(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上腕骨と、上記上腕骨の下側の下腕の骨と、これら両者を繋ぐ関節と、上記関節を介して上記上腕骨と上記下腕の骨を屈伸させる筋肉と、からなる腕の筋肉・骨格模型であって、上記上腕骨を模して形成された上腕骨模型と、上記下腕の骨を模して形成された下腕骨模型と、上記関節を模して形成された関節模型と、上記筋肉を模して上記上腕骨模型に相当する長さに筋肉模型として形成された可撓性シート部材と、を備え、上記上腕骨模型及び上記下腕骨模型にはそれぞれの全長に渡って第１、第２の面ファスナがそれぞれ取り付けられ、また、上記可撓性シート部材の両端部には上記第１、第２の面ファスナと対をなす第３の面ファスナがそれぞれ取り付けられており、上記可撓性シート部材は、その両端部が上記第３の面ファスナを介して水平に展開された上記上腕骨模型と上記下腕骨模型の選択された任意の位置に対して水平に延びた状態で着脱自在に取り付けられるように構成されており、上記可撓性シート部材が両端部の上記第３の面ファスナを介して水平に展開した上記上腕骨模型と上記下腕骨模型に沿って水平に延ばして上記上腕骨模型と上記下腕骨模型の任意の位置に取り付けられた状態で上記関節模型を介して上記上腕骨模型と上記下腕骨模型を腕を模して曲げた時に、上記可撓性シート部材に上記筋肉の力瘤を模して形成される湾曲部の位置によって上記可撓性シート部材の上記上腕骨模型と上記下腕骨模型への上記筋肉模型としての取付位置の是非が判断されることを特徴とする腕の筋肉・骨格模型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小学生が腕の骨格模型へ筋肉模型を試行錯誤しながら操作して骨と筋肉の仕組みを修得することができる腕の筋肉・骨格模型に関する。
【背景技術】
【０００２】
小学生の子供たちは、様々な学習用教材を用いて体の仕組みについて学んでいる。子供たちは、例えば体育の時間には、運動場で徒競争をし、また、マット上で屈伸運動や回転運動などをして体を動かす。これらの運動をする際に、子供たちは、準備運動をして体をほぐすことにより怪我などを未然に防止できることを先生から学ぶ。それではなぜ、準備運動をすれば怪我をし難くなるのかとの疑問を子供たちが持ち、体の仕組みに興味を示すようになる。
【０００３】
子供が体の仕組みに興味を示し始めると、次に、体はなぜ動くのかとの疑問にぶつかる。子供の一般的な思考では「骨が動くことにより体が動く」と思い込んでいることが多い。そこで、体の動きを知るために、先生は、子供に自分の体を実際に触らせてみて、体には硬い部分と柔らかい部分があることを体験させ、硬い部分が骨で、柔らかい部分が筋肉であることを子供に教える。また、子供は、腕が肘で曲がり、肩の部分で回転することを体験し、これらの部分が関節であることを教わる。子供は、このように体を支持する骨や骨を繋ぐ関節などについて学ぶと、それでは、「どうして体が曲がるのか？」、「骨が動いて体が曲がるのではなかったのか？」など、様々な疑問を持つようになる。
【０００４】
このような疑問を解決するには体の内部を直に観るのが一番良い方法であるが、実際にはそのようなことはできない。そのために、子供は、解剖図や骨格模型などの教材を用いて、腕の骨と筋肉の仕組み等の体の仕組みを具体的に学ぶ。このような模型としては、例えば非特許文献１に記載された「骨格と筋肉の動きを理解するための実験モデル」（以下、単に「実験モデル」と称す。）（株式会社ナリカ製：カタログＮｏ．Ｍ６０−４５５９）が知られており、子供はこの実験モデルを用いて腕と筋肉の仕組みを学ぶ。この実験モデルは、腕を模して板で形成された上腕骨模型と下腕の骨模型が関節模型（例えば、ピンなど）で繋がり、下腕の骨模型の先端に板で形成された掌模型が繋がってできている。上腕骨模型の上部と下腕の骨模型の上部が例えば筋肉を模した筋肉模型によって繋がっており、筋肉模型の伸縮によって腕が関節模型を境に屈伸するようになっている。筋肉模型は例えば筋肉の外形を模した紡錘形の樹脂フィルム内に綿塊が変形自在に充填されて形成されており、関節模型を介して下腕が曲がると紡錘形の樹脂フィルムが縮み、綿が圧縮状態から解放されて力瘤のように膨らむようになっている。尚、下腕の骨模型は、橈骨と尺骨を模した橈骨模型と尺骨模型からなっている。
【０００５】
先生が子供たちに腕の仕組みを教える場合には、生徒たちの前で実験モデルを用い、上腕骨模型に対して下腕骨模型を曲げ、この時に上腕骨模型において筋肉を模した樹脂フィルムが縮むと同時に綿の作用で樹脂フィルムが膨らみ、この膨らみが力瘤に相当することを子供たちに教える。一方、子供たちにはそれぞれ自分の腕を曲げて上腕部に筋肉の力瘤ができることを確認させ、この力瘤と実験モデルで示した力瘤と比較させ、腕が筋肉の働きで曲がり力瘤ができることを教える。
【０００６】
【非特許文献１】星野昌治他３３名著「たのしい理科４年-２  教師用指導書  朱書編」（大日本図書株式会社）第９７頁，平成２３年３月１日
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の実験モデルの場合には、先生が腕の骨と筋肉の仕組みを子供たちに対して一斉に指導する中で実験モデルを示し、視覚を通じて理解を深めているが、子供たちが実験モデルの操作に直接関与しないため、子供たちにとっては手元で操作して自らの思考を確かめたり追及したりする手立てもなく、実感を伴った学習とは到底云い難いものであった。また、現状では、教師も筋肉や骨のように見えない部分をどのように学習させたらいいのかを腐心し、上述のように実験モデルや映像を利用する授業をしているにすぎない。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、子供たちが自ら筋肉模型の骨模型に対する取付位置として適正と考えられる位置を試行錯誤して探し、骨模型の適正と考えられる位置に着脱自在に取り付けて腕模型として完成させ、その時々の筋肉模型及び骨模型の形態と実際の腕の筋肉と骨の形態とを比較することにより、自分自身で骨と筋肉の仕組みを追究しながら理解を深めることができ、しかも極めて安価に製造することができる腕の筋肉・骨格模型を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の腕の筋肉・骨格模型は、上腕骨と、上記上腕骨の下側の下腕の骨と、これら両者を繋ぐ関節と、上記関節を介して上記上腕骨と上記下腕の骨を屈伸させる筋肉と、からなる腕の筋肉・骨格模型であって、上記上腕骨を模して形成された上腕骨模型と、上記下腕の骨を模して形成された下腕骨模型と、上記関節を模して形成された関節模型と、上記筋肉を模して上記上腕骨模型に相当する長さに筋肉模型として形成された可撓性シート部材と、を備え、上記上腕骨模型及び上記下腕骨模型にはそれぞれの全長に渡って第１、第２の面ファスナがそれぞれ取り付けられ、また、上記可撓性シート部材の両端部には上記第１、第２の面ファスナと対をなす第３の面ファスナがそれぞれ取り付けられており、上記可撓性シート部材は、その両端部が上記第３の面ファスナを介して水平に展開された上記上腕骨模型と上記下腕骨模型の選択された任意の位置に対して水平に延びた状態で着脱自在に取り付けられるように構成されており、上記可撓性シート部材が両端部の上記第３の面ファスナを介して水平に展開した上記上腕骨模型と上記下腕骨模型に沿って水平に延ばして上記上腕骨模型と上記下腕骨模型の任意の位置に取り付けられた状態で上記関節模型を介して上記上腕骨模型と上記下腕骨模型を腕を模して曲げた時に、上記可撓性シート部材に上記筋肉の力瘤を模して形成される湾曲部の位置によって上記可撓性シート部材の上記上腕骨模型と上記下腕骨模型への上記筋肉模型としての取付位置の是非が判断されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、子供たちが自ら筋肉模型の骨模型に対する取付位置として適正と考えられる位置を試行錯誤して探し、骨模型の適正と考えられる位置に着脱自在に取り付けて腕模型として完成させ、その時々の筋肉模型及び骨模型の形態と実際の腕の筋肉と骨の形態とを比較することにより、自分自身で骨と筋肉の仕組みを追究しながら理解を深めることができ、しかも極めて安価に製造することができる腕の筋肉・骨格模型を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（ｃ）〜（ｃ）はそれぞれ本発明の腕の筋肉・骨格模型を示す斜視図で、（ａ）は関節模型を介して繋がった上腕骨模型と橈骨模型及び尺骨模型の上面に面ファスナが取り付けられた状態を示す図、（ｂ）は筋肉を模した可撓性シート部材の上面を示す図、（ｃ）は可撓性シート部材の裏面を示す図である。
【図２】図１の（ａ）に示す斜視図から面ファスナを取り外し、関節模型を介して繋がった上腕骨模型と橈骨模型及び尺骨模型を示す斜視図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ図１の（ａ）に示す骨模型の上面に可撓性シート部材を取り付けた一例を示す図で、（ａ）はその側面図、（ｂ）はその平面図である。
【図４】図３に示す模型を関節模型で折り曲げた状態を示す側面図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ図１の（ａ）に示す骨模型の上面に、図２とは別の場所に可撓性シート部材を取り付けた一例を示す図で、（ａ）はその側面図、（ｂ）はその平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図１〜図５に示す実施形態に基づいて本発明の腕の筋肉・骨格模型について説明する。
【００１３】
本実施形態の腕の筋肉・骨格模型（以下、単に「骨格模型」と称す。）は、上腕骨と、上腕骨の下側の下腕の骨と、これら両者を繋ぐ関節と、この関節を介して上腕骨と下腕の骨を屈伸させる筋肉と、をそれぞれ模して形成された腕の模型である。
【００１４】
本実施形態の骨格模型１０は、図１の（ａ）、（ｂ）及び図２に示すように、例えば、上腕骨を模して木製の角材によって形成された上腕骨模型１１と、下腕の骨を模して木製の角材によって形成された下腕骨模型１２と、関節を模して形成された関節模型１３と、筋肉を模して上腕骨模型１１に相当する長さに筋肉模型として形成された可撓性シート部材１４と、を備え、全体として子供の腕の長さに見合ったサイズに形成されている。
【００１５】
図１の（ａ）に示すように、上腕骨模型１１の上面にはその全長に渡って第１の面ファスナ１５Ａが取り付けられ、第１の面ファスナ１５Ａが上腕骨模型１１の略全面を被覆している。また、図１の（ａ）に示すように、下腕骨模型１２の上面にはその全長に渡って第２の面ファスナ１５Ｂが取り付けられ、第２のファスナ１５Ｂが下腕骨模型１２の略全面を被覆している。この下腕骨模型１２は、図１の（ａ）、図２に示すように、橈骨を模して形成された橈骨模型１２Ａと、尺骨を模して形成された尺骨模型１２Ｂとから構成され、第２の面ファスナ１５Ｂが橈骨模型１２Ａ及び尺骨模型１２Ｂの双方を被覆している。
【００１６】
また、図１の（ｃ）に示すように、可撓性シート部材１４の裏面の両端部には第１、第２の面ファスナ１５Ａ、１５Ｂと対をなす第３の面ファスナ１５Ｃが取り付けられ、可撓性シート部材１４が上腕骨模型１１と下腕骨模型１２の第１、第２の面ファスナ１５Ａ、１５Ｂに対して貼り付けるようになっている。第１、第２の面ファスナ１５Ａ、１５Ｂは、それぞれ上腕骨模型１１、下腕骨模型１２に全長に渡って形成されているため、可撓性シート部材１４の両骨模型１１、１２への貼り付け位置を子供たちがそれぞれ試行錯誤して考えるように工夫されている。
【００１７】
本実施形態では、上腕骨模型１１及び下腕骨模型１２は、いずれも木よって形成されているが、これらの材料は、いずれも木に制限されるものではなく、例えばプラスチック等の材料によって形成されたものであっても良い。また、上腕骨模型１１及び下腕骨模型１２は、いずれも角柱状に形成されているが、これらの材料は、いずれも角柱状に制限されるものではなく、これらの形状は例えば板状等の他の形状に形成されたものであって良い。可撓性シート部材１４は、例えばプラスチックによって形成されているが、可撓性シート部材１４の材料は可撓性のある材料であれば特に制限されるものではない。第１、第２の面ファスナ１５Ａ、１５Ｂと第３の面ファスナ１５Ｃは、互いに雄型と雌型、あるいは雌型と雄型の関係にあり、互いに着脱自在に貼り付けることができれば良い。
【００１８】
本実施形態の骨格模型１０は、上述のように蝶番１３を介して接続された上腕骨模型１１と下腕骨模型１２に、可撓性シート部材１４が着脱するという極めて簡単な構造を備えているため、従来の実験モデルと比べて極めて安価に製造することができる。
【００１９】
本実施形態の骨格模型１０は、例えば図３の（ａ）、（ｂ）に示すように上腕骨模型１１と下腕骨模型１２を水平に展開した状態で、可撓性シート部材１４を上腕骨模型１１と下腕骨模型１２の上面に貼り付けて用いられる。図３の（ａ）、（ｂ）に示すように可撓性シート部材１４が両骨模型１１、１２に貼り付けられた状態で、下腕骨模型１２が図４に示すように関節模型１３を介して上腕骨模型１１側に折り曲げられると、可撓性シート部材１４に膨らみ１４Ａができ、この膨らみ１４Ａが力瘤の側面形状を模した形になる。そこで、以下では、この膨らみを擬似力瘤として説明する。
【００２０】
子供は、上述のように可撓性シート部材１４を上腕骨模型１１と下腕骨模型１２の上面に貼り付ける時に可撓性シート部材１４の貼り付け位置を試行錯誤しながら変え、貼り付け位置を変える度に上腕骨模型１１と下腕骨模型１２を曲げた時にできる擬似力瘤１４Ａの位置と実際の腕を曲げた時に腕にできる力瘤の位置とを比較することによって、骨格模型１０を通じて骨と筋肉の繋がり方や腕が曲がった時にできる力瘤を確認することができ、骨と筋肉の仕組みを具体的に修得することができる。擬似力瘤１４Ａのできる位置は、可撓性シート部材１４を貼り付ける位置によって異なるため、可撓性シート部材１４を上腕骨模型１１と下腕骨模型１２の本来の正しい位置に貼り付けた時に、初めて擬似力瘤１４Ａが実際の力瘤と略同じ位置にできるため、子供は試行錯誤して可撓性シート部材１４の本来の貼り付け位置を探し出し、筋肉の両端それぞれの上腕骨の上部と下腕骨の上端部との繋がりを視覚的に修得することができる。
【００２１】
次いで、本実施形態の骨格模型１０の操作について説明する。二人一組の子供に骨格模型１０を渡し、その操作の仕方を説明する。その操作方法として、まず上腕骨模型１１と下腕骨模型１２を展開してまっすぐに延ばし、この上に筋肉を模した可撓性シート部材１４を貼り付けて下腕骨模型１２を上腕骨模型１１側に曲げると、可撓性シート１５に膨らみができ、この膨らみが力瘤に相当することを説明する。このように説明したうえで、子供たちに上腕骨模型１１及び下腕骨模型１２に対する可撓性シート部材１４の貼り付け位置を自由に考えさせ、貼り付け位置と擬似力瘤１４Ａのできる位置から腕の骨と筋肉の仕組みを具体的に修得させる。
【００２２】
例えばある組の二人の子供が骨格模型１０を受け取る。一人の子供が例えば図３の（ａ）、（ｂ）に示すように可撓性シート部材１４の一端を上腕骨模型１１の略中央に貼り付け、蝶番１３を跨ぐ他端を下腕骨模型１２の略中央に貼り付ける。この状態でその子供が図４に示すように下腕骨模型１２を上腕骨模型１１側へ折り曲げて可撓性シート部材１４に膨らみ、つまり擬似力瘤１４Ａを作ると、図４に示すように大きく膨らんだ擬似力瘤１４Ａが関節模型１３の真上にできる。また、他の一人の子供が自分の腕を曲げると力瘤が上腕骨の中央部にできることを確認することができる。ここで、一人の子供が骨格模型１０で作った擬似力瘤１４Ａと他の一人の子供が腕を曲げて作った力瘤とを比べると、二人の子供は擬似力瘤１４Ａが実際の力瘤よりも格段に大きく、しかも擬似力瘤１４Ａのできる位置が実際の力瘤のできる位置と異なり不自然な場所にできることに気づく。これにより、二人の子共は、上腕骨模型１１及び下腕骨模型１２に対する可撓性シート部材１４の取り付け位置が間違っていることを視覚的に確認することができる。
【００２３】
そこで、二人の子供は、可撓性シート模型１４を上腕骨模型１１及び下腕骨模型１２から引き剥がし、どの位置に貼り付ければ実際の力瘤と同じ位置に擬似力瘤１４Ａがきるかを互いに考えて相談しながら探す。二人の子供は、それぞれ自分の腕を曲げてできる力瘤の位置を見て、上腕骨模型１１の中央部に作るためにはどの場所に可撓性シート部材１４を貼り付ければ良いか考え、可撓性シート部材１４の大部分が上腕骨模型１１側にくるように貼り付ければ可撓性シート部材１４の擬似力瘤１４Ａが上腕骨模型１１の中央部にできるのではないかと考える。
【００２４】
そこで、一人の子供が図５の（ａ）に示すように可撓性シート部材１４の一端の第３面ファスナ１５Ｃを上腕骨模型１１の第１の面ファスナ１５Ａの上端部寄りに貼り付け、他端の第３面ファスナ１５Ｃを下腕骨模型１２の第２の面ファスナ１５Ｂの上端部に貼り付ける。この状態でその子供が図５の（ｂ）に示すように下腕骨模型１２を上腕骨模型１１側へ折り曲げると、可撓性シート部材１４の擬似力瘤１４Ａが上腕骨模型１１の中ほどにでき、擬似力瘤１４Ａの位置が他の子供の腕にできた力瘤の位置と略同じ位置にできていること視覚的に確認することができる。しかも、この場合には図３に示すように擬似力瘤１４Ａが関節模型１３の真上にできる場合と比較して擬似力瘤１４Ａが実際の力瘤と同様にそれほど大きくなく、下腕骨模型１２を円滑に曲げられることを認識することができる。その結果、二人の子供は、筋肉の一端が上腕骨の上部で繋がり、他端が下腕骨の上端部に繋がることにより、初めて擬似力瘤力１４Ａが実際の力瘤に即したものであること骨格模型１０を通じて修得することができる。
【００２５】
ここで、筋肉の働きで腕が曲がることをより確実に知るためには、上述のように下腕骨模型１２を上腕骨模型１１側へ曲げるのではなく、可撓性シート部材１４の真ん中を上腕骨模型１１及び下腕骨模型１２から持ち上げて擬似力瘤１４Ａを作ると、下腕骨模型１２と上腕骨模型１１が関節模型１３において曲がることが判り、筋肉の働きで腕の曲がることを修得することができる。
【００２６】
以上説明したように本実施形態によれば、子供が自分自身で可撓性シート部材１４を筋肉模型として上腕骨模型１１及び下腕骨模型１２の上面に試行錯誤しながら種々の位置に貼り付け、その都度擬似力瘤１４Ａを作って実際の腕と比較することにより、可撓性シート部材１４の正しい貼り付け位置、即ち筋肉と骨の繋がりを視覚的に確認することができ、もって骨と筋肉の仕組みを先生から教えられるのではなく自ら考えて正確に修得することができる。また、本実施形態の骨格模型１０は従来の実験モデルと比べて極めて安価に製造することができる。
【００２７】
本発明は、上記実施形態に制限されるものではなく、必要に応じて筋肉模型及び骨模型を適宜変更することができる。
【符号の説明】
【００２８】
１０    骨格模型
１１    上腕骨模型
１２    下腕骨模型
１３    蝶番（関節模型）
１４    可撓性シート部材
１５Ａ〜１５Ｃ  面ファスナ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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