「肺は自らふくらまない!?」ペットボトル模型で学ぶ呼吸のしくみ(横隔膜と肺)

サイエンストレーナーの桑子研です。毎日が実験。

この記事はラジオでも配信中!

ペットボトルと風船で「肺」のはたらきを見せる!授業に使えるシンプルモデル

「肺はどうやって空気を出し入れしているの?」

中学1年の呼吸の単元でこの疑問に向き合うとき、生徒たちの理解を一気に深めてくれるのが“モデル教材”です。今回は、身近な材料だけでつくれる肺のモデルをご紹介します。使うのは、500mLのペットボトルと風船、それだけ。理科室の片隅に転がっていたものが、人体の神秘をリアルに体験できるツールに変身します。しかも、このモデルは、実習生が自ら工夫して作ってくれたもの。実際に動かしてみると、生徒も「おおーっ」と声を上げるくらい、シンプルながら直感的に理解が進む構造です。

■ 材料(1セット分)

• 500mL ペットボトル(底を切り取る)
• 赤い風船(2つに切り、1つを肺としてペットボトルの口に装着)
• 青い風船(底側に貼り、横隔膜として使用)
• セロハンテープ or 輪ゴム

■ 作り方と仕組み

1. ペットボトルの底を切り取る(カッターなどは事前に教員が加工しておくと安全)。

2. 赤い風船をペットボトルの口に装着し、内部に垂らす。これが「肺」の役割。

3. ペットボトルの切り口(底側)を覆うように、青い風船をかぶせる(切った風船の丸い部分を伸ばしてかぶせる)。これが「横隔膜」。

4. 青い風船を引っ張ると、ペットボトル内の気圧が下がり、赤い風船(肺)が膨らみます。逆に、押し上げると肺がしぼみます。

この動きを通して、「肺は自力でふくらんでいるのではなく、まわりの筋肉(横隔膜など)の動きで空気が出入りする」という事実を実感できます。

横隔膜(青)を引っ張ると肺(赤)が大きくなる

横隔膜(青)を押し込むと、肺(赤)が萎む

■ 授業での活用ポイント

• 「肺そのものに筋肉はない」ことを視覚的に伝えられる。

• 気圧の変化による空気の流れもあわせて説明できる。

• 作業は班活動で。教員側で安全な加工を済ませておくとスムーズ。

生徒に作らせる場合は、横隔膜の素材(青い風船)の扱いに注意。薄くて破れやすいため、替えを多めに用意しておくと安心です。身近な素材で「なるほど!」を引き出せるこの教材。時間があるときにストックしておくと、いざというとき助けになりますよ。

お問い合わせ・ご依頼について

科学の不思議やおもしろさをもっと身近に!自宅でできる楽しい科学実験や、そのコツをわかりやすくまとめています。いろいろ検索してみてください!
・運営者・桑子研についてはこちら
・各種ご依頼(執筆・講演・実験教室・TV監修・出演など)はこちら
・記事の更新情報はXで配信中

科学のネタチャンネルでは実験動画を配信中!

3月のイチオシ実験!

  • 押し花を作ろう!:梅や桜の花の押し花を作ってみましょう。特別なケースに入れると、長く保存できて、しおりにもなります。

テレビ番組・科学監修等のお知らせ

書籍のお知らせ

講師・ショー・その他お知らせ

Explore

  • 楽しい実験…お子さんと一緒に夢中になれるイチオシの科学実験を多数紹介しています。また、高校物理の理解を深めるための動画教材も用意しました。
  • 理科の教材… 理科教師をバックアップ!授業の質を高め、準備を効率化するための選りすぐりの教材を紹介しています。
  • Youtube…科学実験等の動画を配信しています。
  • 科学ラジオ …科学トピックをほぼ毎日配信中!AI技術を駆使して作成した「耳で楽しむ科学」をお届けします。
  • 講演 …全国各地で実験講習会・サイエンスショー等を行っています。
  • About …「科学のネタ帳」のコンセプトや、運営者である桑子研のプロフィール・想いをまとめています。
  • お問い合わせ …実験教室のご依頼、執筆・講演の相談、科学監修等はこちらのフォームからお寄せください。