プッシュカー・ダービー

• 付属の生徒用資料をよく読んでおきます。授業ではプロジェクターを使って生徒用資料を表示すとよいでしょう。
• 関連性のある概念 (押す力、引く力、摩擦、距離の測定など) を前のレッスンですべて学習しておいてください。
• 表面がなめらかな床の一部を片付け、プッシュカーを走らせることができる長さ1m以上のレーストラックを用意します。マスキングテープを使ってスタートラインを引きましょう。
• それぞれの生徒の能力や学習進度を考慮してください。全員がレッスンを楽しめるよう、必要に応じて個別化します。下の個別化セクションを参考にしてください。

• ビデオを見せる前に、下の質問をしてください:
  • モーターを使わずに車を動かすにはどうすればよいですか？
  • プッシュカー・ダービーについて聞いたことがありますか？
• ここで生徒用ビデオを見るか、付属の生徒用資料から再生してください。

• プッシュカー・ダービーのビデオで何の力が働いていることに気づいたか、簡単なディスカッションを促します。
• サポートが必要な生徒がいる場合は以下のような質問で誘導します:
  • 車の速度を決めたものは何でしょうか？押す力の強さ、丘の傾斜、摩擦。
  • 車から手を放すとどうなると思いますか？進み続ける。
  • 車の速度を落とすことができるのは何ですか？ブレーキ、摩擦。
• これからプッシュカーとスプリング式の発射装置を組み立てることを説明してください。
• すべてのグループにセットを配布します。

• 生徒をペアに分け、プッシュカーのモデルを組み立ててもらいます。ブロックを探す役と組み立てる役を、ステップごとに交代しながらモデルを完成させるよう指示してください。
• 組み立てに役立つ情報は下のヒントを参照してください。
• 組み立てが終わったら、すべてのチームの発射装置をスタートラインに並べてもらいましょう。
• 車を走らせる度に移動距離を測定するよう指示します。定規を使っても、そのほかの測定器を使っても構いません。
• 実験をはじめる前に以下の指示を与えます:
  • スプリングを押すか引いて固定します。この動作によってスプリングが格納され、形が変わることに触れてください。
  • 車をミニフィギュアの隣に置きます。
  • ヒント:押す役割を果たす黄色のブロックに触れるまで車を後ろに引いてからスプリングをリリースすると、移動距離が一番伸びます。生徒にやり方を実演します。
  • スプリングをリリースし、どこまで進むか観察します。
  • 黄色のブレーキをかけた状態で押してから外し、ブレーキなしで車がどこまで進むか観察します。
  • ブレーキありとなしでそれぞれ3回ずつ実験します。実験をするたびに、車が止まった位置にチェッカー柄の旗をもった別のミニフィギュアを置きます。前回よりも移動距離が伸びた場合はミニフィギュアを新しい停止位置に移動してください。距離が伸びなかった場合は前回のままにします。
• 実験の結果は生徒用ワークシートに記録させてください (教師用サポート- 補足資料)。

• 生徒を集めて、組み立てたモデルについて発表してもらいます。

• 次のような質問をしてください:

  • ブレーキが車の移動距離におよぼす影響について、どのようなことに気づきましたか？
    ブレーキは車の車輪に押しつけられ、速度を落とす役割を果たしていることを説明します。
    また、床からも車に対して押す力が働きます。これは「摩擦」と呼ばれます。
  • 一部の実験でほかの回よりも移動距離が長くなったのはなぜですか？
  • 押す力についてどのようなことに気づきましたか？

• 発射装置の矢印に注目させます。

  • 発射装置に矢印が2つあるのはなぜでしょうか？
  • 矢印は何を示しますか (押す力/引く力)？

• 摩擦について詳しく解説するため、空中で手を振るよう指示します。簡単に手を振ることができるのは摩擦が低いからだと説明します。今度はテーブルの上で手を左右に動かしてもらいます。手を強く押しつけるほど左右に動かすのが難しくなることを説明します。これは、摩擦が高くなるためです。車のブレーキも同じように機能します。

• 発射装置をすべてスタートラインに並べてもらい、プッシュカー・ダービーをしましょう。誰の車が一番遠くまで進むでしょうか？それはなぜですか？
• 生徒がモデルを解体してブロックをトレーに仕分けし、作業スペースを片付ける時間を設けてください。

• 授業中に生徒に「なぜ」や「どのように」といった質問を投げかけて、学習の中心となっている概念についての考察を促してください。
• 生徒がモデル制作をする際に、問題を解決するために行った決断の思考プロセスや論理付けについて、「声に出して考え」たり説明するような声かけをします。

この学習におけるルーブリックの例

• それぞれの生徒が、様々な力を加えることで押す力や引く力がどの様に物体の速度を上げたり下げたりするか説明する力を評価します。
• 次のルーブリックを参考に、評価規準や判定基準を作成しましょう。
  1. 追加の支援を必要とする
  2. 支援を受けずに作業できる
  3. 他の生徒に教えることができる

自己評価

• それぞれの生徒に、自分の成果に最もよくあてはまるブロックを選ばせます。
  • 緑:「押す力」と「引く力」の意味を説明することができると思う。
  • 青:「押す力」と「引く力」の意味を説明することができる。
  • 紫:「押す力」と「引く力」の意味を説明することができ、クラスメートの理解を助けることもできる。

仲間のフィードバック

• グループごとに、グループで一緒に作業をした体験について話し合ってもらいます。
• 下のような文章を使うよう促してください:
  • 君が…したのはとても良かったと思う。
  • 君が…した時のことについてもう少し聞きたいな。

組み立てのヒント

• このモデルはやや難易度が高めです。組み立て方を間違えている生徒を見つけたら、作業を進めて問題が大きくなってしまう前に教えてあげてください。ほとんどの生徒が、20分以内に発射装置を完成させることができるはずです。実験のための時間を確保するために、20分が経過した時点で組み立てを止めさせることをおすすめします。車が完成していない生徒にはマーカーや丸めた紙を代わりに使わせます。
• レッスンの前にモデルを実際に作ってみてください。これをモデルの正しい構造や機能を生徒に見せるためのお手本として使います。
• 車の発射:
  • 片方の生徒が黄色の矢印の上で車を前に引き、発射装置を固定します。
  • もう片方の生徒は車をミニフィギュアの隣に配置します。エネルギーの伝達を最大限にするために、押す役割を果たすブロックに車が接触しているようにします。
  • スプリングをリリースし、車を発射させます。

学習に困る生徒が多い場合は、次のように学習方法を工夫してみましょう:

• 黄色の箱を使わず、車のベースのみを押す練習をさせる

この学習で物足りない場合は、次のように学習方法を工夫してみましょう:

• 発射装置を組み立て直してスプリングの位置を変更し、発射装置の性能が向上するかを観察させる (発射装置にスプリングは必要なのか？)
• 移動距離がさらに長いプッシュカーをデザインできるか挑戦させる

(注:時間が別途必要です。)
数学スキルの向上を図るには、複数の異なる目印を使って車の移動距離を測定し、比較させます。例えば、レゴ ブロック何個分、レゴ スタッド何個分、靴何個分など、クリエイティブな単位を使って距離を測定します。

小学校学習指導要領算数　第2-第１学年-2-C-(1)