立体の頂点、辺、面などに関する学習用教材

発明品の特徴・ポイント

作って、見て、さわって、３D感覚を養おう
～楽しく分かりやすい立体図形教材～

教材を組立てながら分かっていくこと
・直方体の頂点や辺の数（頂点の数は８　辺の数は１２）
・同じ長さの辺の数、そのまとまりの組数（同じ長さの辺は４つで３組ある）
・辺と辺の垂直や平行の関係（となり合った辺は垂直に交わり、向かい合った辺は平行になる）
・見取図をかくときの本来見えない部分の辺や頂点の位置（スケルトンだから見える）
・４つの辺で囲まれた面への気づきと面の数（面の数６）
・同じ大きさの面の数と組数（同じ大きさの面は２つで３組ある）
透明展開シートでおおうと見えてくること
・頂点や面の記号から、辺と面の垂直や平行の関係
・面と面の垂直や平行の関係

以上のようなことを理解しながら、立体図形に親しむことで、３D感覚も養われていくと考えられます。
日本全国の先生方がこの教材を使って、立体図形の楽しさや面白さを子ども達に伝えてくれることを願っています。
そして、何より子ども達がこの教材を使って立体図形を理解し、立体的にものをとらえる感覚を養ってほしいと思います。　　

発明品の構造

立体図形の頂点部分にあたるプラスチック製のジョイントと、辺部分にあたる１２本のパイプで構成され、組立てると直方体（箱の形）の骨組みができます。
これを透明展開シート（頂点や面を記号で表すようにしている）で覆うと直方体（はこの形）ができます。

詳細な説明

【考案の名称】 立体の頂点、辺、面などに関する学習用教材
　　【技術分野】
本考案は、立体図形学習用の教材に関し、立体を構成する頂点や辺、面などについて、それらを接続し組立てながら学習するために使用される。
　　【背景技術】
従来、小学校の教育課程に於いて、直方体や立方体その他の多面体等の様々な立体図形の学習が要求されている。そして、立体図形の学習では、立体図形を構成する頂点や辺、面の数、辺と辺の交わり方や並び方、辺と面の交わり方や並び方、見取り図や展開図のかき方などを理解することが課題の一つになっている。
ところが、一般に教科書等では、三次元からなる立体図形を二次元である平面図形、例えば見取り図に置き換えて表現しているため、児童にとっては立体図形を空間的に把握することが難しい。そのため、教育現場では、実際の箱から面を写し取って直方体や立方体を組立てたり、粘土玉を頂点に、竹ひごを辺として直方体や立方体を組立てたりして、頂点や辺、面の数、辺と辺の交わり方や並び方、辺と面の交わり方や並び方、見取り図や展開図のかき方などを理解してきた。
【考案の概要】
　　【考案が解決しようとする課題】
しかし、上述したような方法では、学習者一人一人が立体図形を学習する上で不便である。面を写し取る箱は学習者が自宅から持参する場合が多く、大きさも形も様々で面を写し取りにくい。また、粘土玉と竹ひご又はプラスチックの棒で作った立体図形は不安定で変形しやすく、直方体や立方体の形にするまで時間がかかり、さらにそれを持ち上げて色々な方向から観察することは極めて困難である。そのため、立体図形を構成する諸要素について理解することが難しいという問題点があった。
　　【課題を解決するための手段】
そこで、請求項１記載の立体図形学習用教材は、上述した従来技術の問題点に鑑みて作製されたものであり、その目的は、立体図形を構成する頂点や辺の数、辺と辺の並び方や交わり方を実感的に理解することができ、見取り図をかく時にも辺と辺の関係を容易に把握できる学習効果の高い教材を提供するものである。
これに加え、請求項２記載の透明な展開シートで覆うことにより、立体の面と辺や面と面の並び方や交わり方を容易に理解することができ、展開図をかく時にも面と面の関係を把握するのが容易になり、学習効果をより一層高めた教材を提供するものである。

【考案の効果】
本考案は、ジョイント部分がプラスチック製で、接続部がＸ軸Ｙ軸Ｚ軸方向に伸びているので、８個のジョイントと１２本のパイプを接続してできる直方体や立方体は、軽く、形態が安定していて、色々な角度から観察しながら立体図形を構成する頂点や辺、面の数、辺と辺の並び方や交わり方を学習するのに役立つ。
それに加え、透明な展開シートで覆うことにより、面の数、辺と面の並び方や交わり方、見取り図や展開図のかき方を学習するのに役立つ。

登録請求の範囲

【請求項１】
立体図形の頂点からX軸Y軸Z軸の３方向に伸びたジョイント部分（断面を八角形にすることにより円柱形のパイプが抜き差ししやすい）と、立体図形の辺にあたるパイプから成り、ジョイント部分とパイプを接続してできた立体図形から、直方体や立方体の辺や頂点の数、辺と辺の並び方や交わり方を理解するための立体図形学習用教材。

【請求項２】
前記立体図形を包み込むように折り曲げた透明な展開シートで覆い、面の数や面と辺、面と面の並び方や交わり方を理解するための請求項１記載の立体図形学習用教材。

この教材は、直方体を作るためのものですが、辺にあたるパイプを１２本とも同じ長さにすると、立方体を作ることもできます。
ジョイントはX軸、Y軸、Z軸が直角に交わるように作っていますが、X軸とY軸の交わる角度を60°108°120°に変えることによって、三角柱、五角柱、六角柱を作ることも可能になります。

以下のような取り扱い上の注意を考えています。
・部品は食べ物ではないので、口に入れないでください。
・部品を目や耳、鼻などに入れないでください。（大変危険です。）
・これは作ってながめたり、学習で使ったりするためのものです。それ以外のことには使わないでください。