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ソニーが中学校で出張授業――若手エンジニアが生徒に伝える“モノづくりの面白さ”

実験を通してレンズ、センサーの仕組みを学ぶ

ソニーが中学生向けに出張授業をしている。カメラを題材に、理科の原理や最先端のデジタル技術を学びながら、理系人材育成やキャリア教育に繋げていく取り組みだ。

今回の舞台はサレジアン国際学園世田谷中学校・高等学校。中学1年生を対象に開催された特別授業『カメラで学ぼう 光の原理と画像処理技術』の現場を取材した。

サレジアン国際学園世田谷中学校・高等学校

理科教育×キャリア教育

この取り組みが始まったのは2023年。NPO法人「企業教育研究会」と協力して授業の開発や運営を行っている。応募があった都内や横浜近郊の学校を中心に訪問しており、これまでに15校ほど、累計で1,000名以上の中学生がこの授業を体験してきたという。

授業のテーマは理科(物理・光)教育を主軸に、デジタル教育とキャリア教育を組み合わせたものだ。

「もともとソニーでは、当社ならではのテクノロジーやサービスを通じて社会に貢献し、子どもたちの教育を支援していく活動に注力してきました。その一環として、理系人材の育成を目指してスタートしたのがこの取り組みです」と語るのは、本企画の立ち上げから関わるソニー株式会社 サステナビリティ推進部門の山川氏。

幅広い製品やサービスを展開するソニーの中で、題材としてカメラを選んだ理由は大きく3つあるという。1つ目は、中学1年生の理科で習う「光の屈折や像、焦点」といった学習指導要領の内容に直結している点。2つ目は、イメージセンサーや画像処理など、現代の情報化社会を支える先端技術を学べる点。そして3つ目は、生徒たちにとってスマートフォンという最も身近な存在を入り口にできる点だ。

光学レンズから高精細なイメージセンサー、画像処理技術、そしてスマートフォンまでを自社で幅広く手がけているソニーだからこそ、身近な道具の裏側にある技術の繋がりを一気通貫で体験させることができるのだとか。

取り組みの意図について「教科書で学ぶ理科の原理と、社会の製品やエンジニアの仕事との関連性を伝えることで、理系分野で働くという未来のイメージを少しでも具体的に持ってもらいたい」と狙いを明かす。

今回で15校目となるが、これまでの生徒からの反響については「理科に関心を持った」「身近な理科が仕事に繋がっていることが分かった」というポジティブな声が多かったという。また学校の教員側からも、企業ならではの本格的な機材や、現役エンジニアが直接語りかける授業構成が高く評価されているとのこと。

レンズ、イメージセンサー、スマホ……「手触り感」重視の実験

今回の授業を担当したのは、ソニー株式会社で画像処理のアルゴリズム開発を手がける入社3年目の若手エンジニア、原田莉理子さんだ。普段はαシリーズなどに搭載される画像処理半導体(チップ)向けに、色合いや明るさを整えて高画質化するアルゴリズムの研究・開発に携わっているという。

講師を務めたソニー株式会社システム技術部の原田莉理子さん

授業はまず「いい写真とは?」を問うところから始まった。スライドに映し出されたのは、「背景が美しくボケた鳥の写真」「街の光が路面に反射する幻想的なイルミネーションの写真」「滑らかな質感のプリンの写真」の3点。

積極的に手が上がり、生徒たちからは「背景がぼやけていて見せたいものにピントが合っている」「木々のイルミネーションが道路に反射していて幻想的だから」「主役のプリンのツルッとした質感が綺麗に捉えられているから」など、鋭い視点でそれぞれが思う良い写真についての意見が飛び交った。

原田さんは「実は、この中で1枚だけが正解というものはありません。写真の良さは撮る人や見る人によって様々。ソニーでは撮影者が望む写真を思い通りに撮れるよう、製品にさまざまな工夫を凝らしています」と語り、その工夫を「レンズ」「イメージセンサー」「画像処理」の3大要素に分解して解説を進めていった。

レンズの仕組みを学ぶパートでは、本物のカメラレンズを真っ二つに切断した「カットモデル」を観察した。生徒たちは幾重にも重なるガラスの断面を覗き込み、構造の複雑さに関心していた様子だった。

凸レンズ・凹レンズの実物を手元で動かし、どこでピント(焦点)が合って像が綺麗に見えるかを確かめる実験も実施。

さらに、巨大な超望遠ズームレンズ「FE 200-600mm F5.6-6.3 G OSS」を取り出し、事前に校内から撮影した遠くの風景写真とスマートフォンの標準カメラで撮った比較写真を生徒たちに披露。光学ズームならではのディテールに、生徒からは驚きの声が上がった。

凸レンズと凹レンズを使った実験
長い廊下で超望遠レンズとスマートフォンで撮影した画像の比較を紹介

また、普段は触ることができないカメラの心臓部「イメージセンサー」の実物も登場。フォトダイオードと光の三原色(RGB)カラーフィルターによって光を電気信号へと変換する仕組みが解説された。

授業終盤のスマートフォンのパートでは、各班に「Xperia」の実機を配布。生徒たちは2人1組になり、背面に並ぶ複数のカメラレンズを指で順番に塞ぎながら倍率を切り替える実験を行った。

「なぜスマホのカメラは複眼になっているのか」を指先の感覚で確かめた後、原田さんから「薄く小さなスマートフォンの中でカメラのようなボケ味や暗所撮影を実現するために、高度な画像処理技術とコンピューターの計算力が欠かせない」という技術の背景が明かされた。

この出張授業で、中学生に伝えやすくするために最も工夫しているのは「手触り感を持った体験設計」だという。一方通行の講義形式ではなく、生徒自身が手を動かす実験パートも多く用意されている。

「物理はみんなを幸せにする力」

授業を終えた生徒たちに話を聞くと、教科書と実社会が繋がったことに対する率直な感想が返ってきた。

「受験勉強のとき、像がひっくり返るろうそくの実験を解きながら『これって何の意味があるんだろう』って思っていました。でも、こんなに身近なカメラの技術に繋がっているんだと知って驚きましたし、最新技術の話も聞けてすごく面白かったです」

「今まで物理ってすごく面倒くさくて、正直やりたくない感じでした。でも、カメラの中にこんなに大量のレンズが入っている理由を知って、物理って遠ざけるものじゃなくて、もっと楽しいことがあるんだと思えました」

「物理はみんなを幸せにする力!」

授業終了後に、個別で質問に訪れる生徒も

今回の授業を担当した原田莉理子さん自身も、中学生時代の理科の授業をきっかけにエンジニアの道を志したという。

「生徒の皆さんが1つ1つの実験に『わーっ!』と素直に声を上げてくれて、本当にやりがいを感じました。学校で学んでいる知識が将来どんな仕事やモノづくりに結びつくのか、それを知るだけでも日々の勉強はぐっと面白くなるはずです。勉強の面白さを感じて、その先でいつか一緒にカメラを作れる仲間になってくれたら嬉しいですね」と、次世代への期待を込めてメッセージを語ってくれた。

未来のエンジニアとカメラファンを育む

今後の展開について山川氏は、「ソニーが培ってきた技術やテクノロジーを活かして、今後も次世代に向けた教育支援を継続していきたい」と語る。現在は事業所のある都内や横浜近郊を中心としているが、応募枠を超える関心が寄せられているという。

現場のエンジニアと生徒たちが直接言葉を交わすこうした取り組みは、教科書の内容が身近な製品にどう使われているかを知る貴重な機会となっている。

スマートフォンなどで日常的に写真を撮る若い世代が、身近な道具の裏側にあるモノづくりやテクノロジーに関心を持つきっかけとして、今後もこうした取り組みの広がりに期待したい。

本誌:宮本義朗