CIS セカンダリー | STEAM: 映画の背後にある科学

執筆者：ペギー・フォック（中等教育STEAM教師）

最近のSTEAMモジュールでは、6年生から8年生の生徒たちが実践的な工学プロジェクトを通して、アニメーションのルーツを探る。

彼らの任務は機能するゾートロープを製作する―回転する円筒に細いスリットが入った、初期のアニメーション装置。円筒の中に一連の絵を配置し、回転させると、目はそれらの画像を融合させて動きのある画像として認識する。映画スタジオやコンピュータグラフィックスが存在するずっと以前、このシンプルな機械が世界に動画をもたらした。

学生たちは始めた木片、円盤、小型電気モーターを組み合わせて装置を組み立てる。彼らは基本的な電気回路を配線し、電源を接続して、回路のオンオフが回転にどのような影響を与えるかをテストした。

調整を重ねるうちに、生徒たちは滑らかで安定した動きは、安定した支持、適切な位置合わせ、そしてモーターに伝わる適切な量の動力に依存していることを発見しました。これらの小さな工学的課題は、問題解決の機会となりました。グループごとにアイデアを検証し、仕組みを改良し、協力して作業する必要があった。

生徒たちは、自分たちのゾートロープがスムーズに回転するようになると、プロジェクトの科学的な側面へと移った。彼らは、この錯視が残像現象によって起こることを学んだ。残像現象とは、目が消えた像をほんの一瞬の間保持する自然な現象である。

多数の静止画像が連続して高速で表示されると、脳はそれらを融合させて動きとして認識する。生徒たちが自分の描いた絵を装置の中に入れ、キャラクターたちが生き生きと動き出すのを見た瞬間、このコンセプトはすぐに理解できた。

コミュニケーション能力を強化するため、各グループは短いプレゼンテーションも行った。彼らは、電気がどのように動きを駆動するのか、固定構造がどのように可動部を支えているのか、そしてアニメーション制作には綿密な計画とタイミングが不可欠であることを説明した。

写真には学生たちが写っている図や模型を指し示す彼らはクラスメートたちに、自分たちの装置の背後にある科学と工学について説明した。

このモジュールはアニメーションフェスティバルで締めくくられ、学生たちは各グループのゾートロープを試用し、連続性、創造性、ストーリーに基づいて投票を行った。

このプロジェクトは、創造性と真の科学的・工学的思考を融合させたものだった。生徒たちはシステムを構築し、その背後にある原理を理解し、それを使って物語を語った。設計から説明まで、STEAM教育のあらゆる段階を体験できた。