高3GLs 理工学部との高大連携企画ミニレクチャーを実施しました

2026.6.2

5月28日（木）、びわこ・くさつキャンパス（BKC）のコラーニングハウスⅡにて、高校3年生SAPⅠの授業が行われました。今回は高大連携企画として、理工学部の和田浩史教授をお招きし、「かたちの物理学」というタイトルのもと、「収納と展開」をテーマにしたミニレクチャーを実施していただきました。

物理学の視点から見る「収納と展開」の不思議
「地球上の生物はさまざまな形をしており、いろいろな動きをしています。世界中の生物や地表、宇宙などには多様な現象があふれていますが、その背後にはすべてを貫く共通の法則があります。その仕組みを解明するのが物理学です」という和田先生の熱いお話からレクチャーがスタート。

今回の目標は、「狭い場所に収納する際の『折りたたみ』の中にある法則を考えること」です。
生徒たちは、テントウムシが羽を広げる様子や、アサガオが開花するビデオを観察。そこに隠された共通点を探る中で、自然界の物理法則を応用した折り方として「ミウラ折り」が紹介されました。

「ミウラ折り」とは？
東京大学名誉教授の三浦公亮先生が考案した折りたたみパターンです。四角形をベースに山折りと谷折りを交互に組み合わせることで、端を対角線上に軽く引っ張ったり押したりするだけで、一瞬で簡単に展開・収納できるのが特徴です。

実際に体験！「ミウラ折り」に挑戦
レクチャーの後半では、生徒たちが実際に紙を使って「ミウラ折り」作りに挑戦しました。
最初は「どう折ればいいの？」と苦戦していた生徒たちですが、コツを掴むと仕組みを理解し、次々と形にしていきました。完成した紙が魔法のように一瞬で開閉する様子を見て、その構造の素晴らしさに驚きの声を上げていました。

和田先生からは、「ミウラ折りは『3つの山折りと1つの谷折りが1つの点で交わる』のが特徴です。この形はエネルギーの無駄（ロス）が最も少ないため、自然界にも多く存在しています」と解説があり、現在ではこの構造を応用した「衝撃に強いメタマテリアル（新材料）」の開発も進んでいることが紹介されました。生徒たちは、「自然現象から原理を学び、それをテクノロジーへ応用する」という科学技術の本質を、身をもって学ぶことができました。

流体が織りなす美しい模様「レイリー・テイラー不安定性」の実験
さらに今年度は、「レイリー・テイラー不安定性」によるパターン形成についての簡単な実験も行われました。これは、密度の高い（重い）流体が、密度の低い（軽い）流体の上にあるとき、重力によって混ざり合おうとする現象です。混ざり合う過程で、境界に「キノコ雲」のような美しい模様が次々と現れます。生徒たちは、目の前で起こる不思議で美しい現象に目を輝かせ、自然界の面白さと、理工学という学問の奥深さに深く感動していました。