SPARK!

アクティビティリスト

所要時間

45 分 〜

カテゴリー

  • 数学 - Mathematics -
  • 科学 - Science -
  • 芸術 - Arts -

身につくスキル

  • 問題解決力
  • 対応力
  • 空間認識能力
  • 観察力
  • 集中力

難易度

作って!吹いて!!狙おう!!!ストロー吹き矢
作って!吹いて!!狙おう!!!ストロー吹き矢

このアクティビティは、綿棒やおりがみを使って矢をつくり、太いストローで矢を飛ばして的を狙います。
子どもたちは空気で矢を飛ばす楽しさを味わいながら、自然に力のかかり方や空気の流れについて学びます。空気圧や力学などにつながる基礎の体験となります。
さらに、的に当てる工夫を考える中で観察力や集中力を育みます。遊びながら科学や創造性に触れられる、楽しく学べる時間です。

  1. 綿棒を半分に切り、矢の型紙を使用サイズに切り抜き、おりがみも二つ折りにし四等分に切り分けます
  2. タピオカ用ストロー2本をセロハンテープで、つなぎ合わせます(吹くストロー(筒)の完成です)
  3. 型紙をおりがみの1/4サイズのものに印字して、二等辺三角形を切り出します
  4. 切り出したおりがみの三角の頂角が半分になるように、おりがみを半分に折ります
  5. 折り線に沿って、半分に切った綿棒を貼り付けます
  6. もう一度半分に折り、空気が漏れないようにセロハンテープで貼り合わせ、筒状に膨らまします(矢の完成です) 膨らませた部分をスカートと呼びます
  7. 矢を吹くストロー(筒)の中に入れ、サイズを確認します。スカートが広がっていて入らない部分がはみ出るので、ストローにぴったりと収まるようにはみ出た部分を切り落とします
  8. 吹いたら矢がスムーズに出てくるか確認します。矢のおりがみ部分を調整します
  9. 壁などに貼ったカラフルな的をねらったり、入れたら音が鳴る的をつくったり、送風機にのせてぷかぷか浮く風船をターゲットに矢を吹きます
  10. XXXXXXX
  11. XXXXXXX
注意事項

●子どもたちが吹く方向を決めておきましょう○矢を吹くストロー(筒)の中に入れ、サイズを確認します。サイズが合っていなかったり、綿棒とおりがみの間にすきまがあったりすると、空気がもれてうまく飛びません。○吹くストロー(筒)の直径と作成した矢のおりがみの部分があまりにぴったりで窮屈すぎると、いくら強く吹いても、矢が吹くストロー(筒)の中で止まってしまうことがあります。少し、切りつめて調整しましょう。

準備物
  • 綿棒
  • 型紙となるワークシート
  • おりがみ
  • セロハンテープ
  • 太く硬めのストロー(タピオカストロー、先が尖ってないもの)
  • 的となるものや的をつくるもの (風船、粘着テープ、タコ糸、絵など)
  • マジック (風船に描けるもの)
  • 矢や吹くストロー(筒)などの素材を変えてチャレンジしたり、その結果を比較してみる
  • 新聞紙ボールなどと投げ落とすのと、吹き矢で的当ての競争をする
  • 子どもたちの身長に合わせて的の高さ、大きさの調整をする
  • 誰が一番遠くまで飛ばせるか競争をする
  • ペアやチームを作り、お互いに応援したり協力しながら実施する
  • 年齢に関係なく一緒に活動できるゲームを考える
  • ストローの本数を変えてみて、飛ぶ距離・吹く力などの違いを観察する
  • 様々な的をつくる(鈴や風船など当てたら音が出る的、両面テープなど粘着性のある的)
子どもに投げかける質問
  • どうしたら矢をもっと遠くまで飛ばせるかな?
  • 的に矢を当てるためにはどうすればいいかな?
  • 他にどんな的をつくってみよう?
  • 吹く棒の長さはどの長さのものが一番遠くまで飛ぶかな?
  • 矢が飛びやすくなるようにするには、どんな工夫ができるかな?
子どもの予測される行動・質問
  • 様々な的をつくりだす
  • 2本つなぎのストローでは強く吹けず、矢を飛ばせない子どももいるかもしれません
  • ストローの長さを切って調整してください

吹き矢は、ストローを通して空気を押し出すことで矢を飛ばします。ストローに息を吹き込むと、空気が勢いよく狭い通路を通るため圧力が生まれ、その力が矢を押し出します。矢の羽部分が筒に密着しているほど、空気の力が効率的に伝わります。

ストローの中を矢が通る間、空気は矢を押し続け矢は加速します。自転車のペダルを漕ぎ始めた時に、2回・3回と回転させるにつれて、自転車のスピードが速くなっていくのと同じです。したがって、ストロー(筒)が長いほど矢の飛び出す速さは速くなりますが、人が一度に吐き出せる息の量には限界があるので、子どもの場合はストロー2〜3本が適当です。

実際に社会で使用されているもの

吹き矢は、スポーツ吹き矢として親しまれており、集中力や呼吸のコントロールが求められる競技です。子どもたちが「狙いを定めて吹く」という動作を体験することで、スポーツの基本的なスキルを楽しく学ぶことができます。このような活動は、遊びの中で自然に成長を促す良い機会となることでしょう。

また、吹き矢は、空気の圧力について考えるきっかけを作ります。
人の肺が空気を出し入れしていることに気づいたり、口の中に空気がたくさん入って圧力が高まることを体感したりします。この空気圧を調整して働くものには、車のタイヤがわかりやすいですが、他にも工場の組立用ロボットの動く部分に多く使われています。

【監修協力:昭和女子大学人間社会学部初等教育学科教授  白數哲久氏】

アクティビティリスト

所要時間

50 分 〜

カテゴリー

  • 工学 - Engineering -
  • 技術 - Technology -
  • 数学 - Mathematics -
  • 芸術 - Arts -

身につくスキル

  • 創造力
  • 問題解決力
  • 巧緻性
  • 想像力

難易度

ロボットアームを作ろう
ロボットアームを作ろう

牛乳パックやストロー、結束バンドなどの身近で手に入る素材を使って、簡単なロボットアームを組み立てるアクティビティです。アームの動きを試しながら「動きの仕組み」や「構造の工夫」を学べます。完成したロボットアームを使って物を掴んだり、移動させたりすることで、創造力や問題解決力を楽しく育むことができる活動です。

  1. 型紙を参考に、1面分に切り分けた牛乳パックに折り線を書きます
  2. 型紙を線通りに、山折り・谷折りに折ります
  3. 端っこによりすぎないように注意しながら、パンチで穴をあけます (穴が中心すぎると、動きが悪くなるため端に近い方が良いです)
  4. 下から結束バンドを通して、穴から5〜6cmあたりで結束バンドをテープでとめます
  5. 続けて、長さを調整したストローを通し、はみ出た上部分も掴みやすいようにテープでとめます (結束バンドよりもストローは3cm程度短く切っておきます)
  6. 片手でストロー部分、もう一方の手で、ストローからはみ出た結束バンドを持ち、動かしてみます
  7. アーム部分の先に、セロハンテープで折り曲げたモールを付け、ハンド部分を作ります
  8. 動かしてみて、どうしたら、よりしっかりと物を掴み持つことができるかチャレンジします
  9. どのような工夫をしたら、物を持つことができたかみんなで共有します
注意事項

●牛乳パックを1面分ずつに切っておきましょう

準備物
  • 結束バンドの代わりに、他の素材(モールや輪ゴムなど)を使って、違う動きを試してみる
  • アームの先端のハンド部分にカップやクリップなどつけてみる
  • 紙で作ったボールやおもちゃの軽いブロックを掴んで、運んでみる
  • アームの先端のハンド部分(モール)のかたちを工夫し、比較する
  • 紙コップを動かしたり、いくつ紙コップを持てるか競争する
子どもに投げかける質問
  • より重い物を持ち上げるためには、設計をどのように変更したらいいかな?
  • 結束バンドの位置を変えるとどうなるでしょう?動きにどのような変化があるかな?
  • ロボットアームはあなた自身の腕と比べてどこが同じように動き、どこが違うかな?
子どもの予測される行動・質問

このロボットアームの動きは、結束バンドやストローのようなパーツが支点や力点として機能することで実現します。結束バンドを使ってパーツを固定することで、パーツがしっかり支えられ、かつ柔軟に動かせる「関節」として作用します。また、ストローが動きをスムーズにし、摩擦を減らす役割を果たしています。この構造によって、少ない材料で物をつかむ、押すといった基本的な動作を行える仕組みを作り出しています。子どもたちは、動きの仕組みを試しながら、どのように力が伝わっているのかや、パーツ同士の組み合わせによる効果を理解できます。

実際に社会で使用されているもの

このロボットアームの基礎構造は、工場の製造ラインや医療用手術ロボット、宇宙の国際宇宙ステーションで使用されるロボットアームなどに応用されています。製造ラインのロボットは、複雑な組み立てや溶接作業に対応するため、精密に動作するアームが不可欠です。
また、医療用ロボットアームは繊細な手術を行うため、精密な動きが求められます。宇宙分野では、ロボットアームが人間の代わりに宇宙船や衛星の整備、物資の運搬などを行っています。このようなロボットアームの技術は、身の回りの多くの産業や場面で活用されており、実際のロボットと同様の基礎的な仕組みを体験することで、子どもたちは未来の技術に興味を持つきっかけになります。

ロボットアームのしくみ説明シート

【監修協力:独立研究者/地球惑星科学の事業化に従事  庄司真史氏】

アクティビティリスト

所要時間

30 分 〜

カテゴリー

  • 技術 - Technology -
  • 数学 - Mathematics -

身につくスキル

  • 創造力
  • 問題解決力
  • 基本的な物理学の理解
  • 巧緻性

難易度

糸巻きぐるまを作ろう
糸巻きぐるまを作ろう

紙コップと輪ゴムを使って、手軽に動くおもちゃを作り、子どもたちが楽しみながら「力の伝わり方」や「動力」について学べるアクティビティです。昔ながらの糸巻き車の仕組みをアレンジしたこのアクティビティでは、楽しみながら物理の基礎を体験できます。
車を動かす楽しさを味わえるだけでなく、「なぜ動くのか」を一緒に考えてみることで、探究心も育てることができます。

  1. 輪ゴムとワイヤーを繋げ、次に、ワイヤーをビーズの穴から通します
  2. 輪ゴムの中央あたりでビーズを止めておきます
  3. ビーズが輪ゴムから抜け落ちないように、輪ゴムを止める棒を通し固定します
  4. つまようじなどで、コップの底に穴を開けます
  5. コップの底から中に向かって、ワイヤー・輪ゴムの順に通し、そのまま輪ゴムを引っ張ります
  6. コップの口の高さで輪ゴムを止める棒が固定できるように、輪ゴムを引っ張りながら止める棒を通し、ワイヤーを抜き取ります
  7. コップの底側の輪ゴムを止める棒を巻きつけて、好きなところで止め、手を離すと動き出します
注意事項

● 輪ゴムを強く引っ張る際は、手を離すと飛んでしまうので注意してください●小さな部品の誤飲や、鋭利なものを使用する際は注意してください

準備物
  • 個人やチームで競争をして、違いを観察し共有する
  • コップの素材、大きさ (ドリップ用のカップなど)を変えて、速度や距離を実験してみる
  • 空洞のある素材のものに変えてみる(バケツ、植木鉢、ゴミ箱など)
  • スピードの違いを出す方法を考える、巻きの回数を増やしてみる
  • 何周回ったか、何秒回ったか予想、観察、比較する
  • 輪ゴムを二重にしてみる
  • カップに色を塗ったり、ステッカーなどで装飾する
子どもに投げかける質問
  • 輪ゴムをどれだけひねると、カップは一番長い時間走ると思う?
  • 車輪の大きさを変えると、どうなると思う?
  • カップの重さを変えると、どのように影響するかな?
  • なぜ輪ゴムの力でカップが動くのかな?話し合ってみよう
  • 自分のカップカーに名前をつけてみよう
子どもの予測される行動・質問

タイヤの直径で動きが変わるのはなぜ?
 紙コップのすぼまった形が、回転するときに直径の差を生み出します。そのため、左右の直径が異なるとカーブしやすくなり、同じだとまっすぐ進みます。
回転半径ってなに?
 直径の差が大きいと、紙コップカーはその場でぐるぐる回り、小さいと遠くまで直進します。
なぜ紙コップカーはねじった輪ゴムで動くの?
 輪ゴムをねじると、その力が紙コップを回転させます。ねじれが大きいほど長く走ります。

実際に社会で使用されているもの

このアクティビティは、基本的な機械工学の原理を紹介します。輪ゴムのエネルギーを利用する原理は、物理学の弾性力や運動エネルギーに関連しています。
シンプルな動力源の理解は、エンジニアリングやロボティクスの基本概念へと繋がります。

輪ゴムを動力にするものとして模型飛行機のプロペラが思い浮かぶと思います。プロペラを回して輪ゴムをねじります。ねじれがもとにもどるちからでプロペラが回ります。今回はゴムを止める棒で輪ゴムをねじりますが、ゴムを止める棒が回転せずに本体が回転します。その回転で地面を進みます。

【監修協力:昭和女子大学人間社会学部初等教育学科教授  白數哲久氏 】
【監修協力:山形大学理学部理学科化学分野教授  栗山恭直氏】

アクティビティリスト

所要時間

40 分 〜

カテゴリー

  • 工学 - Engineering -
  • 技術 - Technology -
  • 芸術 - Arts -

身につくスキル

  • デザイン
  • 創造性
  • 問題解決力
  • 巧緻性

難易度

Happy Halloween   光るパンプキンをつくろう
Happy Halloween 光るパンプキンをつくろう

今回のアクティビティでは、身近な材料を使って「簡単な電気回路」を作り、電気のしくみを楽しく学びます。豆電球や電池ボックスを組み合わせることで、スイッチをつけたり消したりしながら、光が点灯する様子を体験します。アクティビティの中では、カラーセロハンやシールを使って透明ボックスをハロウィン風に飾り付け、オリジナルのランプを作ります。豆電球が点灯する仕組みを実際に観察し、手作りのスイッチで光を操る楽しさを体感することができます。

  1. 透明のボックスに選んだカラーセロハンやシールで飾り付けをします(マジックでイラストを描きます)
  2. 豆電球ソケットに豆電球をセットします(回し入れる際に、割れないように注意が必要です)
  3. 電池ボックスに電池を二本セットします(+と-の向きに注意が必要です)
  4. 画用紙を半分で折り曲げ、両端にアルミホイルを貼り付けます
  5. それぞれの赤色の導線をつなぎ合わせます(指先に力が必要です、ご注意ください)
  6. アルミホイルを貼った画用紙の片側に、電池ボックスの片方の導線と豆電球ソケットの片方の導線を貼り付けます
  7. 暗くした部屋の中で、画用紙に貼り付けたアルミホイルをくっつけたり離したりすることで、スイッチの役割となり、豆電球が光ったり消えたりします
注意事項

●導線の先が硬くて尖っています。ご注意ください。●電球をセットするのは、必要に応じて先生が行った方が良いかもしれません。

準備物
  • 豆電球
  • 豆電球ソケット(リード線付き)
  • 電池ボックス(リード線付き)
  • 乾電池(1人あたり 単三×2本)
  • 透明ボックス
  • カラーセロハン
  • シール(ハロウィンシールなどあれば)
  • 画用紙
  • アルミホイル
  • のり・ハサミ
  • テープ類
  • カラーペン
  • ワークシート
  • 電池の向きを変えたら、豆電球はどうなるか
  • カラーセロハンを重ねて色の変化を予測し、観察する
  • 電球の光を壁に当てるなど、向きを工夫してみる
  • 大きなダンボールの中や部屋の中の暗い角などで、光らせてみる(角に映し出される映像や色を楽しもう
  • 友達と透明ボックスをいろんな向きでつなぎ合わせて、光らせてみる
子どもに投げかける質問
  • スイッチを入れたらランプが光るのはなぜかな?
  • 色のセロハンを組み合わせたり、友達とボックスを繋げると、ランプの光はどう見えるかな?
  • お家の中で電球が光っているのをほかにどこで見たことがあるかな?
  • どうしてアルミホイルには電気が流れるのに紙には流れないの?
子どもの予測される行動・質問
  • 導線の先で指の怪我をしてしまう
  • 感電はしないの?
  • 電池を何個も繋げたらどうなるかな?
  • 電池の向きを変えたらどうなるかな?

このアクティビティは、電気回路の基本的な仕組みを学ぶものです。電気回路とは、電気が流れるためのつながった道(回路)です。電池から出た電気が、導線を通って豆電球に届き、光を発生させます。このように、回路が閉じることで電気が流れ、豆電球が光ります。スイッチは回路をつなげたり、切ったりする役割を果たし、電気の流れを制御します。電気が流れるのは、回路がつながっている(閉じている)時だけです。回路がつながると、電池から豆電球まで電気が流れ、電球が光ります。画用紙に貼り付けたアルミホイルがスイッチの役割を果たしており、ホイルをくっつけると回路がつながり、電気が流れます。逆にホイルを離すと回路が途切れてしまうので、電気は流れなくなり、豆電球も消えます。こうして、スイッチを操作するようにして電球のオン・オフを体験できるのです。

実際に社会で使用されているもの

この原理は、私たちの日常生活で多くの場面に使われています。例えば、家庭の照明やテレビ、スマートフォン、家電製品など、どれもスイッチを入れることで回路がつながり、電気が流れて動くようになっています。交通信号や自動車のライトなど、いたるところでこの基本的な仕組みが応用されています。電気回路は、現代の社会を支える非常に重要な技術です。

【監修協力:Alpine Formula One Team Lead Mechanical Design Engineer: Tomonori Matsushita】