“폐는 스스로 부풀어 오르지 않는다?!” 페트병 모델로 배우는 호흡의 원리 (횡격막과 폐)
사이언스 트레이너 쿠와코 켄입니다. 매일이 실험이죠.
페트병과 풍선으로 ‘폐’의 기능을 보여주자! 수업에 활용할 수 있는 간단한 모델
“폐는 어떻게 공기를 들이마시고 내쉴까요?”
중학교 1학년 호흡 단원에서 이 질문에 답할 때, 학생들의 이해를 한층 깊게 만들어 줄 ‘모델 교재’를 소개합니다. 이번에는 주변에서 쉽게 구할 수 있는 재료로 만들 수 있는 폐 모델입니다. 500mL 페트병과 풍선만 있으면 됩니다. 과학실 한구석에 굴러다니던 것들이 인체의 신비를 생생하게 체험할 수 있는 도구로 변신합니다. 게다가 이 모델은 실습생이 직접 고안하여 만들어 준 것이랍니다. 실제로 움직여 보면 학생들이 “와아!” 하고 감탄할 정도로 간단하면서도 직관적으로 이해가 되는 구조입니다.
■ 재료 (1세트 분량)
• 500mL 페트병 (바닥을 잘라냄)
• 빨간 풍선 (두 개로 잘라 하나는 폐로 사용하여 페트병 입구에 장착)
• 파란 풍선 (바닥 쪽에 붙여 횡격막으로 사용)
• 셀로판테이프 또는 고무줄
■ 만드는 방법과 원리
페트병 바닥을 잘라냅니다 (칼 등은 미리 교사가 가공해 두면 안전합니다).
빨간 풍선을 페트병 입구에 끼우고 안으로 늘어뜨립니다. 이것이 ‘폐’ 역할을 합니다.
페트병의 잘린 단면 (바닥 쪽)을 덮도록 파란 풍선을 씌웁니다 (잘린 풍선의 둥근 부분을 늘려서 씌웁니다). 이것이 ‘횡격막’입니다.
파란 풍선을 잡아당기면 페트병 안의 기압이 낮아져 빨간 풍선 (폐)이 부풀어 오릅니다. 반대로 밀어 올리면 폐가 수축합니다.
이 움직임을 통해 “폐는 스스로 부풀어 오르는 것이 아니라, 주변 근육(횡격막 등)의 움직임으로 공기가 들락거린다”는 사실을 실감할 수 있습니다.
횡격막 (파란색)을 당기면 폐 (빨간색)가 커진다
횡격막 (파란색)을 밀어 넣으면 폐 (빨간색)가 수축한다
■ 수업 활용 포인트
• “폐 자체에는 근육이 없다”는 것을 시각적으로 전달할 수 있습니다.
• 기압 변화에 따른 공기의 흐름도 함께 설명할 수 있습니다.
• 작업은 모둠 활동으로 진행합니다. 교사가 안전한 가공을 미리 해 두면 원활합니다.
학생들에게 직접 만들게 할 경우, 횡격막 재료 (파란 풍선) 다루기에 주의해야 합니다. 얇아서 쉽게 찢어질 수 있으므로 여유분을 충분히 준비해 두면 좋습니다. 주변에서 쉽게 구할 수 있는 재료로 “아하!”를 이끌어낼 수 있는 이 교재. 시간 있을 때 미리 만들어 두면 비상시에 큰 도움이 될 것입니다.
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