4.1　中学校技術科の取組み

　中学校にSTEAM教育を導入するために中心となるのは，教科の目標に「生活や社会の中から問題を見いだして課題を設定し，解決策を構想し，実践を評価・改善し，表現するなど，課題を解決する力を養う．」と述べられている技術・家庭科の特に技術分野（技術科）である．技術科の内容には「材料と加工の技術」，「生物育成の技術」，「エネルギー変換の技術」，「情報の技術」があり，これらの技術を総合的に活用して課題解決に取り組むことがSTEAM教育として位置付けられる．筆者も執筆編集に関わる中学校技術科の教科書⁽⁷⁾では，主に機械や電気の基礎を学ぶ「エネルギー変換の技術」の課題解決学習の事例として，さくらんぼ収穫ロボットや福祉車両の昇降装置などを取り上げている．

　中学校技術科の“技術による問題解決”で取り組むことを想定して開発した，メカナムホイールによる優れた旋回性能を持ち，ジョイスティックで手動操縦するRCカーを図2に示す⁽⁸⁾．メカナムホイール及び先端部に取り付ける機構モデル（つかむ機構や持ち上げる機構など交換可能）は独自に設計して3Dプリンタで製作した．本体とジョイスティックの通信には，小形マイコンボードのmicro: bitを2台使用する無線通信機能を使用した．

　中学校技術科だけでは，時間数が各学年で週1，1，0.5時間しか確保できないため，この時間数では充実したSTEAM教育の実践は難しい．そのため，理科や数学，美術などの教科と合わせて，目標に「探究的な見方・考え方を働かせ，横断的・総合的な学習を行うことを通して，より良く課題を解決し，自己の生き方を考えていくための資質・能力を次のとおり育成することを目指す．」とある「総合的な学習の時間」なども積極的に活用しながら取り組むことが求められる．

4.2　高等学校情報科での取組み

　高等学校にSTEAM教育を導入するために注目されるのは，教科の目標に「情報に関する科学的な見方・考え方を働かせ，情報技術を活用して問題の発見・解決を行う学習活動を通して，問題の発見・解決に向けて情報と情報技術を適切かつ効果的に活用し，情報社会に主体的に参画するための資質・能力を次のとおり育成することを目指す．」とある「情報」である．本教科は，2025年大学入学共通テストにて科目「情報Ⅰ」が導入されたことでも注目されている．その内容には「情報社会の問題解決」「コミュニケーションと情報デザイン」「コンピュータとプログラミング」「情報通信ネットワークとデータの活用」があり，これらは正に現代を生きる全ての高校生に求められるものである．選択科目「情報Ⅱ」では更に高度な内容が用意されており，その目標に「探究の見方・考え方を働かせ，横断的・総合的な学習を行うことを通して，自己の在り方生き方を考えながら，より良く課題を発見し解決していくための資質・能力を育成することを目指す．」とある．また，2022年から導入された「総合的な探求の時間」なども積極的に活用しながら取り組むことで，より充実したSTEAM教育に取り組むことができると考えられる．

4.3　高等学校工業科での取組み

　高等学校には多くの生徒が学ぶ普通科のほかに，工業系，商業系，農業系などの学科がある．工業科ではSTEAM教育のTechnology（技術）やEngineering（工学）に関して，機械や電気，建築などの専門科目を学んでいる．普通科の高等学校でSTEAM教育を推進するために，工業科で学んでいる事項は多いに参考になるはずである．

　高等学校工業科で履修する科目の中で，必修科目でもある「課題研究」の目標は，「工業に関する課題を発見し，工業に携わる者として独創的に解決策を探究し，…」とあり，1990年代から様々な作品製作，製品開発，調査，研究，実験などに取り組んでいる．これまでの「課題研究」の取組みの蓄積を地域の中学校や普通科の高等学校でも実現可能な形で広めることが，STEAM教育の活性化にもつながると考える．筆者は22年間，高校工業科にて機械やロボットをテーマとした「課題研究」の指導に取り組んできたが，このことはSTEAM教育の実践研究においても大いに役立っている．

　機械系の課題研究で取り組むことを想定したSTEAM教育の題材として開発したコーヒー焙煎機を図3に示す⁽⁹⁾．このコーヒー焙煎機は内部に設置された電気モータで回転する回転ドラム内にコーヒーの生豆を240g投入して，下部に設置したガスコンロで約12分加熱することで，水分が蒸発するとともに茶色く焙煎され，約200gの焙煎豆ができる機械である．焙煎中の温度は熱電対や赤外線温度計で計測するとともに，焙煎豆の色の変化を観察しながら，焙煎終了の煎り止めは，浅煎りから深煎りまで，人間の判断で行う．

　本体は金属製の板や棒を使用して，切断や穴開けなどの加工をした後，ねじ止めで組み立てる．このコーヒー焙煎機は，工業高校機械科にある基本的な工具や工作機械の設備があれば，それほど難易度は高くなく製作できる．また，完成したコーヒー焙煎機を活用して，SDGsの観点から，コーヒーを通して環境や社会，経済などを幅広く考える展開も想定できる．

5.1　アプリケーション開発

　スマートフォンによるアプリ操作は，私たちの生活に欠かせないものになっている．そのため，このアプリを利用する側ではなく，開発する側になる取組みは，生徒たちの興味を喚起すると考えられる．マサチューセッツ工科大学（MIT）が提供するアプリケーション開発ソフトウェアのApp Inventor⁽¹⁰⁾はクラウドベースのツールであるため，Webブラウザだけでアプリ開発ができる．最初は画面に大きさや色を考えてボタンを配置して，これをクリックすると音声を発するものから取り掛かる．次にGoogleマップの緯度・経度を入力しておき，ボタンをクリックするとある場所の地図を表示する．更に計算や論理，時間，カメラによる撮影などを組み合わることで，本格的なアプリ開発ができる．近年ようやく日本語に対応してきたため，STEAM教育にも活用しやすいと考える．コーヒー焙煎機と関連して開発した，コーヒーの産地を知るアプリを図4に示す．

5.2　メカ設計教材の開発

　何らかの形のある動くものを作って課題解決を行おうとしたとき，基本となるのがメカ設計である．ここでは機械工学の基礎として学ぶ，リンク機構や歯車，ねじなどの適切な使い方を押さえておきたい．2024年にNHKで放映されている“魔改造の夜 技術者養成学校”に「魔改造の夜で勝つ『メカ設計』の秘密」のタイトルで講師役として出演させて頂き，その一部を紹介して，幾らかの反響があった．現在開発中のメカ設計教材は，実際の製作に入る前に，機構模型で動きの確認ができるものである．具体的には，直径3mmの穴が縦・横20個×20個＝計400個開いた設計ボード上に，様々用意したリンク棒，歯車，カム，ねじなどを組み合わせて，メカニズムを製作するものである．完成したモデルは手回しまたは駆動軸に電気モータを取り付けて回転させることができる．今後はこのメカ設計教材を完成させて，STEAM教育で活用していきたいと考えている．