「探究のテーマは何にしよう？」
「やる気はあるけど探究テーマがみつからない！」
このような探究のテーマ設定に悩みを持つ中学生や高校生は、あなただけではありません。この記事では、中高生向けの探究コンテスト「自由すぎる研究EXPO」に寄せられた応募作品から「工学」に関するものの一覧を紹介します。探究学習だけでなく、「工学」の課題研究やレポートの題材に悩んでいる方も必見です！
日本全国の中学生や高校生たちがこれまでどんな探究をしてきたのか、先行する探究の成果を見てみよう！みんなの「工学」に関する理解や興味の促進に少しでもお役に立てると幸いです。
応募作品
2023年度
| 応募作品タイトル | 受賞履歴 |
|---|---|
| 慣性モーメントが変化するフライホイールを用いた風力発電 | |
| チューブ食品を適量出せるロボットの開発 | |
| Jet Devices to Help Further Space Exploration | |
| 今使われている飛行機の主翼よりも優れた主翼の形状 |
2024年度
| 応募作品タイトル | 受賞履歴 |
|---|---|
| ランドセルカバーに太陽光発電を用いた ペルチェ素子による冷却効果について | 金賞（称賛団体賞） |
| 和紙とこんにゃく糊を用いた気球素材の開発 | 金賞（称賛団体賞） |
| 量子物理学からみる「どこでもドア」の可能性 | |
| 棒テンプ機構の再現と分析 | |
| 揚力と凹凸との関係 | |
| 効率良く発電できる羽の形について |
2025年度
| 応募作品タイトル | 受賞履歴 |
|---|---|
| 人工漁礁を利用した環境保護 -楽しく釣りができる環境を 次世代へ- | 金賞（称賛団体賞） |
| 自作水中ドローンで水環境の未来を変える ~低コスト水中ドローンの開発と実証実験~ | 金賞（称賛団体賞） |
| 段ボールが世界を救う！ソーラーフードドライヤーの開発に関する研究 ～自然乾燥と人工乾燥のハイブリッド装置による食品ロス削減プロジェクト～ | 金賞（称賛団体賞） |
| 下敷き変形時における音の発生原理 | 金賞（称賛団体賞） |
| 魚の刺身はなぜ光る? ~刺身の表面に見られる構造色の探索的研究~ | 金賞（称賛団体賞） |
| reCAPTCHAを突破するロボットの研究 〜カーソルの軌道と時間〜 | 金賞（称賛団体賞） |
| 東京タワーをロケットにしました | 金賞（称賛団体賞） |
| ものづくりPJ -小屋づくり計画- | 金賞（称賛団体賞） |
| 金継ぎ×構造物 ～福井の伝統工芸技術『金継ぎ』による構造物の維持管理＆啓発活動～ | 金賞（称賛団体賞） |
| 玉虫型飛行器 | |
| 接着剤を利用したスペースデブリ除去装置の開発 | |
| AIによる自動運転ミニカーの製作 | |
| リブレット加工を施した飛行機の燃費向上の未来へ | |
| 水資源を有効活用する 節水型ミスト栽培システムの開発 | |
| 小型の文化財を守るスライムを利用した免震装置の開発 | |
| パルスジェットエンジンの開発 | |
| ペルチェ素子を用いた発電服を実用化させるために | |
| 潮流発電におけるディンプルと発電効率の関係 | |
| 左手タイピングでQWAERTYを超える | |
| 環境汚染と健康被害を防ぐ 農薬の泡散布システムの開発 |
応募作品ピックアップ
作品紹介：「ランドセルカバーに太陽光発電を用いた ペルチェ素子による冷却効果について」
＜土浦日本大学中東教育学校＞
夏、ランドセルの表面温度を測ってみると６０℃を超えていた！しかも、通気性が悪いランドセルはその熱をダイレクトに小学生に伝えてしまう……そんな現状を、この探究を推し進めた生徒は背中に当たるランドセルの部分を冷却することで変えようと試みます。
ソーラーパネルとペルチェ素子を組み合わせ作った冷却装置は、小学生の登下校の邪魔せず効果を発揮できて超クール！小学生にどこまでも寄り添っていることがわかる、中身の濃い探究活動を垣間見ることができました。
作品紹介：「あなたの筆跡、そのままデジタルへ 「Script Sync」~筆談補助技術の研究開発~」
<広島県立広島叡智学園高等学校>
この探究は「プログラミングで価値を創出したい！」「筆談の難しさを解決したい」という思いから始まりました。
その思いを叶えるべく、中学生の頃から学んでいたプログラミングを使い、筆跡をデジタルにするアプリ開発に乗り出しました。
というのも、発声・聴覚障害を持つ患者との意思疎通に多く使われる筆談では、筆跡の癖が誤解や読みにくさを生むことがあるためです。
自身が祖父との筆談の中で読みにくさを感じた経験から、医療・福祉の現場でも筆談が大きな課題であることに気がつき、アプリとして実装するに至るまでの行動力には驚かされます。
自分だからこその出発点を活かしながらも社会的な意義も叶える、素晴らしいテーマですね。
開発のために、プログラミングを構築し、検証を進めるとともに、教授や企業の方々とも意見交換をしました。
積極的にプロジェクトを進めていく姿が輝いています。
研究論文
「探究」と「研究」で目指すものが異なります。中高生のみんなからすると堅苦しく感じてしまうかもしれません。ですが、こういった学びの分野があるということは知っていることで損はしないので、今後の参考として「工学」に関連する「研究」の論文をいくつかご紹介しますね！
| タイトル | 学位授与大学 |
|---|---|
| ブーゼマン複葉翼の低速および遷音速流れにおける空力性能向上に関する実験的研究 | 大学改革支援・学位授与機構 |
| 航空機の安定微係数の推定値を用いた風の推算 | 大学改革支援・学位授与機構 |
| 炭素繊維強化樹脂により補強した鋼トラス部材の耐震補強効果に関する研究 | 立命館大学 |
| 鋼I形桁の曲げおよびせん断に対する合理化設計および構造に関する研究 | 立命館大学 |
| 放射電磁波と電磁妨害の双方を考慮した情報セキュリティの研究 | 奈良先端科学技術大学院大学 |
| 回転機械の異常診断手法に関する研究 | 大阪市立大学 |
| 自動定理証明における補助命題の実装について ―幾何学基礎論を題材として― | 甲南大学 |
| マイクロ･プローブホール電界イオン顕微鏡法を用いた単一原子位置における電界吸着構造と最良結像条件に関する研究 | 大阪公立大学 |
| 地方部における地域公共交通の活性化と相乗りの導入に関する研究 | 富山大学 |
| 暗号モジュールから生ずるサイドチャネル情報の計測困難化手法に関する研究 | 奈良先端科学技術大学院大学 |
レファレンス
【出典】Association Press,「新書マップ」（参照 2024.6.18, https://shinshomap.info/）（参照 2024.7.19, https://ndlsearch.ndl.go.jp/rnavi）
- 技術・工学：8項目
・材料工学
・エネルギー工学
・情報・通信・電子工学 など
興味のありそうな探究テーマを紹介！
企画／編集：自由すぎる研究EXPO事務局
