BricQモーション ベーシック

帆かけ車

おーい!帆かけ車を作って目に見えない押す力を調べましょう。
一番効率的に風をとらえ、一番遠くまで進むことができるのはどのデザインの帆でしょうか?

30~45分
基礎
小学校低・中学年向け
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準備

  • 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。
  • 実験に使うスペースを用意します:
    • 表面がなめらかな場所に長さ約3m、幅約1mのスペースを確保してください。
    • 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。
    • 扇風機がない場合は、収納ボックスの蓋をうちわのように使って風を作るか、息を吹きかけて実験を行います。
  • 押す力の概念を前のレッスンで学習しておいてください。
  • それぞれの生徒の能力や学習進度を考慮してください。個別化 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。

関心を引きつける

(クラス全員、5分)

  • 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。
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  • 風が押したり引いたりする力であり、帆の形が風の力を効果的にとらえることができるようにデザインされている点についてディスカッションを促します。
  • 次のような質問をしてください:
    • 帆かけ車はどのようにして動きますか?風に押されて動きます。
    • 風は目に見えますか?見えません。しかし生徒は風の効果は見ることができます。
  • 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:
    • ビデオには形の異なる帆が何種類出てきましたか?
    • どの形と大きさの帆が一番うまく機能すると思いますか?
  • これから帆かけ車を組み立て、オリジナルの帆をデザインすることを説明します。
  • すべてのグループにセットを配布します。

探究する

(少人数グループ、30分)

  • 生徒をペアに分け、帆かけ車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、形の異なる紙の帆を2種類以上デザインして実験します。
  • パート 1:それぞれの帆で帆かけ車がどこまで進むか予測してもらいましょう。車を走らせる前に、実験スペースの外にブロックやミニフィギュアを置いて車が止まると思った位置に印をつけておきます。巻尺を使って予測した移動距離を測定させます。車を走らせたあとは、実際の移動距離も忘れずに記録させてください。
  • パート 2:生徒がすべての帆を試し終わったら、下の手順に進んでください:
    • 全員がもう1つ新しい帆を作ります (各グループ2つ)
    • 同じように実験します
    • 最も優れている帆の形を選び、その理由を考えます
  • 時間に余裕があれば、クラス全員の一番好きな帆デザインを集めて「レガッタ」レースをしてください。

説明する

(クラス全員、5分)

  • 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:

    • どの形の帆が一番遠くまで進みましたか?それはなぜですか?
  • 帆の形と大きさは風をとらえて車を前に押すのに役立ち、風の向きは車の動きに影響を与えることを説明してください。大きな帆ほど風が押す表面積が大きいため、大きな帆の車は速度が速くなり、帆が小さい車より遠くまで進むことができます。

さらに実践する

(クラス全員、10分)

  • 生徒に質問をしながら、制作した帆と車のデザインの長所と短所を比較させます。質問の例:
    • どの帆が一番遠くまで進みましたか?
    • このデザインが一番優れていると思った理由は何ですか?決め手になったのは形ですか?大きさですか?それともデザインのほかの要素ですか?
    • どこを変えるとさらに良くなりますか?
  • 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。

評価する

(レッスン全体を通して)

  • 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。
  • 誘導する質問をしながら、生徒がモデル制作の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」、説明するよう促します。

この学習におけるルーブリックの例

  • それぞれの生徒が、異なる帆デザインが風をどのようにとらえ、車を押す力にどのように影響を与えるかを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」の意味を詳しく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。
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ヒント

組み立てのヒント

  • はさみで紙を切るか、手でやぶいて帆を作ります。色々な折り目を試すよう促してください。折り目をつけると、その方向の負荷に強くなります。
  • レゴ® ペーパークリップパーツを使って帆の上と下を固定します。紙が薄すぎるとクリップの間からすり抜けてしまう場合があります。この場合は紙を折って厚みを2~3倍にすると解決します。
  • 帆は標準デザインの車モデルに取り付けることができるよう、高さを15cm以上にしてください。また、マストを高くしたり低くしたりしても構いません。この場合は帆の高さも変える必要があります。
  • 扇風機のほか、収納ボックスの蓋をうちわのように使うか、息を吹きかけて風を起こしてください。
  • 実験をするたびに、車が止まった位置にチェッカーフラッグをもったミニフィギュアを置いて目印にします。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。

個別化

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:

  • 2種類の帆デザインのみで実験を行う (帆の形状は長方形と三角形に限定する)

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:

  • 異なる素材を使った帆 (レゴ® ブロックのみ、段ボールなど) で実験を行い、性能に与える影響を評価する

発展課題

(注:時間が別途必要です。)
数学スキルの向上を図るには、レゴ ブロック2個分、5個分、10個分を単位として使用して帆かけ車の移動距離の予測、測定、比較を行います。

小学校学習指導要領算数 第2-第1学年-2-C-(1)

教師用サポート

学習内容:

  • 帆かけ車を通して、さまざまな強度の風の物体を押す効果について調べる
  • レゴ® エデュケーション BricQモーション ベーシック セット (生徒2人あたり1セット)
  • 中サイズの卓上扇風機2~3台 (生徒8人当たり1台が理想的)
  • 鉛筆
  • ハサミ
  • 各グループに紙3枚
  • メジャー

小学校学習指導要領
国語 1~4年生 考える力、 説明や経験の報告、グループで話し合う
算数 1~3年生 2位数、分数、mm、cm、秒
理科 3~6年生予想や仮説、観察、実験、計測して制御する
生活 具体的な活動や体験、他教科との関連、比べる、試す、見通す、工夫する
図画工作 創造的につくったり表したりする、つくりだす喜びを味わう
総合的な学習の時間 探求的な見方・考え方、横断的・総合的な学習を行う

生徒用資料

生徒用ワークシート

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