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物理を3Dシミュレーションで楽しく学ぶ!Tinkercad体験

スクールライフ

【前回よりレベルアップ!3Dで物理シミュレーション体験】

本日はデジタル・クリエイティブ授業の第2回目です。

学びラボのたよしさん(https://x.com/tayossy)から、3D物理シミュレーション体験を受講します。

「物理シミュレーション」とは、現実世界の物理現象をアプリを使って再現することです。

例えば、物を投げた時の軌跡やぶつかった時の衝撃、液体の流れ方などをコンピューター上で計算します。

 

これに3DCGを組み合わせると、よりリアルで分かりやすく再現されます。

3DCGで作ったオブジェクトに重力や摩擦などの力を加えて動きをシミュレーションして、現実世界で実験しているかのような体験ができます。

物理の法則は、教科書で読むだけだと難しくてつまらないと感じてしまいがちです。

しかし、3DCGで自分でシミュレーションすると、楽しみながら物理を学べます。

自分で色々な条件を設定して結果を自分の目で確認できるので、言ってしまえば「やりたい放題」やっちゃえます!

 

【まずはウォーミングアップ】

前回に引き続き「Tinkercad」というオンラインツールを利用します。

まずは練習でドミノのオブジェクトを開きます。

回学んだ3Dオブジェクト操作の復習です。

ドミノでは最後にボールを左下の筒に入れることが目標。

隣の友達と「これどうするんだっけ?」と聞き合って操作感を取り戻します。

「tinker」は「いじる」という意味です。

とにかく動かしながら試行錯誤。

自分で方法を考えて、ボールが筒に入った時は思わず「入った!」と嬉しい声が。

講師のたよしさんも試していない方法でクリアした例もあり、まさにデジタルクリエイティブな瞬間です。

▼中1は情報の授業と時間が被っているため、iPadでやっています

【Tinkercadで物理シミュレーション】

慣れてきたらメインの「Simlab/シムラボ」へ。

シムラボはTinkercadの機能で、物理のシミュレーションができます。

今回の挑戦は「ピタゴラゴルフチャレンジ」です。パターゴルフのようにオブジェクトを動かして、ボールを穴へ入れられるか?

ドミノと違うのは、どんな方法を使ってもいいところ。

角度や少しの位置調整だけだったのが、どんなオブジェクトをどこに置いてもよく、パターの力加減も自分次第。

とにかく「ボールを穴へ入れる」目的を達成したら成功になります。

どんどん工夫が見えてきます。

ブロックを置いてボールの道を作ったり、円柱を置いてビリヤードのように穴を狙ったり。

試行錯誤するうちに分からない操作があったら、すぐ聞いてまたチャレンジ。

講師だけでなく多くのスタッフが学びラボから来てくれているのも、この「ふじらぼテックスクール」の魅力です。

前回学んだオブジェクト配置や見る視点の変更も使って、楽しくチャレンジができました。

しかも、今日は授業の時間が終わってもクラスの皆が操作を続けていました。

時間を忘れて夢中になれる授業を提供できていることが、学校冥利につきる一日でした。

【3Dモデリングで身につく力:問題解決の流れ】

「ボールを穴に入れる」というと簡単なようですが、やってみると一筋縄ではいきません。

「ボールにかかる力の調整」1つとっても、パターが動くスピード・配置・地面の角度など、様々な要因があります。

問題の解決に向かって、うまくいかない原因の分析と解決策の検討を、繰り返しできているか?

3Dモデリングで楽しみながら知らない間に思考の流れが身についている。

そんな「楽しみながら学ぶ」をどんどん実践していきたいと思います。

3DCG物理シミュレーションは、ゲーム開発や建築設計、製品開発など、様々な分野で活用されています。

  • ゲーム開発:キャラクターの動きや、物体の破壊などをリアルに表現するために利用されています。

  • 建築設計:建物の強度や耐震性をシミュレーションすることで、より安全な建物を設計することができます。

  • 製品開発:新製品の強度や耐久性をテストしたり、衝突時の安全性などを確認するために利用されています。

今はまだ走り始めたばかりですが、ゆくゆくはキャリア教育とも絡めながら、

「自分たちの学んでいることが社会ではどう生かされているのか」を伝えられるプログラム設計を目指していきます。