「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。

「肺はどうやって空気を出し入れしているの？」

中学２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。

なおこちらのサイトでシミュレーションもできて、一緒に生徒に触らせると理解がより深まると思います。

肺が動く瞬間を、指先で操作せよ！ 「見る、動かす、考える」理科シミュレーションサイトの衝撃

ただしこのモデルには弱点があります。というのも、１年など放っておくと、ゴム風船を使っている関係から、風船が劣化して修理が必要になることです。

そこでおすすめしたいのが、ビニール袋で横隔膜を作り、またビニール手袋で肺を作るこちらのモデルです。

口の部分を拡大すると、ビニール手袋を巻き込むようにゴム栓をつけるといいことがわかります。

このモデルなら数年利用していても壊れませんし、修理も割と簡単にできるという良さがあります。

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