遊び場での子供の社会化を促進するために、さまざまな斜面条件に適応した4つの一時的なウォータースライダーデザイン

要約

初期の社会的学習は、効果的に設計された環境との相互作用によって強化されます。4つのイベントがさまざまな都市公園で開催され、安価な一時的なウォータースライダーを使用して社会的学習を刺激しました。本研究では,試作品の検討と児童の交流の評価について述べる。

要約

都市化の進展により、さまざまな自然の屋外環境への子供たちのアクセスが減少しています。初期の人生経験におけるこの欠陥を解消するために、私たちは4つの一時的なウォータースライダーを設計し、それぞれが異なる都市側の公園条件に合わせて調整しました。ウォータースライダーは、地元の森からの竹の棒や、防水シートで覆われた単純なパイプや接合部など、入手しやすい資源から構築されたフレームで簡単に構築できました。合板板、段ボール、防水シートを使用して、各公園の既存の斜面または階段に配置されたスライドのふもとにプールを作成しました。水は、各1〜2時間のイベント中にスライドから継続的に放出されました。各公園のイベントでは、子供たちが自発的に集まり、滑り台を使用し、社会的に交流しました。ウォータースライダー試験では重大事故は発生しませんでした。子どもたちが各ウォータースライダーをどのように使用しているかを理解するために、ウォータースライダーでのアクティビティをビデオで記録しました。ウォーターすべりの最高活動レベルの分を定量的に分析し、ウォーターすべり周囲の流線と、ウォーターすべりの使用中に達成された平均速度と最大速度を決定しました。

概要

都市化の進展により、子供たちが自然の屋外環境を探索する機会が減少しています。特に、少子化や核家族の増加などにより、日本の子どもたちは多様化する社会構造について体験的に学ぶ機会を失っています¹。文部科学省は、発達障害とそれに伴う社会障害のある小学生の増加を報告しているが、因果関係は示されていない^2,3。さらに、経済協力開発機構(OECD)の調査によると、多くの家族が幼い頃にスマートフォンへのアクセスを許可していないにもかかわらず、日本の中学生の子供は他の国の子供よりもソーシャルメディアと頻繁にやり取りしています⁴。親がより教育志向になるにつれて、子供たちはもはやリスクの高い活動で外で遊ぶことはなく、大人の監視の下で屋内でより多くの時間を過ごしています⁵。しかし、多様で未知数や潜在的な脅威に満ちた家の外は、子供たちが自分の課題を見つけ、友人と一緒に働くことによって困難を克服することを学びながら学び、成長できる最高の教育環境であることがよくあります⁶。

屋外での遊びを奨励するため、遊びを通して自然を自発的に体験し、友人や他の人と社会的に交流し、課題を共有する機会を提供するために、プレイパークイベントを開催しました⁷。プレイパークは、子供たちが木登り、天然素材で遊具を作る^、火8の構築と管理を学ぶなど、さまざまなアウトドアアクティビティを体験できる都市公園の特別なセクションです。2018年から2019年にかけて、山口県宇部市にプレイパークをつくる共同プロジェクトでは、市民が子どもたちに自然体験を積極的に作り出す方法を探りました。(1)子どもたちの自発的な集いを促すことで社会交流を促進すること、(2)空、土、水^{、木などの}天然資源を活用し、創造的な機会に満ちた環境を創出すること^9,10、段ボールくずを使って環境をきれいにすることを目標としています。イベントは夏と秋に4つの都市部の町で開催される予定でした。ほとんどの子どもたちが本能的に水遊びが大好きであることから、地域の資源を活かした4つのウォータースライダーを設計しました。本報告では、山口大学と地域住民の協働により創出された宇部市連携事業「プレイリーダー養成講座」の成果について報告する。2019年には3つのイベントが完了しました。4番目のイベントは、COVID-19が子供の社会化を妨げていた期間中に2021年に発生しました。プレイパークイベントの日時を表1に示します。「時間」はイベントの継続時間であり、「最大時間」は定量的に分析された各イベントでの1分間(最もアクティブな1分間)です。本稿では,4つのデザインとその実装,観察中に子どもたちがウォータースライダーとどのように相互作用したか,あるいは互いの相互作用を定量的に評価した。

プロトコル

この研究プロトコルは、山口大学人間参加者が関与する非医学的研究のための検討委員会によって承認されました。このプロトコルで使用されるすべての材料、機器、およびソフトウェアのリストについては、 部品の表 を参照してください。子供たちが親または保護者と一緒に集まり、創造性を促進するように設計された環境でプレイパークを作成、使用、およびクリーンアップするために自発的に協力できる日付、時間、場所について公に発表されました。

1.公園の景観と資源

1. 各公園の地形や資源の現地調査を実施し、利用可能な特定の資源を活用するために各公園のウォータースライダーを具体的に設計します。可能であれば、ウォータースライダーをオープンエリアに配置して、遊び場に訪問者を引き付けるためにすべての方向から見えるようにします。
   注: 図1 は、各公園のGoogleマップの航空写真を示しており、ウォータースライド(WS)の位置と方向を示しています。
2. 既存の地形に基づいてウォータースライダーを設計および構築します。
   注:各ウォータースライドの勾配と長さを 表1に示します。
   1. 平らな公園のウォータースライダーを作るには(公園1、WS1; ビデオ1):
      1. 足場パイプとクランプを使用してタワー構造を設計し、強力だが一時的な構造を簡単に組み立てられるようにします(図2Ab)。
      2. ウォータースライダーのプールセクションのフレームを長さ3 mの竹の棒から構築します(図2Aa1)。ウォータースライダー(図2Aa2)の角度が25°、長さが1.8 mで、底にプールがあることを確認します。
         注:黒石公園は平坦です(図2A)。
   2. 丘陵公園のウォータースライダーを作るには(公園2、WS2; ビデオ2)、自然の傾斜を利用します。
      1. ステップ1.2.1と同様に、地域資源を使用して竹の棒と合板からプールセクションのフレームを構築します(図2B)。ウォータースライドの角度が30°、長さが6 mで、底にプールがあることを確認してください。
         注:琴崎公園は丘陵です(図1B)。
   3. 公園の中心に小さな斜面がある場合(公園3、WS3; ビデオ3)、この小さな斜面を使用してウォータースライダーを作成します。
      1. ステップ1.2.1のように、竹の棒と足場を使用して、ウォータースライダーを構築するための自然な傾斜(図2C)を増やします。ウォータースライドの角度が最も急勾配で21°、長さが4 mで、底にプールがあることを確認してください。
         注:木和波公園は中央に小さな斜面があります(図1C)。
   4. 存在する場合は、階段を使用してウォータースライダーを作成します(学校4、WS4; ビデオ 4)。
      1. 階段を覆うには、合板と正方形の木の棒(補足ファイル1)を段ボールで覆い、子供たちをスライドに留めるためのレールを形成する構造を構築します(図2D、中央の図)。ウォータースライドの角度が27°、長さが6mであることを確認してください。
         注:上宇部小学校の校庭には階段があります(図1D)。
   5. プレイパークの安全性を考慮してください(補足ファイル1)。
      1. 構造の安全性を検証するには、有限要素法(FEM)などのシミュレーションを使用して強度を計算します(Adobe Fusion 360; 補足ファイル1)。
      2. プロトタイプを作成します。複数の人にプロトタイプを操縦してもらい、硬い/突出した部品などの潜在的なリスクを見つけます。見つかった場合は、そのような部品を取り除くか、ソフトキャップで覆います。子供たちが自分でリスクを克服する方法を学ぶことができるように、いくつかの最小限のリスクを残すことを検討してください(補足ファイル1)。
3. 斜面を防水シートで覆い、ウォータースライダーとプールエリアを作成します(補足ファイル1)。
4. 公園の給水からホース を介して ウォータースライダーに水を供給します。

図1:Googleマップ上の公園の風景。 (A)第1公園のWS1:黒石。(B)パーク2のWS2:琴崎。(C)第3公園のWS3:キワナミ。(D)小学校4のWS4:上宇部。スケール バー = 20 m (西暦)。略称: WS = ウォータースライダー。この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

2.材料の組み立て(材料表を参照)

1. 材料の表面を滑らかにしてきれいにします。
2. インパクトドライバーとのこぎりを使用して、パイプ、ボード、ジョイント、ネジ、ロープでフレームワークを組み立てます(補足ファイル1)。
3. フレームワークの角を地面に杭打ちします。
4. 段ボールのクッションを階段で固定します。
5. 形状に合わせて防水シートで覆い、杭と防水テープで固定します(補足ファイル1)。
6. スライドトップからホースの水を流します。
7. 安全性を繰り返し確認し、必要に応じて補強します。
8. 使用中の安全性を継続的に監視し、問題をすぐに修復してください。

3. 活動の記録と定量分析

1. ビデオカメラを使用して、子供たちがスライドを使用している様子をキャプチャします。
2. 身長に基づいて、各ウォータースライダーを使用して子供の年齢を推定します(表2)。
3. 図3に示すように、定性的観察と定量分析を通じて、動線と活動レベルの関係を評価します。
   1. Python を使用して、毎秒ビデオデータを JPEG 画像ファイルに変換します (補足ファイル 2)。
   2. Keynoteを使用して、ウォータースライダーに対する各子供の位置を追跡します。位置情報をウォータースライド デザインのトップ ビュー画像に手動で変換します (補足ファイル 2)。
   3. 一連のオブジェクトトラックのスクリーンショットをMP4ファイルに変換します(補足ファイル2)。
   4. MP4ファイルでPython検出を使用して、オブジェクト座標を決定し(補足ファイル2)、速度を計算します(補足ファイル2)。
   5. 一元配置分散分析を実行して、WS1-4の子運動[m/s]の差を互いに求めます( p値が<0.05の場合は*を入れます)。

結果

子どもたちは、すべてのウォータースライダーに集まり、交流し、一緒に遊んだ(図4)。WS4を使用した子供は、他のスライドの子供よりも年上であると推定されました(表2)。各WSにおける最高速度の1分間における代表的な子モーショントラッキングパターンを動画5で可視化する。図5は、各ウォータースライダーの周りの代表的なIN-OUT運動線を示しています。WS1では、下部構造aとbの間の2つの異なる運動線が検出されました(図5A)。ただし、bの線はウォーターすべりに接続していないため、aの線のみがウォーターすべりに関連するものとして定義されました。下部にプールがあるウォータースライダー(WS1-3)の場合、一部のモーションラインはスライドを使用せずにプールを使用していることを示しています(図5A-C)。また、スライド上での上下運動の繰り返しも頻繁に観察された(図5A-C)。WS1-3と比較して、WS4の動線は、下り、横の階段を上り、出ずに再び滑るという一連のスライドを繰り返していました(図5D)。

さらに、面積(表1)とウォータースライダーを使用する子供の数(図6A、B)を考慮して、個々の子供の平均移動と最大移動を比較しました。WS1、WS2、WS3の領域は互いに大きく異なりますが、それぞれの子供の動きのレベルは似ていました。WS4の周りの動きは、他のスライドよりも大幅に高かった。

図2:ウォータースライドのデザイン 。 (A)パーク1のWS1。(B)パーク2のWS2。(C)パーク3のWS3。(D)学校でのWS4 4。略称: WS = ウォータースライダー。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図3:定量化分析アプリケーションのフローチャートとプロトコル。 プロトコルのステップ 3 を参照してください。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図4:4つのウォータースライダーのシーン。 (A)黒石公園のWS1。(B)琴崎公園のWS2。(C)キワナミ公園のWS3。(D)学校でのWS4 4。この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図5:各ウォータースライダー周辺の代表的なIN-OUT運動線。 (A)WS1:下部構造aの最も代表的な線は赤でした。また、aに黒い線がプールのみを使用し、bに個別の赤い線があり、aに向けられていないという2つの異なるパターンが見られました。 (B)WS2:スライド全体を高速に使用した青い線、スライドを部分的に使用する黒い線、プールにとどまる赤い線の3つのパターンが現れました。(C)WS3:斜面下部構造を使用しているか使用していないかのいずれかを表す2本の赤い線。(D)WS4:行動パターンが統一された(スライドを使用した)。A-D: a = プール, b = ウォータースライダー;赤=アウト。緑=インチ。略称: WS = ウォータースライダー。この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図6:4種類のウォータースライダーの定量的比較。 黒い円は平均を表します。ドットは個々の子を表します。(A)運動手段を比較します。WS1-4ラベルの下の数字は、同じ1分間にスライドに集まった子供の最大数を示しています。 (B) Aと同じデータから導き出された最大速度。* WS4は他のWSよりも有意に高い(一元配置分散分析、 p < 0.05)。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

公園/学校		日付	時間	最大時間		スライド面積(m2)	勾配(°)	長さ(m)
第1公園「黒石」		16-06-2019	13:00-16:00	14:21:30-14:22:30		3.2	25.0	1.8
第2公園「琴崎」		31-08-2019	13:00-16:00	13:43:00-13:44:00		12.0	30.0	6.0
第3公園「きわなみ」		28-09-2019	12:00-16:00	12:49:00-12:50:00		8.0	21.0	4.0
第4学園「上宇部」		08-08-2021	13:00-18:00	17:14:00-17:15:00		5.4	27.0	6.0

表1:プレイパークイベントの時間と分析目標時間、およびウォータースライダー情報。

ティッカー#	お子様の人数	子供の身長 [cm]
		意味する	ティッカー
第1公園	12	130.4	22.0
第2公園	5	132.0	14.7
第3公園	3	116.7	12.5
スクール4	8	147.5	12.0

表2:「最大時間」の間に各ウォータースライダーで遊んでいる子供たちの身長(平均と標準偏差)。 子供のおおよその身長は年齢の予測に貢献しました。

ビデオ1:黒石公園のWS1で最もアクティブな1分「最大時間」。 このウォータースライダーは、傾斜のない公園で設計されました。ウォータースライダーの斜面を構築する必要があるため、ウォータースライダーの面積は他のウォータースライダーに比べて比較的小さくなりました。このウォータースライダーではまだたくさんの子供たちが一緒に遊んでいました。略称: WS = ウォータースライダー。 このビデオをダウンロードするには、ここをクリックしてください。

ビデオ2:最もアクティブな1分「最大時間」、琴崎公園のWS2で。 このウォータースライダーは、自然の広く急勾配(30°)で長い斜面の公園に建設されました。子供たちがこのスライドをどのように使用するかにはばらつきがありました。滑り台をスピードで下ろす子供もいれば、慎重に上下に歩く子供もいました。略称: WS = ウォータースライダー。 このビデオをダウンロードするには、ここをクリックしてください。

ビデオ3:最もアクティブな1分「最大時間」、木和波公園のWS3で。 このイベントは、COVID19パンデミックの前の2019年に開催されました。このウォータースライダーでは、年少の子供たちが緩やかな斜面で長時間遊んでいるのが見られました。 このビデオをダウンロードするには、ここをクリックしてください。

ビデオ4:上宇部学校のWS4で最もアクティブな1分「最大時間」。 4回目のウォータースライダーイベントは、COVID19パンデミックの最中の2021年に開催されました。このウォータースライダーでは、年長の子供たちが一緒に滑り台を繰り返しスピードアップしました。この設計で階段を使用すると、この動作に寄与している可能性があります。 このビデオをダウンロードするには、ここをクリックしてください。

ビデオ5:WS1-4で最も活発な子供の追跡動作の各代表的なパターン。このビデオをダウンロードするには、ここをクリックしてください。

補足ファイル1:安全上の考慮事項と組み立て。このファイルをダウンロードするには、ここをクリックしてください。

補足ファイル2:Pythonコードと基調講演ファイルを使用した子モーショントラッキングメソッド。このファイルをダウンロードするには、ここをクリックしてください。

ディスカッション

このウォータースライダーは、子どもたちが都市公園に自発的に集まり、お互いに、そして自然環境と交流することを奨励することを目的として設置されました。私たちは、子供、大人、学生、市民が協力してウォータースライダーを設計、構築、清掃する共同の創造的なプロセスを強調しました。全員が課題を克服するために一緒に働くことを楽しんだ^11,12。動物モデルは、このタイプの臨界期の学習経験13,14の欠損が将来の社会的適応性と精神情緒的機能に影響を与える可能性があることを示しています2,15,16。

ウォータースライダーを作成するために、地面の斜面(WS2、WS3)または階段(WS4)が使用されました。斜面がない場合は、ボードとシングルパイプ足場(WS1)からプラットフォームを構築することにより、単純な一時的な斜面が作成されました。すぐに利用できる地域資源¹⁷である竹は、公園1〜3のウォータースライダーフレームワークに使用されました。竹は急速に成長し、過成長を防ぐために制御する必要があるため、このアプリケーションでの使用が理想的です¹⁸。

WS1については、モーショントラッキングライン(図5A)を確認する前に、フレームワーク全体(図2Aa1,a2,b)がウォータースライド構造に含まれることを期待していました。しかし、モーショントラッキング解析により、2つの異なる下部構造ラインへの明確な分割が明らかになりました。その結果、WS1の最初の試行と分析の後、追加のタワーを削除することでウォータースライドの設計を簡素化しました。これにより、WS1の塔(図2Ab)を定量分析から外した。

4種類のスライドはすべて、子供たちが自発的に集まるように引き付けました。WS4の活動は他のスライドよりも高かったが、これは我々の推定(表2)に基づいて、WS4を使用した子供は他のウォータースライダーよりも年上であり、したがってより発達した人格を持っていた可能性が高いためである。これは、より高度な社会的スキル、建設のアイデア、および協調能力を持つ子供たちに変換される可能性があります。アクティビティの違いは、ウォータースライドの設計の違いによっても発生する可能性があります。子供たちが滑り降りた後に滞在できるプールが下部にあった他のスライドとは異なり、WS4にはプールがなく、子供たちが滑り降りた後に簡単に再び登ることができる横階段があり、おそらくより単純な反復行動を促しました。ウォータースライダーの位置も、WS4でのより高い活動の原因であった可能性があります。WS1-3は地元の公園にあり、WS4は校庭にあり、生徒は慣れ親しんだ環境でリラックスして遊ぶことができたと考えるのが妥当です。この機器を使用する個人について教育的および社会経済的調査を収集できれば、情報の組み合わせは子供の神経心理学的発達への洞察を提供する可能性があります。さらに、COVID-19の潜在的な影響も考慮する必要があります。WS4での活動は、COVID関連の制限が進行中の2021年に評価されましたが、WS1-3での活動はパンデミックの前に行われました。WS4の活動レベルは、社会的遊びの機会が長期間減少したことへの対応を表す可能性があります¹⁹。これらの単一の観測イベントに固有の制限のために、個々の個人調査を含むさらなる詳細な研究が必要です。

フレームワーク設計^20,21の機械的安全性を決定するために、スライドセクションの補助支持フレーム上の合板の曲げについて、Adobe Fusion(無料版)²³を使用して有限要素シミュレーション解析²²を実行した。補助構造は、体重25kgの子供4人が同時にスライドを使用することを想定して、100kgの重量に耐えるように設計されました(図示せず)。すべてのウォータースライダーは、重大な事故なしに子供たちによってうまく使用されました。防水シートが少し滑り落ち、数回修正されました。1つのインシデントのみが観察されました。この症例は,自閉症と診断された1年生の男児であった^7,24.最初は怖がっているようでしたが、他の子供たちを見て、彼も参加したいと思いました。少年は臆病に近づき、ゆっくりと滑り降り始めました。数回試みた後、彼は滑って転倒し、滑り台の表面に口をぶつけました。彼は口の内側に小さな切り傷を負った。この経験の後、彼は母親に戻りました。私たちはこれが彼にとって否定的な経験になるのではないかと心配していました。しかし、その後、彼は大きな興奮とリスクテイクの増加でプレイパークイベントに参加しました。

資料

Name	Company	Catalog Number	Comments
WS1
pipes (6)			NFG Ecostar 700N Φ48.6 mm x 0.9 m
pipes (27)			NFG Ecostar 700N Φ48.6 mm x 1.8 m
pipes (2)			NFG Ecostar 700N Φ48.6 mm x 2.4 m
cover (35)			for Φ48.6 mm
joint (36)			for  Φ48.6 mm
Plywood boards (2)			13 x 900 x 1800 mm
tarp (blue) (1)			0.25 x 4500 x 4500 mm
bamboo rod (8)			15 mm x 2000 mm
rope (1)			Φ18 mm x 200 m
PP rope (1)			Φ6 mm x 200 m
WS2
tarp (blue) (1)			0.25 x 4500 x 4500 mm
bamboo rod (8)			15 mm x 2000 mm
PP rope (1)			Φ6 mm x 200 m
WS3
Plywood boards (2)			13 x 900 x 1800 mm
joint (11)			for  Φ48.6 mm
tarp (blue) (1)			0.25 x 4500 x 4500 mm
bamboo rod (7)			15 mm x 2000 mm
PP rope (1)			Φ6 mm x 200 m
WS4
Plywood boards (2)			13 x 900 x 1800 mm
Plywood board (1)			13 x 900 x 900 mm
wood SPF 2x4			38 x 89 x1820 mm
cardboard			free size
wood screw (1 box)			3.3x50 mm
packing tape (2)			50mmx50m
peg (4)			Φ9mmx300mm
Tool
Impact driver			18v  160N • m
Hammer			2 kg
Impact socket			17mm
Bit for impact driver			+ 65mm
Software
AUTODESK FUSION 360 2.0.12164			Drawing designs
Blender (Version 3.0.0 2021-12-03)			Drawing designs
R			one-way ANOVA
Equipment
video cameras	(JVC, G Z -RX690-D)