2013 Fiscal Year Annual Research Report
数学・幾何学に基づく教育用折紙モデルの開発とその実用化
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23300301
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
杉山 文子 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (80162907)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安井 位夫 東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (70143691)
野島 武敏 明治大学, 公私立大学の部局等, 研究員 (40026258)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 折紙 / 教育モデル / 教材開発 / 幾何学 / 理系離れ |
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| Research Abstract |
理系離れが深刻化し、政府もその対策に乗り出したが決定的な解決策が見つからない状態が続いていた。しかし近年、就職に有利とされる理系大学への進学率が上昇傾向にある。これは表面的な理系増加であり、理系科目が好きなわけではないため、大学の授業についていけない学生が多くみられる。この表面的には分からない根深い理系離れの問題に対処すべく、真に理系好きな子供を育てるための教育用折紙モデルの開発を行い、それらを教育現場に広めるために講習会を多数回開催した。
開発したモデルを以下に記す。
平面の非周期的な充填法の開発：ペンローズの黄金の平行4辺形を組み合わせて三日月形の基本形を作りそれを組み合わせてペンローズタイルの螺旋版と言える平面充填形を作成した。この螺旋形による平面充填は1本螺旋、2本螺旋、3本螺旋など、基本形の組み合わせで様々な螺旋ができることがわかった。この基本形を用いて螺旋型以外にも非周期的に充填する方法も明らかにした。黄金の平行4辺形以外にもボーダーベルグの基本形を組み合わせて非周期的な充填形を多数作ることができた。
黄金の菱体による膨張する空間充填モデルの開発：2本の対角線長が黄金比からなる菱形からできる2種の黄金の菱形6面体を用いて菱形20面体，菱形30面体、星形60面体ができ、これらを組み合わせることで3次元的に膨張する構造物を作ることができる。教材として黄金比の菱形を与える。これを用いて2種類の菱形6面体を作成することから始め、次にこれらを組み合わせて菱形20面体、菱形30面体、星形60面体を作成させる。最終的には膨張する空間充填モデルを作ることで空間認識を身につけさせる。 今年度も中学生、高校生を対象に講習会を開催し、折り紙の科学への応用を中心に講習を行ったところ、興味を示す生徒が多く、本研究の目的である、理系科目に興味を持たせる効果が十分あることと実感した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平面の非周期的な充填法の開発、黄金の菱体による膨張する空間充填モデルの開発は初期の予定通り進んだ。講習会を通じて、折り紙の奥深さを伝えることで、中学生、高校生が理系科目に興味を示すきっかけづくりができたと実感できた。開発した教材を多くの子供に広めるという点では、メディアの活用が少なかった点で、不十分と感じ、「おおむね順調」とした。
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| Strategy for Future Research Activity |
申請当初の教材開発予定のモデルは開発できたと思うので、本年度はそれらが教育現場に広く認知されるように講習会を全国規模で行い、Webも十分活用する。
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