レゴ® シンプルマシンセット

メインアクティビティ: メリーゴーラウンド

歯車の歯の数や位置によって別の歯車を動かす速度がどのように変化するかを調べ、その仕組みを学びます。

30~45分
入門
小学校
merry-go-round-connect

1. 結びつける

5-10分

サムとサリーは、遊園地が大好きです。いちばんのお気に入りは、メリーゴーラウンドです。 ぐるぐる回りながら、友達や家族に手をふります。

あなたもメリーゴーラウンドが好きですか?
どんなところが、いちばん好きですか?
メリーゴーラウンドを回すのに必要な、基本的な機械は何でしょう?

メリーゴーラウンドを組み立てましょう!

merry-go-round-connect

2. 組み立てる

10-15分

1. メリーゴーラウンドモデル A6 を組み立てて、回しましょう。
組み立て説明 A(34-42 ページ、手順 1-11)に従って、組み立てまし ょう。

メリーゴーラウンド A6 を組み立てたら、以下を確認してくださ い:
黄色いハンドルを回して、メリーゴーラウンドが回転すること を確かめます。
ミニフィグがしっかり取り付けられているか確かめます。児童 には、サムまたはサリーを 使わせてください。なお、メリーゴ ーラウンドに付けるのは一体だけにしたほうが、メリー ゴーラウンドが何周したか数えやすいことを教えてください。

merry-go-round-building-instructions-front

ヒント
駆動歯車は外部からの作用点、ここでは手 で黄色いハンドルをまわして回転させるこ とを、教えてください。

merry-go-ound-hands

3. よく考える

10-15分

2. 歯車の歯数を数えます。赤い点のところから数えはじめましょう。

tow-gear-number

モデル A6: には、2 つの歯車が使われています。 平歯車(8 歯)とクラウン歯車(24 歯)です。

3. モデルの絵をよく見て、メリーゴーラウンドモデル A6 と A7 を比 べます。
ちがうところに、○をつけてください。
何がわかりましたか?2つのモデルが、どのようにちがうのか、説明してください。
児童にモデル A6 と A7 の大きさと、使われている歯車の数が異な ることを教えてください。

4. 次に、モデルの絵をよく見て、予想します。
モデル A6 と A7 を比べ、どちらのメリーゴーラウンドモデル (A6/A7)のほうが、速く回ると 思いますか。
実際のメリーゴーラウンドで歯車装置が異なると、どのようなこ とが起こるか児童と話し合っ てください。予想に対する正解はモ デルA7ですが、この段階では答えが正しくても間違っ ていても 構いません。予想させて、それを後で確かめてください。

5. メリーゴーランドモデル A6を実験しましょう。
サムまたはサリーを1周させるには、ハンドルを何回まわさな ければならないでしょう?
*ハンドルとミニフィグ両方の開始点を観察させてください。正 しく観察するために、必ず1 回以上試させます。答えをワーク シートに書くよう、指導してください。
メリーゴーラウンドモデル A6 を1周させるには、ハンドルを 3 回まわさなければなりませ ん。歯車比は 3:1;で、これはギア ウ ンになります。(なぜならば 24/8 = 3/1 なので)。この場 合、メリーゴーラウンドの回転速度は遅くなります。アングル 歯車装置は、90 度の角度で回 転運動を伝えることを、教えてく ださい。

注:
メリーゴーラウンドモデル A6 の例を、モデル A7と比べるた めに、覚えておくように指 示してください。

6. メリーゴーラウンドモデルA7を組み立てて、回します。
組み立て説明書 A(44-52、手順 1-11)に従って、組み立てましょ う。
歯車を見てもらい、歯数を数えさせてください。このモデルに は、4 つの歯車が使われてい ます。小さな平歯車(8 歯)が2 つ、ク ラウン歯車(24 歯)が1 つ、大きな平歯車(40 歯)が 1 つです。

merry-go-round-building-instructions-front

7. メリーゴーラウンドモデルA7を、実験します。
ハンドルを3回まわしたら、サムとサリーは、何回まわるでしょ う/?
上述のとおり、ハンドルとミニフィグの開始位置に注意するよう 指示します。正しく観察す るために、必ず1回以上試させます。

40 歯の歯車が 3 回転すると、メリーゴーラウンドは5周します。歯車比は 3:5,で(なぜならば 24/40 = 3/5 のため )、メリーゴーラウ ンドは最も速い速度で回ります。

ヒント
児童を二人ひと組みにして、一人がハンドル を1周させるときに、もう一人がミニフィグを 観察するようにします。

8. 最後に結果を書いて、予想がどうだったか、確かめます。
メリーゴーラウンドモデル A7 は、40 歯の駆動歯車と 24 歯の被駆 動歯車の組み合わせの ため、最も速い速度で回ります。

4. 続ける

10-15分

ワークシートに示されている歯車装置を試し、観察を記録させます。

注:
この続ける の段階では、ワークシートの参照図以外に、指導するための「組み立て説明書」はありません。

以下のように質問しながら、歯車装置がメリーゴーラウンドに与える影響について、発表させ ます:
• ハンドルをまわしたら、どう変化しましたか?
• メリーゴーラウンドを1周させるのに、ハンドルを何回まわしましたか?それは、なぜですか?
• モデルがどのように動いたか説明してください。
• 自分の観察が正しかったことを確かめるのに、何をしましたか?

歯車列(複数の歯車のかみ合い)や身のまわりの機械や装置で歯車が使われているものを、 児童に描かせてください。これらのヒントについては、教師用ガイドの「概要: 歯車」ページ を参照してく ださい。

オプション
発展学習として、複合歯車装置や歯車比の指導もできます。歯車比とは何か、またそれによ り、ハンドルを回すとメリーゴーラウンドがどれだけ速くまたは遅くなるか質問してください。

教師用サポート

このアクティビティでは、歯車に関する以下の技術を使うモデルを組み立て、実験します:
• 回転速度を遅くする
• 回転速度を速くする
• 歯車の角度

9689レゴ® シンプルマシンセット

理科・科学
• 身のまわりの科学 技術に関する理解 力を伸ばす
• 科学的探究に必要 な能力をのばす
• 物体の位置と運動 に関する理解力を 伸ばす
• 仮説・実験・観察 を計画して行う
• 観察したデータを 記録・収集する
• データを使って合 理的な説明を行う
• 問題を提議し、解 決策を計画、実行 する

技術
• 機械の基本概念を 理解する
• 設計・テストを行う
• 結果を考察する
• 問題点を抽出する
• 再設計する

算数・数学
• 図形・数の概念の 理解する
• 量の測定
• 数の比較

生徒用資料

生徒用ワークシート

Download to view and share the student worksheet.

以下でシェア:

Google ClassroomGoogle Classroom