この指導案は、NPO法人企業教育研究会とソニーの現役エンジニアが協力して実施する中学生向けの授業「カメラで学ぼう！光の原理と画像処理技術」の指導案（1コマ50分）です。光の性質やレンズ、イメージセンサー、スマホの画像処理技術を、実物のレンズやセンサー・実機を使った実験・観察で体験的に学び、物理の原理がエレクトロニクス製品開発を支えていることやエンジニアの仕事の魅力に気づきます。
| 対象 | 中学生（中学校1年生を想定） |
|---|---|
| 教科等 | 理科、総合的な学習の時間、キャリア教育 |
| 時間 | 1コマ（50分） |
| ねらい |
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| 準備・教材 | レンズ（凸・凹／撮像レンズ）、カメラのレンズ断面、イメージセンサー、スマホ実機（Xperia等）、スライド、ワークシート |
| 時配 | 学習活動と内容 | 活動の備考 |
|---|---|---|
| 5分 |
1. 導入
自己紹介、目標・テーマを知らせる。
発問：「どれがいい写真か？」
「いい写真は人それぞれ」とし、様々な人の要望に答えるための要素として授業の学習項目を提示する。
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各項目への興味を引き出す。 |
| 15分 | 2. レンズについての学習 凸レンズと凹レンズについて説明する。手持ちのレンズで映る像とカメラの写真の違いを相談し、カメラ用レンズの仕組みを考える。カメラのレンズには複数のレンズが組み合わさっていることを伝え、手持ちのレンズで簡単なズームレンズの実験を行う。レンズの組み合わせの工夫で様々な像が作れることをソニー製品を例に解説する。 | レンズを配布し実際に見ながら考える。カメラのレンズ断面を見る。凹凸レンズを組み合わせて実験。撮像レンズで撮影しながら解説。 |
| 10分 |
3. イメージセンサーについての学習
発問：「レンズで集めた光を、どのように写真として記録するのだろうか」
デジタル写真はピクセルの集合であり、その一つ一つを記録する装置としてイメージセンサーを紹介する。イメージセンサーが半導体で構成され、色を認識するためのカラーフィルターが使われていることを観察する。イメージセンサーの種類や利用目的の違いを確認する。
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イメージセンサーを配布し観察してもらう。 |
| 12分 | 4. スマホ・情報処理についての学習 生徒にとって最も身近なカメラであるスマホに話題を移す。Xperiaのカメラ機能を操作しながら製品上の工夫を知る。複眼の理由や本体側での情報処理について学習する。一眼とスマホの違いなど、ユーザーの目的に合わせた製品づくりや最近の製品動向を解説する。 | 実機を配布しカメラ部分の観察や機能を学習。情報処理技術の進化がカメラ製品の向上を支えていること、企業がどのような目的・意図で製品開発をしているかを知る。 |
| 8分 | 5. カメラに関する仕事とは 授業者の仕事について、内容ややりがいを伝える。本時の振り返りとまとめを行う。 | キャリア教育の観点から、カメラに関する仕事・エンジニアへの興味を醸成する。 |
