【小学算数】立体の展開図対策におすすめは3Dプリンタ

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子供が算数の図形が苦手で困っている。立体の展開図を毎回ペーパーで用意して対応しているけど、ほかに良い商品や方法があれば教えてほしい。

子供が勉強嫌いなので、とにかく問題に取り組んでもらうのが大変。簡単に取り組んでもらえるような仕組みはないだろうか。

今回はこの質問にお答えします。

息子(5歳)に展開できるいろいろな立体を作ってみたところ、とても食いつきがよかったので、その具体例をご紹介します。

ご紹介する展開可能な立体は、市販品もペーパーも使いません。

テクニックを使うものでもありません。

立体の展開図を学ぶ一番の方法は、子どもが具体物にたくさん触れて、納得することだと思います。

あゆみ
あゆみ
市販品では限界のある具体物を家庭で作る方法をご紹介します!

【小学算数】立体の展開図対策におすすめは3Dプリンタ

わたしが使うのは3Dプリンタです。

3Dプリンタの一例

3Dプリンタを使う理由は、データさえあれば市販の教材にはないものを家庭で作れるからです。

また、幼少期から最新テクノロジーを身近に感じることができます。

 

小学校算数で子供がつまずくワースト3の1つが「図形」

ポイントは次の3つ。

  • 平面まではイメージできる子でも、立体になると急にイメージがわきづらくなる
  • 丸暗記では解けないため、図形が苦手になると高学年でついていけなくなる
  • 立方体や直方体のイメージがわかないと、三角錐や円柱でさらについていけなくなる

 

高学年になるほど図形は複雑になるので、苦手になると徐々についていくのが難しくなります。

このあたりの話は「理系が得意な子の育て方」に書いてあります。

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▼感想はこちらに書いています▼

 

本では図形問題を苦手にしない対策として、「具体物に触れる」ことを勧めています。

あゆみ
あゆみ
展開図の具体物としては、ペーパーを切り取ったり、ティッシュ箱を展開してみたり、ペーパーを使うことが多いですよね。

 

市販では、立体・空間を把握できるすぐれた知育玩具もありますね。

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こういった玩具を幼少期から使うことで、空間把握能力を身につけることは可能ですよね。

私がおすすめするもう1つの方法は3Dプリンタです。

さっそく、いくつかご紹介します。

展開できる3Dプリンタ製立体の具体例

これは、よく出題される立方体を3Dプリントしたものです。

立方体を展開したのがこちら。

 

一部がヒンジになっているため、バラバラになりません。

正八面体もあります。

展開したのがこちら。

 

さらに正十二面体。

 

Twitterで反響がありました。

 

上記でご紹介したものはヒンジで結合されて、バラバラにならないため、幼児でも組み立てやすいのが特徴です。

息子(5歳)は、何度か試した後も、見ると手に取りたくなるようで、食事中にも気づくと組み立てていました。

息子が取り組んでいるところ

 

さらに、展開可能でバラバラにできる立体も3Dプリンタでつくることができます。

こちらは立方体。

1つ1つバラバラにできます。スナップフィットで接合できる設計になっているので、組み立てたり、バラバラにしたりが可能です。

 

バラバラにできるので、いろいろな展開図を用意して、どれが正解かあててもらうこともできます。

立体が苦手な子には、展開図を選んでもらい、それが実際に立方体になるか自分で手を動かして、納得してもらうのがいいですね。

 

立方体のほかに、三角錐もできます。

 

3Dプリンタなら形状を変えて、別の展開可能な立体も作れます。

これは、複数のタイプを用意して、子供にどれが「箱」になるか選んでもらっているところ。

5歳の子でも、選んだあとに確かめることで、遊びの中で幼少期から図形に慣れることができます。

 

 

正十二面体のデータも作ってみました。

接合するタイプやヒンジタイプと違い、この折りたためる立体の耐久性はよくありません。

ですが、もとになるデータさえあれば、折りたためる立体を家庭で作れる点はすばらしいです。

 

展開できる立体の一部をご紹介しました。

図形の勉強に3Dプリンタを使うメリット・デメリット

デメリット

  • 3Dプリントに時間がかかる
  • 3Dデータがないと作れない

 

3Dプリントに時間がかかる

たとえばこの正八面体の3Dプリントには約90分かかります。

すぐに使いたい場合は時間がネックになります。

 

3Dデータがないと作れない

3Dプリンタは装置だけあっても意味がありません。種となるデータが必要です。

3Dデータを用意する方法として、

・ネットで入手できる無料データを利用する

・自分でモデリングする

の2つがあります。

初めての方にとって、ゼロからCADを勉強していくことも1つのハードルといえます。

あゆみ
あゆみ
嬉しいことに、現在では、算数に活用できる無料3Dデータをネットで入手できます。

 

今回ご紹介した立体の一部は、ネットにある無料データを使いました。

https://www.thingiverse.com/thing:440141

最初はネットの無料データを活用し、徐々にご自分で作っていくのがいいと思います。

 

メリット

  • 市販品にはない立体を家庭でつくれる
  • 子供がテクノロジーを学ぶきっかけになる
  • 算数だけでなく、おもちゃ・便利グッズを作れるのでコスパがいい

 

市販品にはない立体を家庭でつくれる

市販教材で足りないところを、3Dプリンタがあれば補うことができます。

あゆみ
あゆみ
なにより、お子さんの苦手とする図形をピンポイントで作ってあげられるのは3Dプリンタならではです。

 

子供がテクノロジーを学ぶきっかけになる

私が思う一番のメリットは、子供が早くから最新テクノロジーに触れられることです。

わが家では、子供が4歳のときに3Dプリンタを導入しました。

朝起きてきて3Dプリンタが動いているのを見ると、「何作っているの?」と装置をのぞき込んだりしています。

小学校低学年くらいのお子さんでしたら、一緒に簡単なCADを使って、親子でものづくりに挑戦することもできます。

おもちゃの恐竜ができるのを待っているところ

 

算数だけでなく、おもちゃ・便利グッズを作れるのでコスパがいい

教育への活用だけでなく、便利グッズやおもちゃを作れるので、長い目でみるとコスパは悪くありません。

 

最初に買うのにおすすめの3Dプリンタは?

わたしはいろいろな3Dプリンタ(5台)を持っていますが、最初に買うおすすめ機種はこちらの低価格の家庭用タイプです。

 

過去記事にも書いていますが、3Dプリンタはトラブル・失敗がつきものです。

そのあたりの話はこちらの記事に書いていますので、参考にしてみてください。

 

無料データの入手方法をはじめ、3Dプリンタの具体的な始め方はこちらに書いています。

 

もしフィギュアや複雑なものを作りたい場合は、光造形というレジンを光で固めるタイプがおすすめです。光造形は算数の教材づくりには適していませんが、フィギュア・アクセサリーなら光造形がいいです。

光造形のオススメ機種はこちらに書いています。

 

いまでは家庭用プリンターと相違ない値段で3Dプリンタを手に入れられるようになりました。

早めに導入して、学校の勉強・未来への投資、双方向から子どもの教育に役立てちゃいましょう\(・●・)/

 

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