JP3236449U - Teaching materials for learning molecular structure - Google Patents
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Abstract
【課題】学習時に使用する分子構造の学習用教材であって、学習効果を高めるために、分子構造の立体的特徴を容易に学習することができる学習用教材を提供する。【解決手段】底面が四角形の四角錐である鏡映手段１０と、分子構造を表示する表示手段２０とを有し、表示手段は、鏡映手段を載置する載置部と、載置部を中心に四方に分子構造を表示する第１の分子構造画像部、第２の分子構造画像部、第３の分子構造画像部および第４の分子構造画像部を備え、鏡映手段は、略正四角錐であり、頭頂点が平面形状である載置平面部と、略三角形状の鏡面加工した４つの側面平面部とを備え、学習時に、まず鏡映手段を上下反転し、次に載置平面部を表示手段の載置部に配置し、次いで４つの側面平面部で第１の分子構造画像部、第２の分子構造画像部、第３の分子構造画像部および第４の分子構造画像部でそれぞれ表示する分子構造をそれぞれ鏡映する。【選択図】図１PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a learning material for learning a molecular structure used at the time of learning, which can easily learn a three-dimensional feature of the molecular structure in order to enhance the learning effect. SOLUTION: The reflecting means 10 has a square pyramid whose bottom surface is a quadrangular pyramid, and the displaying means 20 for displaying a molecular structure. It is provided with a first molecular structure image unit, a second molecular structure image unit, a third molecular structure image unit, and a fourth molecular structure image unit that display the molecular structure in all directions around the center, and the reflection means is omitted. It is a regular quadrangular pyramid and has a mounting plane portion with a planar shape at the top of the head and four side plane portions that have been mirror-processed into a substantially triangular shape. The plane portion is arranged on the mounting portion of the display means, and then the first molecular structure image portion, the second molecular structure image portion, the third molecular structure image portion, and the fourth molecular structure image portion are arranged on the four side plane portions. Each part mirrors the molecular structure to be displayed. [Selection diagram] Fig. 1
Description
本考案は、学習時に使用する分子構造の学習用教材に関する。 The present invention relates to a teaching material for learning the molecular structure used at the time of learning.
有機化学・無機化学・生化学等の低分子および高分子構造の３次元画像の表示方法として、ステレオ図やタンパク質構造データバンク（Protein Data Bank、ＰＤＢ）より３次元分子構造データを分子モデルパッケージソフトSpartan（Wavefunction, Inc., U.S.A.）等を用いてコンピュータ上に提示させ、立体的特徴を理解することが知られている。しかし、近年、学習者中心の教育として、視覚・聴覚・触覚 (Visual Auditory Kinesthetic、ＶＡＫ)の学習スタイルを目的に、動的視覚化に特化した３次元動画像を用いた教育媒体が求められている。
３次元動画像の表示方法は、バーチャルリアリティー（Virtual Reality、ＶＲ）、拡張現実（Augmented Reality、ＡＲ）、複合現実（Mixed Reality、ＭＲ）およびホログラム技術等が知られている。ＶＲ、ＡＲ及びＭＲは、専用のゴーグル等のデバイスを介して、立体映像を表示する。ホログラム技術は、専用デバイスなしで見られる点に最大の利点がある。ホログラム技術のペッパーズゴースト法は、３Ｄ空間（現実世界）に、２Ｄの高画質ＣＧを投影することで、限りなく３Ｄに近い所謂「２.５次元の世界」を提示する３ＤＣＧホログラム技術である。この投影技術は、ガラス等に映像を鏡面反射させることで、正面と横から見える立体映像表現を実現している。他にもホログラム技術として、ＬＥＤライトを利用した３Ｄ映像は、ＬＥＤライトを狭いピッチで並べたものを、扇風機のように回転させることで、各ＬＥＤのドットの色を変化させながら見せる残像効果により、映像表現をする。特許文献１には、分子構造の模型を制作する方法において、教材としては基台と球体を使用し、基台には原子穴を貫通して設け、この原子穴より僅かに大きくて原子を表す球体を嵌め、互いに結び付く原子同士は球体表面が接するように又は近接するように配置することを特徴とする分子模型の制作方法に関する技術が開示されている。特許文献２には、球-棒状模型及び空間重点模型の対応関係が容易に理解でき、分子構造に関する種々の事項を一度に学習可能にするため、立方体の８つの頂角を切り落して三角面を形成し、該三角形が該立方体の稜線の中央部で交わる１４面体と、該１４面体の３角面を上にしたとき中央の６本の稜線部を切り落して平坦な面に形成した２０面体と、前記１４面を形成した１４面体の角部を切り落して１２個の平坦面を形成した２６面体と、５角１２面体の２０個の面を中心に直角に切り落として三角形の面を作り、稜線の中央部 で交わるようにした３２面体と、１０中心に連結孔を穿設した球体と、前記１４面体、２０面体、２６面体および３２面体の各面の中央部に法線方向に設けられた前記連結孔と前記球体に穿設された連結孔とに両端が挿入される原子間距離を表現する原子間杆とを備えてなり、前記１４面体、前記２０面体、前記２６面体、前記３２面体及び前記球体のいずれかを組み合わせ、それらの間を前記原子間杆で連結して化合物の分子構造を立体的に表現することを特徴とする分子模型に関する技術が開示されている。特許文献３には、球状部材を準備する工程と、中心部と複数の枝状部とを有し、前記複数の枝状部は、隣接する枝状部間が所定の角度で前記中心部から延在してなる樹枝状部材を準備する工程と、前記樹枝状部材の前記中心部における中心を決定する工程と、前記球状部材の半径をｒ、及び所定の分子における分子鎖の結合角度をθ（度）とした場合において、前記樹枝状部材における前記枝状部の、前記中心から２πｒ（θ／３６０）の位置に分子鎖固定位置を決定する工程と、前記樹枝状部材の前記中心を前記球状部材上に固定するとともに、前記枝状部を前記中心から前記球状部材の外周に沿って延在させ、前記分子鎖固定位置を前記球状部材上に固定する工程と、前記球状部材の前記外周上において、前記樹枝状部材の前記中心の固定位置及び前記枝状部の前記分子鎖固定位置に相当する位置において針状部材を固定し、前記球状部材と前記針状部材とを含む分子模型を得る工程と、を具えることを特徴とする、分子模型作製方法に関する技術が開示されている。
As a method of displaying 3D images of low molecular weight and polymer structures such as organic chemistry, inorganic chemistry, and biochemistry, 3D molecular structure data from stereo diagrams and protein structure data banks (PDB) is used as molecular model package software. It is known to use Spartan (Wavefunction, Inc., USA) or the like to present it on a computer to understand three-dimensional features. However, in recent years, as a learner-centered education, an educational medium using 3D moving images specialized for dynamic visualization has been required for the purpose of learning style of visual, auditory, and tactile (VAK). ing.
As a method for displaying a three-dimensional moving image, virtual reality (VR), augmented reality (AR), mixed reality (MR), hologram technology and the like are known. VR, AR and MR display a stereoscopic image via a device such as dedicated goggles. Hologram technology has the greatest advantage of being seen without a dedicated device. The Pepper's ghost method of hologram technology is a 3DCG hologram technology that presents a so-called "2.5-dimensional world" that is as close to 3D as possible by projecting 2D high-quality CG into 3D space (real world). This projection technology realizes stereoscopic image expression that can be seen from the front and side by mirror-reflecting the image on glass or the like. In addition, as a hologram technology, 3D images using LED lights have an afterimage effect that changes the color of the dots of each LED by rotating LED lights arranged at a narrow pitch like a fan. , Make a video expression. In Patent Document 1, in a method of producing a model of a molecular structure, a base and a sphere are used as teaching materials, and an atomic hole is provided in the base through an atomic hole, which is slightly larger than the atomic hole to represent an atom. A technique relating to a method for producing a molecular model, which comprises fitting a sphere and arranging atoms connected to each other so as to be in contact with or close to each other on the surface of the sphere, is disclosed. In Patent Document 2, the correspondence between the sphere-bar model and the space-weighted model can be easily understood, and in order to be able to learn various matters related to the molecular structure at once, the eight apex angles of the cube are cut off to form a triangular surface. A 14-hedron formed and the triangle intersects at the center of the ridge of the cube, and a 20-hedron formed into a flat surface by cutting off the 6 central ridges when the triangular face of the 14-sided face is turned up. , The corners of the 14 faces that formed the 14 faces were cut off to form 12 flat faces, and the 20 faces of the pentagonal 12 faces were cut off at right angles to form triangular faces, and the ridgeline was formed. A cube having a connecting hole formed in the center of 10 and a sphere having a connecting hole at the center of the cube, and a cube provided at the center of each of the faces of the 14-sided body, the 20-sided body, the 26-sided body, and the 32-sided face in the normal direction. The connecting hole and the connecting hole formed in the sphere are provided with an interatomic rod that expresses the interatomic distance inserted at both ends, and the 14-sided body, the 20-sided body, the 26-sided body, and the 32-faceted body are provided. And, a technique relating to a molecular model is disclosed, which comprises combining any of the above-mentioned spheres and connecting them with the above-mentioned interatomic rod to express the molecular structure of a compound in three dimensions. Patent Document 3 includes a step of preparing a spherical member, a central portion, and a plurality of branched portions, and the plurality of branched portions have a predetermined angle between adjacent branched portions from the central portion. The step of preparing the extending dendritic member, the step of determining the center of the dendritic member in the central portion, the radius of the spherical member is r, and the bonding angle of the molecular chain in a predetermined molecule is θ. In the case of (degree), the step of determining the molecular chain fixing position at the position of 2πr (θ / 360) from the center of the branch-shaped portion of the dendritic member and the center of the dendritic member are described above. A step of fixing the molecular chain on the spherical member, extending the branch-shaped portion from the center along the outer periphery of the spherical member, and fixing the molecular chain fixing position on the spherical member, and the outer periphery of the spherical member. Above, the needle-shaped member is fixed at a position corresponding to the fixed position of the center of the dendritic member and the molecular chain fixing position of the branch-shaped portion, and a molecular model including the spherical member and the needle-shaped member is formed. Disclosed is a technique relating to a method for producing a molecular model, which comprises a step of obtaining and a method of producing a molecular model.
有機化学・無機化学・生化学等の低分子および高分子構造の３次元動画像の表示方法においては、ステレオ図では静止画のため正確な立体構造の把握ができない場合があった。また、分子モデルパッケージソフトを用いた方法では、静止画を回転させることにより３次元像の表示が可能ではあるが、コンピュータ上での提示であるため学生全員を対象にはできない場合があった。さらに、ＶＲ、ＡＲ、ＭＲ技術では、３次元動画像として表示することが可能であるが、所謂ＶＲ、ＡＲ、ＭＲ酔いの症状や素材等も課題があり、学生全員を対象にはできない場合があった。また、今までのホログラムディスプレイでは、ガラス鏡面板やアクリル板などの反射を利用した「ペッパーズゴースト法」、水蒸気を用いる「Displair法」、ＡＲを応用した「網膜ディスプレイ」がある。これらの方法の中ではペッパーズゴースト法が汎用的に用いられているが、ペッパーズゴースト法では、ガラス鏡面板の破損の危険性があり、アクリル板の場合は低解像度と素材に問題があり、教育現場において導入することができない場合があった。更に、今までの３次元像の表示方法では、３６０度のアングルで実像を把握することができない場合があった。 In the display method of three-dimensional moving images of small molecule and polymer structures such as organic chemistry, inorganic chemistry, and biochemistry, it may not be possible to accurately grasp the three-dimensional structure because the stereo diagram is a still image. In addition, in the method using the molecular model package software, it is possible to display a three-dimensional image by rotating a still image, but since it is presented on a computer, it may not be possible for all students. Furthermore, with VR, AR, and MR technologies, it is possible to display as a three-dimensional moving image, but there are problems with so-called VR, AR, and MR sickness symptoms and materials, so it may not be possible for all students. there were. In addition, the hologram displays up to now include the "Pepper's ghost method" that uses reflection from a glass mirror plate or acrylic plate, the "Displair method" that uses water vapor, and the "retinal display" that applies AR. Among these methods, the Pepper's ghost method is generally used, but in the Pepper's ghost method, there is a risk of damage to the glass mirror surface plate, and in the case of an acrylic plate, there are problems with low resolution and materials, so education In some cases, it could not be introduced in the field. Further, in the conventional method of displaying a three-dimensional image, it may not be possible to grasp the real image at an angle of 360 degrees.
本考案は、学習時に使用する分子構造の学習用教材であって、学習効果を高めるために、分子構造の立体的特徴を容易に学習（理解・実感など）することができる分子構造の学習用教材を提供することを目的とする。また、本考案は、学習時に使用する分子構造の学習用教材であって、学習時に使用する分子構造の学習用教材であって、学習効果を高めるために、分子構造を３６０度のアングルで３次元動画像を表示することができる分子構造の学習用教材を提供することを目的としてもよい。また、本考案に係る分子構造の学習用教材であって、素材をステンレス製とすることで、強度・安全性および高解像度を実現することができる分子構造の学習用教材を提供することを目的としてもよい。また、本考案に係る分子構造の学習用教材であって、スマートフォンを利用して表示することにより、学生全員を対象とすることで低分子および高分子構造の立体的特徴を容易にかつ安価に理解することができる学習（理解・実感など）をすることができる分子構造の学習用教材を提供することを目的としてもよい。 The present invention is a teaching material for learning the molecular structure used at the time of learning, and is for learning the molecular structure that can easily learn (understand, feel, etc.) the three-dimensional features of the molecular structure in order to enhance the learning effect. The purpose is to provide teaching materials. Further, the present invention is a teaching material for learning the molecular structure used at the time of learning, and is a teaching material for learning the molecular structure used at the time of learning. The purpose may be to provide a teaching material for learning a molecular structure capable of displaying a dimensional moving image. Another object of the present invention is to provide a teaching material for learning the molecular structure according to the present invention, which can realize strength, safety and high resolution by using stainless steel as the material. May be. In addition, it is a teaching material for learning the molecular structure according to the present invention, and by displaying it using a smartphone, the three-dimensional features of the low molecular and high molecular structures can be easily and inexpensively targeted to all students. The purpose may be to provide teaching materials for learning molecular structures that enable learning that can be understood (understanding, actual feeling, etc.).
上記課題を解決するために、本考案の一つの実施形態は、学習時に使用する分子構造の学習用教材であって、底面が四角形の四角錐である鏡映手段と、前記分子構造を表示する表示手段とを有し、前記表示手段は、略平面形状であり、前記鏡映手段を載置する載置部と、前記載置部を中心に、四方に、前記分子構造を表示する第１の分子構造画像部、第２の分子構造画像部、第３の分子構造画像部および第４の分子構造画像部を備え、前記鏡映手段は、略正四角錐であり、該鏡映手段の頭頂点が平面形状である載置平面部と、略三角形状の鏡面加工した４つの側面平面部と、を備え、前記第１の分子構造画像部は、表示する前記分子構造の第１の方向からの画像を表示し、前記第２の分子構造画像部は、前記第１の方向に対して９０度回転した前記分子構造の第２の方向からの画像を表示し、前記第３の分子構造画像部は、前記第２の方向に対して９０度回転した前記分子構造の第３の方向からの画像を表示し、前記第４の分子構造画像部は、前記第３の方向に対して９０度回転した前記分子構造の第４の方向からの画像を表示し、学習時に、まず前記鏡映手段を上下反転し、次に前記載置平面部を前記表示手段の前記載置部に配置し、次いで４つの前記側面平面部で前記第１の分子構造画像部、前記第２の分子構造画像部、前記第３の分子構造画像部および前記第４の分子構造画像部でそれぞれ表示する前記分子構造をそれぞれ鏡映する、ことを特徴とする分子構造の学習用教材を提供する。 In order to solve the above problem, one embodiment of the present invention is a teaching material for learning a molecular structure used at the time of learning, and displays a reflection means having a square pyramid whose bottom surface is a square and the molecular structure. A first display means having a display means, the display means having a substantially planar shape, and displaying the molecular structure in all directions centering on a mounting portion on which the mirroring means is mounted and the above-mentioned mounting portion. A molecular structure image unit, a second molecular structure image unit, a third molecular structure image unit, and a fourth molecular structure image unit are provided, and the mirroring means is a substantially regular square cone, and the top of the mirroring means The first molecular structure image portion includes a mounting plane portion whose points are planar shapes and four side surface flat portions that have been mirror-processed into a substantially triangular shape, and the first molecular structure image portion is displayed from the first direction of the molecular structure to be displayed. The second molecular structure image unit displays an image of the molecular structure rotated 90 degrees with respect to the first direction from the second direction, and displays the image of the third molecular structure. The unit displays an image of the molecular structure rotated 90 degrees with respect to the second direction from a third direction, and the fourth molecular structure image unit is 90 degrees with respect to the third direction. An image of the rotated molecular structure from a fourth direction is displayed, and at the time of learning, the mirroring means is first turned upside down, and then the previously described flat surface portion is arranged on the previously described placement portion of the display means. Next, the molecular structure displayed by the first molecular structure image unit, the second molecular structure image unit, the third molecular structure image unit, and the fourth molecular structure image unit on the four side plane portions, respectively. We will provide teaching materials for learning the molecular structure, which is characterized by reflecting each of them.
本考案の他の実施形態は、上記の分子構造の学習用教材であって、前記表示手段は、スマートフォンまたは携帯電話の表示画面である、ことを特徴とする分子構造の学習用教材であってもよい。 Another embodiment of the present invention is the above-mentioned teaching material for learning the molecular structure, wherein the display means is a display screen of a smartphone or a mobile phone. May be good.
本考案の他の実施形態は、上記のいずれかの分子構造の学習用教材であって、前記鏡映手段は、ステンレス製であり、４つの前記側面平面部は、鏡面加工した平面である、ことを特徴とする分子構造の学習用教材であってもよい。 Another embodiment of the present invention is a teaching material for learning any of the above molecular structures, wherein the mirroring means is made of stainless steel, and the four side plane portions are mirror-finished planes. It may be a teaching material for learning the molecular structure characterized by the above.
本考案は、学習時に使用する分子構造の学習用教材によれば、学習効果を高めるために、分子構造の立体的特徴を容易に且つ安価に学習（理解・実感など）することができる。また、本考案に係る分子構造の学習用教材によれば、学習時に使用する分子構造の学習用教材であって、学習効果を高めるために、分子構造を３６０度のアングルでの３次元動画像で表示することができる。また、本考案に係る分子構造の学習用教材によれば、素材をステンレス製とすることで強度・安全性および高解像度を実現することができる。また、本考案に係る分子構造の学習用教材によれば、スマートフォンを利用して表示することにより、学生全員を対象とすることで低分子および高分子構造の立体的特徴を容易に且つ安価に理解することができる学習（理解・実感など）をすることができる。 According to the teaching material for learning the molecular structure used at the time of learning, the present invention can easily and inexpensively learn (understand, feel, etc.) the three-dimensional features of the molecular structure in order to enhance the learning effect. Further, according to the teaching material for learning the molecular structure according to the present invention, it is a teaching material for learning the molecular structure used at the time of learning, and in order to enhance the learning effect, the molecular structure is a three-dimensional moving image at an angle of 360 degrees. It can be displayed with. Further, according to the teaching material for learning the molecular structure according to the present invention, strength, safety and high resolution can be realized by using stainless steel as the material. In addition, according to the teaching material for learning the molecular structure according to the present invention, the three-dimensional features of the low molecular weight and high molecular weight structures can be easily and inexpensively displayed for all students by displaying them using a smartphone. You can learn things that you can understand (understanding, feeling, etc.).
実施形態に係る分子構造の学習用教材の例を用いて、本考案を説明する。なお、本考案は、以後に説明する分子構造の学習用教材以外でも、学習時に使用するための教材（もの、部材、部品、装置、システム、教材など）であれば、いずれのものにも用いることができる。 The present invention will be described with reference to an example of a teaching material for learning the molecular structure according to the embodiment. In addition to the teaching materials for learning the molecular structure described below, the present invention is used for any teaching materials (things, members, parts, devices, systems, teaching materials, etc.) to be used during learning. be able to.
以後に、本考案の各構成を説明する。 Hereinafter, each configuration of the present invention will be described.
図１乃至図７を用いて、本考案の実施形態に係る分子構造の学習用教材の構成を説明する。ここで、図１（ａ）は、本考案の実施形態に係る分子構造の学習用教材１００の例を説明する概略正面図である。図１（ｂ）は、本考案の実施形態に係る分子構造の学習用教材１００の例を説明する概略平面図である。図２（ａ）は、本考案の実施形態に係る分子構造の学習用教材１００の鏡映手段１０の例を説明する概略正面図である。図２（ｂ）は、本考案の実施形態に係る分子構造の学習用教材１００の鏡映手段１０の例を説明する概略平面図である。図３（ａ）は、本考案の実施形態に係る分子構造の学習用教材１００の表示手段２０の例を説明する概略平面図である。図３（ｂ）は、本考案の実施形態に係る分子構造の学習用教材１００の表示手段２０の例（使用例）を説明する概略平面図である。図４（ａ）は、本考案の実施形態に係る分子構造の学習用教材１００の鏡映手段１０Ｕの例を説明する写真斜視図である。図４（ｂ）は、本考案の実施形態に係る分子構造の学習用教材１００の鏡映手段１０Ｕの例を説明する写真平面図である。図５は、本考案の実施形態に係る分子構造の学習用教材１００の表示手段２０Ｕの例を説明する写真説明図である。図６（ａ）は、本考案の実施形態に係る分子構造の学習用教材１００Ｕの例を説明する正面写真図である。図６（ｂ）は、本考案の実施形態に係る分子構造の学習用教材１００Ｕの例を説明する側面写真図である。図７は、本考案の実施形態に係る分子構造の学習用教材１００の鏡映手段１０Ｂの他の例（平板形状）を説明する説明図である。なお、図１等に示す分子構造の学習用教材の構成等は一例であり、本考案は図１等に示す教材等に限定されるものではない。 The configuration of the teaching material for learning the molecular structure according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7. Here, FIG. 1A is a schematic front view illustrating an example of a teaching material 100 for learning a molecular structure according to an embodiment of the present invention. FIG. 1B is a schematic plan view illustrating an example of a teaching material 100 for learning a molecular structure according to an embodiment of the present invention. FIG. 2A is a schematic front view illustrating an example of the mirroring means 10 of the teaching material 100 for learning the molecular structure according to the embodiment of the present invention. FIG. 2B is a schematic plan view illustrating an example of the mirroring means 10 of the teaching material 100 for learning the molecular structure according to the embodiment of the present invention. FIG. 3A is a schematic plan view illustrating an example of the display means 20 of the teaching material 100 for learning the molecular structure according to the embodiment of the present invention. FIG. 3B is a schematic plan view illustrating an example (usage example) of the display means 20 of the teaching material 100 for learning the molecular structure according to the embodiment of the present invention. FIG. 4A is a photographic perspective view illustrating an example of the mirroring means 10U of the teaching material 100 for learning the molecular structure according to the embodiment of the present invention. FIG. 4B is a photographic plan view illustrating an example of the mirroring means 10U of the teaching material 100 for learning the molecular structure according to the embodiment of the present invention. FIG. 5 is a photographic explanatory diagram illustrating an example of the display means 20U of the teaching material 100 for learning the molecular structure according to the embodiment of the present invention. FIG. 6A is a front photographic diagram illustrating an example of a teaching material 100U for learning a molecular structure according to an embodiment of the present invention. FIG. 6B is a side photographic diagram illustrating an example of a teaching material 100U for learning a molecular structure according to an embodiment of the present invention. FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating another example (flat plate shape) of the mirroring means 10B of the teaching material 100 for learning the molecular structure according to the embodiment of the present invention. The configuration of the teaching material for learning the molecular structure shown in FIG. 1 and the like is an example, and the present invention is not limited to the teaching material and the like shown in FIG. 1 and the like.
本考案に係る分子構造の学習用教材は、学習時に使用する分子構造の学習用教材であって、学習効果を高めるために、分子構造の立体的特徴を容易に且つ安価に学習（理解・実感など）することができる学習用教材である。また、本考案に係る分子構造の学習用教材（以下、「学習用教材）という）は、視覚を利用して分子構造を三次元構造として学習することができるので、分子構造の立体的特徴と生理活性部位（基質が結合し化学反応が進む酵素の部位）とを容易に学習（理解・実感など）することができる。なお、本考案に係る分子構造の学習用教材は、所望の大きさに形成されていてもよく、所望のデザインとなるような形状に形成されていてもよい。 The teaching material for learning the molecular structure according to the present invention is a teaching material for learning the molecular structure used at the time of learning, and in order to enhance the learning effect, the three-dimensional features of the molecular structure can be easily and inexpensively learned (understanding / feeling). It is a learning material that can be used. In addition, the teaching material for learning the molecular structure according to the present invention (hereinafter referred to as "learning teaching material") can learn the molecular structure as a three-dimensional structure by using vision, so that it is a three-dimensional feature of the molecular structure. It is possible to easily learn (understand, feel, etc.) the physiologically active site (the site of the enzyme to which the substrate binds and the chemical reaction proceeds). The teaching material for learning the molecular structure according to the present invention has a desired size. It may be formed in a shape that gives a desired design.
下記にて、各構成を具体的に説明する。 Each configuration will be described in detail below.
図１および図６に示すように、本考案に係る学習用教材（１００、１００Ｕ）は、視覚を利用して、分子構造の三次元構造を学習することができる教材である。図１に示すように、学習用教材１００は、学習時に使用する分子構造の学習用教材であって、底面が四角形の四角錐である鏡映手段１０と、分子構造を表示する表示手段２０とを有する。なお、表示する分子構造の画像は、とくに限定されず、公知の技術（画像）を利用することができ、実験、設計、計画などで予め定められた画像であってもよい。また、表示する分子構造は動画、写真、概念図などであってもよい。 As shown in FIGS. 1 and 6, the learning materials (100, 100U) according to the present invention are teaching materials capable of learning the three-dimensional structure of the molecular structure by using visual sense. As shown in FIG. 1, the learning teaching material 100 is a learning teaching material having a molecular structure used at the time of learning, and includes a mirroring means 10 having a quadrangular pyramid on the bottom surface and a display means 20 for displaying the molecular structure. Have. The image of the molecular structure to be displayed is not particularly limited, and a known technique (image) can be used, and the image may be a predetermined image in an experiment, a design, a plan, or the like. Further, the molecular structure to be displayed may be a moving image, a photograph, a conceptual diagram, or the like.
図２（および図４）に示すように、鏡映手段１０（図４の１０Ｕ）は、本実施形態では、略正四角錐である。また、鏡映手段１０は、鏡映手段の頭頂点が平面形状である載置平面部１１と、略三角形状の鏡面加工した４つの側面平面部１２（図２（ｂ）の１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ）と、を備える。４つの側面平面部は、本実施形態では、鏡面加工した平面である。鏡映手段１０は、学習時に、（１）まず、鏡映手段を上下反転し、（２）次に、載置平面部１１を表示手段２０（後述する図３の載置部２１）に配置し、（３）次いで、４つの側面平面部１２（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ）で表示手段２０（後述する図３の第１の分子構造画像部２２Ａ、第２の分子構造画像部２２Ｂ、第３の分子構造画像部２２Ｃおよび第４の分子構造画像部２２Ｄ）でそれぞれ表示する分子構造をそれぞれ鏡映する（反射して映す）。（４）これにより、使用者（学習者）は、それぞれの方向（３６０度）から見た分子構造を学習することができる。なお、本考案に係る鏡映手段の材質は、とくに限定されない。本考案に係る鏡映手段は、画像または動画を反射して映すものであればよい。また、本考案に係る鏡映手段は、ステンレス製（ステンレス鋼）であってもよい。これにより、本考案に係る学習用教材は、素材をステンレス製とすることで、強度・安全性および高解像度を実現することができる。
As shown in FIG. 2 (and FIG. 4), the mirroring means 10 (10U in FIG. 4) is a substantially regular quadrangular pyramid in this embodiment. Further, the mirroring means 10 includes a mounting
図７に、本考案に係る鏡映手段１０Ｂの他の例を示す。鏡映手段１０Ｂは、ステンレス製の平板形状である。鏡映手段１０Ｂは、使用時に、折り曲げて、中空の略正四角錐を形成する。これにより、本考案に係る学習用教材は、平板形状の鏡映手段を使用時に折り曲げて使用することができ、安価で、携帯性が高い教材とすることができる。また、鏡映手段１０Ｂは、プレス金型加工で製造することができる。具体的には、鏡映手段１０Ｂは、鏡面性を有するステンレス板材を加圧による切断と曲げによる成型後、端面をボンド付けすることで、強度・安全性および高解像度を有するステンレス製ホログラムプロジェクターとして、容易且つ安価に製造することができる。 FIG. 7 shows another example of the mirroring means 10B according to the present invention. The mirroring means 10B has a flat plate shape made of stainless steel. The mirroring means 10B is bent at the time of use to form a hollow substantially regular quadrangular pyramid. As a result, the learning teaching material according to the present invention can be used by bending the flat plate-shaped mirroring means at the time of use, and can be an inexpensive and highly portable teaching material. Further, the mirroring means 10B can be manufactured by press die processing. Specifically, the mirroring means 10B is a stainless steel hologram projector having strength, safety and high resolution by cutting a stainless steel plate having a mirror surface property by pressing and molding by bending and then bonding the end face. It can be manufactured easily and inexpensively.
図３および図５に示すように、表示手段２０は、本実施形態では、略平面形状または平板形状である。また、表示手段２０は、鏡映手段を載置する載置部２１と、載置部２１を中心に、四方に、分子構造を表示する第１の分子構造画像部２２Ａ（２２）、第２の分子構造画像部２２Ｂ（２２）、第３の分子構造画像部２２Ｃ（２２）および第４の分子構造画像部２２Ｄ（２２）を備える。
As shown in FIGS. 3 and 5, the display means 20 has a substantially planar shape or a flat plate shape in the present embodiment. Further, the display means 20 includes a mounting
図３（ａ）（および図５）に示すように、第１の分子構造画像部２２Ａ（２２）は、表示する分子構造の第１の方向からの画像を表示する。第２の分子構造画像部２２Ｂ（２２）は、第１の方向に対して９０度回転した分子構造の第２の方向からの画像を表示する。第３の分子構造画像部２２Ｃ（２２）は、第２の方向に対して９０度回転した分子構造の第３の方向からの画像を表示する。第４の分子構造画像部２２Ｄ（２２）は、第３の方向に対して９０度回転した分子構造の第４の方向からの画像を表示する。なお、本考案に係る表示手段（第１の分子構造画像部２２Ａ（２２）、第２の分子構造画像部２２Ｂ（２２）、第３の分子構造画像部２２Ｃ（２２）および第４の分子構造画像部２２Ｄ（２２））は、写真、動画または概念図などを表示するものであってもよい。また、本考案に係る表示手段（第１の分子構造画像部２２Ａ（２２）、第２の分子構造画像部２２Ｂ（２２）、第３の分子構造画像部２２Ｃ（２２）および第４の分子構造画像部２２Ｄ（２２））は、分子モデルに基づいて生成されるタンパク質分解酵素の三次元モデル（たとえば３次元ＣＡＤデータ）を用いて、三次元の分子構造を表示してもよい。また、本考案に係る表示手段が表示する画像は、教科に合わせたオリジナル性を有する３６０度のアングルでの３次元動画像を用いることができる。 As shown in FIGS. 3A (and 5), the first molecular structure image unit 22A (22) displays an image of the molecular structure to be displayed from the first direction. The second molecular structure image unit 22B (22) displays an image of the molecular structure rotated 90 degrees with respect to the first direction from the second direction. The third molecular structure image unit 22C (22) displays an image of the molecular structure rotated 90 degrees with respect to the second direction from the third direction. The fourth molecular structure image unit 22D (22) displays an image of the molecular structure rotated 90 degrees with respect to the third direction from the fourth direction. The display means according to the present invention (first molecular structure image unit 22A (22), second molecular structure image unit 22B (22), third molecular structure image unit 22C (22), and fourth molecular structure). The image unit 22D (22)) may display a photograph, a moving image, a conceptual diagram, or the like. Further, the display means according to the present invention (first molecular structure image unit 22A (22), second molecular structure image unit 22B (22), third molecular structure image unit 22C (22), and fourth molecular structure). The image unit 22D (22)) may display a three-dimensional molecular structure using a three-dimensional model (for example, three-dimensional CAD data) of a proteolytic enzyme generated based on the molecular model. Further, as the image displayed by the display means according to the present invention, a three-dimensional moving image at a 360-degree angle having originality according to the subject can be used.
図５および図６に示すように、本考案に係る表示手段２０Ｕは、スマートフォンまたは携帯電話の表示画面を用いてもよい。これにより、本考案に係る学習用教材によれば、スマートフォンを利用して表示することができるので、学生全員を対象とすることができ、低分子および高分子構造の立体的特徴を容易に理解することができる学習（理解・実感など）方法とすることができる。また、本考案に係る学習用教材は、表示手段としてスマートフォンを利用して表示することができるので、安価で、携帯性が高い教材とすることができる。なお、スマートフォン上での３Dホログラム動画画像の配置は、例えばWondershare社製Filmoraソフトウェア等を用いて、動画画像を９０度回転により４分割させ、中心にピラミッド構造のホログラムプロジェクター（本考案に係る鏡映手段）を設置し、４方向から側面に投影させることで、３６０度のアングルで３次元動画像を表示することができる。 As shown in FIGS. 5 and 6, the display means 20U according to the present invention may use the display screen of a smartphone or a mobile phone. As a result, according to the learning materials according to the present invention, since they can be displayed using a smartphone, all students can be targeted, and the three-dimensional characteristics of small molecule and polymer structures can be easily understood. It can be a learning (understanding, feeling, etc.) method that can be done. Further, since the learning teaching material according to the present invention can be displayed by using a smartphone as a display means, it can be an inexpensive and highly portable teaching material. To arrange the 3D hologram moving image on the smartphone, for example, using Filmora software manufactured by Wondershare, the moving image is divided into four by rotating 90 degrees, and a hologram projector having a pyramid structure in the center (reflection according to the present invention). By installing the means) and projecting it from four directions to the side surface, it is possible to display a three-dimensional moving image at an angle of 360 degrees.
以上のとおり、本考案に係る分子構造の学習用教材によれば、学習時に使用する分子構造の学習用教材であって、学習効果を高めるために、分子構造の立体的特徴を容易に且つ安価に学習（理解・実感など）することができる。また、本考案に係る分子構造の学習用教材によれば、学習効果を高めるために、分子構造を３６０度のアングルでの３次元動画像で表示することができ、たとえば分子構造の立体的特徴と生理活性部位（基質が結合し化学反応が進む酵素の部位）とを容易に学習（理解・実感など）することができる。また、本考案に係る分子構造の学習用教材によれば、素材をステンレス製とすることで強度・安全性および高解像度を実現することができる。また、本考案に係る分子構造の学習用教材によれば、スマートフォンを利用して表示することにより、学生全員を対象とすることで低分子および高分子構造の立体的特徴を容易に理解することができる学習（理解・実感など）することができる。また、本考案に係る分子構造の学習用教材によれば、欧米、特にイギリス・アメリカでは３０年ほど前から導入されているＶＡＫ学習スタイルに利用することができ、教育効果が高い教材とすることができる。 As described above, according to the teaching material for learning the molecular structure according to the present invention, it is a teaching material for learning the molecular structure used at the time of learning, and in order to enhance the learning effect, the three-dimensional features of the molecular structure can be easily and inexpensively used. You can learn (understand, feel, etc.). Further, according to the teaching material for learning the molecular structure according to the present invention, in order to enhance the learning effect, the molecular structure can be displayed as a three-dimensional moving image at an angle of 360 degrees, for example, a three-dimensional feature of the molecular structure. And the physiologically active site (the site of the enzyme where the substrate binds and the chemical reaction proceeds) can be easily learned (understanding, feeling, etc.). Further, according to the teaching material for learning the molecular structure according to the present invention, strength, safety and high resolution can be realized by using stainless steel as the material. In addition, according to the teaching materials for learning the molecular structure according to the present invention, it is possible to easily understand the three-dimensional characteristics of the small molecule and the high molecular structure by displaying them using a smartphone for all students. You can learn (understand, feel, etc.). In addition, according to the teaching material for learning the molecular structure according to the present invention, it can be used for the VAK learning style introduced about 30 years ago in Europe and the United States, especially in the United Kingdom and the United States, and it should be a teaching material with a high educational effect. Can be done.
以上のとおり、本考案に係る実施形態について説明したが、本考案は上記の実施形態に限定されるものではない。すなわち、本考案は、実用新案登録請求の範囲に記載の内容に基づいて、様々に変形、変更又はその他任意に改変され得る。 As described above, the embodiment according to the present invention has been described, but the present invention is not limited to the above embodiment. That is, the present invention may be variously modified, modified, or otherwise arbitrarily modified based on the contents described in the claims for utility model registration.
１００，１００Ｕ： 分子構造の学習用教材
１０，１０Ｕ，１０Ｂ ： 鏡映手段
１１ ： 載置平面部
１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ ： 側面平面部
２０，２０Ｕ ： 表示手段
２１ ： 載置部
２２Ａ： 第１の分子構造画像部
２２Ｂ： 第２の分子構造画像部
２２Ｃ： 第３の分子構造画像部
２２Ｄ： 第４の分子構造画像部
100,100U: Teaching materials for learning
Claims (3)
底面が四角形の四角錐である鏡映手段と、
前記分子構造を表示する表示手段と
を有し、
前記表示手段は、略平面形状であり、前記鏡映手段を載置する載置部と、前記載置部を中心に、四方に、前記分子構造を表示する第１の分子構造画像部、第２の分子構造画像部、第３の分子構造画像部および第４の分子構造画像部を備え、
前記鏡映手段は、略正四角錐であり、該鏡映手段の頭頂点が平面形状である載置平面部と、略三角形状の鏡面加工した４つの側面平面部と、を備え、
前記第１の分子構造画像部は、表示する前記分子構造の第１の方向からの画像を表示し、
前記第２の分子構造画像部は、前記第１の方向に対して９０度回転した前記分子構造の第２の方向からの画像を表示し、
前記第３の分子構造画像部は、前記第２の方向に対して９０度回転した前記分子構造の第３の方向からの画像を表示し、
前記第４の分子構造画像部は、前記第３の方向に対して９０度回転した前記分子構造の第４の方向からの画像を表示し、
学習時に、まず前記鏡映手段を上下反転し、次に前記載置平面部を前記表示手段の前記載置部に配置し、次いで４つの前記側面平面部で前記第１の分子構造画像部、前記第２の分子構造画像部、前記第３の分子構造画像部および前記第４の分子構造画像部でそれぞれ表示する前記分子構造をそれぞれ鏡映する、
ことを特徴とする分子構造の学習用教材。 It is a teaching material for learning the molecular structure used at the time of learning.
A mirroring means with a quadrangular pyramid on the bottom,
It has a display means for displaying the molecular structure, and has a display means.
The display means has a substantially planar shape, and is a first molecular structure image unit that displays the molecular structure in all directions centering on a mounting portion on which the mirroring means is placed and the previously described mounting portion. It is provided with two molecular structure image units, a third molecular structure image unit, and a fourth molecular structure image unit.
The mirroring means is a substantially regular square cone, and includes a mounting plane portion in which the apex of the mirroring means has a planar shape, and four side plane portions processed into a substantially triangular mirror surface.
The first molecular structure image unit displays an image of the molecular structure to be displayed from the first direction.
The second molecular structure image unit displays an image of the molecular structure rotated 90 degrees with respect to the first direction from the second direction.
The third molecular structure image unit displays an image of the molecular structure rotated 90 degrees with respect to the second direction from the third direction.
The fourth molecular structure image unit displays an image of the molecular structure rotated 90 degrees with respect to the third direction from the fourth direction.
At the time of learning, the mirroring means is first turned upside down, then the pre-described flat surface portion is arranged on the pre-described flat surface portion of the display means, and then the four side plane portions are used to form the first molecular structure image unit. Each of the molecular structure displayed by the second molecular structure image unit, the third molecular structure image unit, and the fourth molecular structure image unit is reflected.
Teaching materials for learning the molecular structure, which is characterized by this.
ことを特徴とする、請求項１に記載の分子構造の学習用教材。 The display means is a display screen of a smartphone or a mobile phone.
The teaching material for learning the molecular structure according to claim 1, characterized in that.
４つの前記側面平面部は、鏡面加工した平面である、
ことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の分子構造の学習用教材。 The mirroring means is made of stainless steel.
The four side plane portions are mirror-finished planes.
The teaching material for learning the molecular structure according to claim 1 or 2, characterized in that.
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