤油には、20mLぐらいの大豆が含まれている。全国には5種類の醤油がある。 ・ウスター、イギリスの地名。酸のpHは3.0~3.5。糖度ウスター>中濃>濃厚。ソースは熟成すると、味が丸くなる。ソースは西の方が甘く、東の方がしょっぱい、すっぱい。カラメル→砂糖をこがす(一類)、強酸、強アルカリで作ると低温度で効率がいい。 ・ウスターというのはイギリスの地名。ここでソースのもとができた。ソースが黒く見える理由は、カラメルのせいだそうだ。カラメルを入れないと、だんだん黒くなっていく。