ふたばのブログ〜理科教育と道徳教育を科学する〜

ストローと割り箸で筋肉と骨格モデル

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筋肉と骨格の単元は教える内容が少なく、面白みのない単元だと思われがちです。でも、よくよく考えるととても深い内容を扱っています。今回はそんな骨格と筋肉の授業について骨格モデルから考えます。

ストローと割り箸で骨格モデル

子どもたちにわかりやすいモデルで示すことはとても大切です。今回は生徒にも身近なストローを骨格に使いました。
これは、曲がるストローの中に割り箸を入れてつなぎ合わせた骨格モデルです。
人の腕は肩から肘にかけて一本の上腕骨があり、その先に二本のとう骨と尺骨があります。なぜ二本に分かれているのか?それは、

手を・・・
ひねるためです。二本の骨がないとひねられないんですね。よくできています。他にも、肘は蝶番のように曲がる方向が決まっていて、肩の関節は丸くなっていてグルグル回せるようになっていたりとそれぞれのはたらきに応じた作りになっています。膝が手前にも曲がったら、うまく立てそうにないですもんね。骨のつくりだけでも生徒の思考力を高めることができると思います。
次に筋肉の骨格モデルについてです。よくゴムを利用した筋肉モデルがありますが、筋肉とゴムは根本的に違う部分があります。筋肉は力を込めると縮むのに対してゴムは力をかけると伸びます。これが生徒に混乱を与えています。この混乱を解消するために新しい筋肉モデルが発明されました。

①筋肉くん1号

ラミネートした色紙を筋肉の代わりに固定してあります。筋肉の力こぶを意識して製作されました。曲げると・・・
このように筋肉が縮み、力こぶができます。また、反対側の筋肉が伸びていることもわかります。

②筋肉くん2号

みかんなどをいれる網を筋肉の代わりに固定してあります。ただ、縮んでもあまり変化なくわかりにくい部分があります。
そして最終的にたどり着いたのが・・・

③ミラクルロケット

20161107_154212

ミラクルロケットは屋台のハズレくじなどでもらえるおもちゃです。

↑マジ飛ぶんです先輩(笑)

繊維を交差して編み込んであり、左右から押すと
 このように縮みます。この時、ミラクルロケットには元の形に戻ろうとする弾性エネルギーがはたらきます。指を離すと、上のGIFアニメのように飛んでいきます。
そう、筋肉と同様に力を加えると縮み、力を抜くと元の形に戻る(緩む)のです。縮んだ時の形といい筋肉モデルになるために生まれてきたようなものですね。
先ほどの骨格モデルにマジックテープで固定します。
上側の筋肉が緩んだ状態です。下側の筋肉が若干縮んでいるのがわかります。腕を曲げると・・・
おー、まさに筋肉!上側の筋肉が縮み、外側の筋肉が緩んでいます。
さらに曲げると・・・これぞマッスルモデル。わかりやすいですね〜。これで筋肉の授業はバッチリ。
国立科学博物館では骨格と筋肉モデルの貸し出しを行っているようです。合わせて活用してみてください。

作り方

作り方を紹介します。

必要なもの

ミラクルロケット×2、割り箸3本、ストロー3本、輪ゴム3本、マジックテープ、ビニールテープ、ホッチキス、ハサミ
割り箸はあらかじめストローの折り曲げる部分あたりでカットしておきます。
①3本のストローに芯として割り箸を入れます。
②ストローの折り曲がる部分を伸ばして、短い方の割り箸に巻きつけます。
③輪ゴムで割り箸の中心に固定します。
④残りの2つのストローは、最初に輪ゴムで固めてから・・・
⑤③でとりつけたストローの両サイドに固定します。
⑥割り箸の端を輪ゴムで固定することで、ストローが外れにくくなります。
関節のモデルができました。
⑦関節を折り曲げて、ストローと輪ゴムの締め付け具合を調整します。
⑧手首にあたる部分に短い割り箸を取り付けます。
輪ゴムでしっかりと固定してください。
骨格モデルが完成しました。
これで手首をひねることができます。
⑨筋肉を骨格に固定するためにミラクルロケットにマジックテープを貼ります。
⑩力こぶ側になるミラクルロケットは一方のマジックテープが可動するようにしておきます。
骨格側にもマジックテープを貼ります。位置をうまく調整してください。
完成〜♩
すばらしい!ぜひ作ってみてください。

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