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科学教室 「いこまっこチャレンジ教室『コンパスと定規で正多角形を作図してみよう』」(令和5年11月26日 於 生駒市)
令和5年11月26日(日)、生駒市との学市連携協定事業の一環として、いこまっこチャレンジ教室with奈良高専「コンパスと定規で正多角形を作図してみよう-めざせ作図マスター!-(一般教科(数学)担当)」を生駒市コミュニティーセンターで開講し、生駒市内の小学3~6年生18名が参加しました。
一般教科 矢野充志助教が講師を務め、飯間圭一郎准教授、山中聡恵准教授と以下の内容で実施しました。
①包絡線(ほうらくせん)のふしぎ:
包絡線とは、「与えられた曲線族と接線を共有する曲線」と表現され、数式にすると難しい数学の世界ですが、今回受講者の皆さんには直線を引いただけで曲線が浮かび上がる様子を視覚的に体感してもらい、数学の世界に触れ、実生活で身近なところにも数学があることを知ってもらえればと思い、①~③を準備しました。
最初に、準備運動として、用意したグラフ上で足して「11」になるよう直線を引き、滑り倒れる棒の動きと言われる曲線が浮かび上がる様子を体感してもらいました。②円すい曲線:
続いて、直線から放物線、楕円を浮かび上がらせました。各作図では完成形の異なる課題を3種類準備し、時間をかけて色とりどりの図を完成させる受講生、次々に課題を完成させる受講生等様々な取組が見られました。完成した円すい曲線と作図に用いた焦点との関係を可視化する光学実験では、見事に光が焦点を通過する様子が確認でき、受講者の皆さんから驚きの声をいただき、準備の労力が報われました。その他3Dプリンタで製作した円すい立体模型を切断し、切り口の放物線や楕円の形状を見てもらいました。③さかな曲線:
魚が浮かび上がる作図にも挑戦してもらい、色とりどりの魚が完成していました。今回教室時間中に一緒に取組むことができなかった双曲線、カージオイド、ネフロイドは、ぜひ家で挑戦して欲しいと思います。(今回、受講者の皆さんに楽しんでもらうことや驚きを体感してもらうことを追求するあまり、正多角形の作図を時間内に盛り込むことができず、コンパスを用いた作図を楽しみしていた受講者の皆さんにおかれましては、申し訳ありませんでした。)