こどもが夢中になる学びの場「スイングバイ」

スイングバイ作成編

スイングバイ学習編

スイングバイ

概要

目標(ねらい)

①宇宙空間に見立てたボードでの球体の動き(遊び)を通して、引力をはじめとした力・エネルギーの領域(仕組みとしてスイングバイ)について理解する。
②宇宙に関連して、力・エネルギーの領域だけでなく、天体の領域、また理科の視点を越えて、社会情勢の視点を取り入れるなど、過去・現在の宇宙関連情勢、そして未来の情勢についてまで、多面的・多角的に自由に創造する力を養う。
③遊びを中心に、個々の感性に基づき工作すること、そして疑問や興味につながる自発的な学習を促す。

教材について

宇宙空間に浮かぶ宇宙探査機や人工衛星は、自身の燃料出力だけでなく、天体から受ける万有引力を利用して軌道を変更したり、加速・減速したりしている。この現象をスイングバイと言うが、これは高校の物理の教科書に初めて出てくる内容で、様々な力の学習、特に万有引力についての理解が必要となる。しかし、宇宙旅行ゲームの中で、宇宙探査機や人工衛星の動きを金属の球体の動きで、万有引力を磁力で置き換え、その軌道を見ることで、小学生や中学生でも仕組みを理解することはできよう。

子ども達の中に、宇宙空間は「無重力でふわふわとしている」というなんとなくの感覚はあるだろう。自身でまっすぐ進んでいるところで急にカーブする、その現象は「なぜ」という疑問が出てくる。そこを出発点に、まずは上記の内容の理解を目指したい。 また、理科の物理の内容で完結しないことも重要である。天体を扱っているところから、まず同じ理科の範囲内では天文学について広げることができる。また、それら天体に関して、日本や諸外国の宇宙開発技術の発展や国際関係、人類と天文学の歴史(社会科)、小説や芸術作品等での表現(国語・英語・音楽・美術)のされ方など、学習をひろげつなげることができる。特に天体は未知の部分が多い領域である。本教材は学習の広がりの一部を例としてあげたものであり、子どもの興味・関心によって臨機応変に選択してほしい。

指導について

子どもたちの学びのプロセスは次のようになる。

本学習では、指導者はこのプロセスを支援する。 特に最初の「遊び」の部分では、子どもの自由な発想を指示してほしい。子どもたちが選択する画像、天体の位置・数・球体の進むルートなど、それぞれが好きなように設定する。指導者はその装置の中でスイングバイの動きが現れるようにサポートすることや、工作中の安全面や補助を徹底する。最後の「発展」も同様で、例えば、子どもが〇年後の宇宙旅行を考える、という学習を行った場合は、現在の技術・制度で不可能な事であっても、それを否定しないよう注意したい。あくまでそれは“現在の”技術・制度で不可能であって、将来そのような技術や制度が変わる、あるいはその子自身が技術を発明、制度を改革するかもしれないからである。指導者側がその回答や成果物についてどう捉え、どう評価するかは難しいことと重々理解しているが、その回答や成果物に至ったプロセスや根拠・論拠を重視し、子どもたちの創造力を伸ばしていく教材として活用していってほしい。

ダウンロード資料

著作権・二次利用などについて

出典元を明記の上、学校や学習塾など授業での利用は可。ブログやYoutubeで加工して二次利用するのは不可。掲載コンテンツをそのまま利用しての出版や映像配信などは不可。

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