骨格と筋肉による運動の仕組みを考える
骨、関節、筋肉の関係を模式図や測定値から考える14問と六つの記述課題です。
学年・内容の目安 中学校第2学年。授業の復習や教材の準備に使えます。公開教材の利用条件を確認し、年少の生徒には講師が紙の教材を用意します。
学習内容や既習事項に合わせて使う独自の練習です。文部科学省の認定教材や、教科書・入試の全範囲を網羅する教材ではありません。
中学校第2分野(3)ア(ウ)㋑「刺激と反応」に関連する、骨格と筋肉による運動の補助教材です。
解説を読む
ひじの模型を見て、腕がどこで曲がるか、筋肉の長さがどう変わるかを比べます。曲げる運動と伸ばす運動を、筋肉が骨を引く仕組みで説明しましょう。
必要な予備知識
腕には複数の骨があり、ひじのところで腕を曲げ伸ばしできることを知っていること。
- 骨と骨がつながり、動きが起こる所を関節と呼びます。
- 筋肉は縮むと力を出し、けんを介して骨を引きます。
- ひじを曲げるときに縮む筋肉と、ひじを伸ばすときに縮む筋肉があり、引く向きが異なります。
- 模型のひもやゴムは筋肉などの一部の働きを表します。実際の筋肉や関節には模型にないつくりもあります。
解き方の例
ひじを曲げる模型では、内側の筋肉が短くなると、ひじの関節を中心に前腕の骨の向きが変わります。
よくある間違い
- 一本の骨そのものが曲がると考える。
- 縮む筋肉が、棒で押すように骨を押すと考える。
- 模型の長さや角度の数値を、実際の腕にもそのまま当てはめる。
観察と考え方を講師と確かめる
関節を中心とする動きと筋肉が骨を引く向きを、図や測定値を根拠にして説明します。
骨格と筋肉の標準的な働きの教材です。けがや運動機能の判定は扱いません。
読む文章・資料
ひじの図を二つの状態で比べる
図では太い線が骨、白い丸がひじの関節です。実線Aと破線Bは、関節をまたいでつく筋肉の模型です。伸ばした状態から曲げた状態になると、内側のAは短く、外側のBは長くなります。
二本の棒をピンでつなぐ
模型Cでは、上腕と前腕に見立てた二本の棒をピンでつなぎます。上の棒を固定し、下の棒だけがピンのまわりに回るようにします。二本の棒の形は変わりません。
曲げる前後の長さを測る
模型Dでは、腕に見立てた棒を伸ばすと、内側のひもの長さが15 cmでした。曲げた状態では12 cmです。ひもの長さは筋肉の長さの変化を考えるための値です。
曲げる向きと伸ばす向き
模型Eでは、内側のひもを引くと二本の棒の間の角度が小さくなり、外側のひもを引くと角度が大きくなります。両方のひもは、縮む側の筋肉が骨を引くことを表します。
筋肉と骨をつなぐ所
資料Fでは、筋肉の端はけんを介して骨につきます。筋肉が縮むときの力はけんを通して骨に伝わり、関節をまたいでついた筋肉は骨の向きを変えられます。
関節を固定して比べる
模型Gでは、同じ二本の棒、同じひも、同じ引き方で、ピンが回る場合とピンを固定した場合を比べました。ピンが回る場合だけ、二本の棒の間の角度が変わりました。
足首にも似た考え方を使う
模型Hでは、すねと足を二本の棒、足首をつなぎ目に見立てました。前側と後ろ側に付けたひもを別々に引くと、足の棒は足首を中心に、互いに反対の向きに動きました。
練習する
選択問題では答えを一つ選び、数値問題では指定された単位で数だけを入力します。観察の根拠や途中の計算は、記述課題で講師と確認します。
入力した答えは、ページを再読み込みするか離れるまで、このページのメモリ上に保持されます。保存済みの下書き、アカウントの成績、自動の宿題提出は作成されません。
自分の答えと記述
確認問題・資料・講師と使う課題
資料：ひじの図を二つの状態で比べる
曲げた状態で短くなっているのはどれですか。
- 骨を表す太い線。
- 外側の筋肉を表すB。
- 内側の筋肉を表すA。
答えと解説
内側の筋肉を表すA。
曲げた状態では内側のAが短くなっています。
資料：ひじの図を二つの状態で比べる
図で前腕の骨の向きが変わる中心はどこですか。
- ひじの関節を表す丸。
- 筋肉Aを表す線の中央。
- 前腕の骨を表す線の先。
答えと解説
ひじの関節を表す丸。
骨の向きは、ひじの関節を中心として変わります。
資料：二本の棒をピンでつなぐ
Cのピンは、腕の何に当たりますか。
- 筋肉
- 関節
- 骨の端にあるけん
答えと解説
関節
二本の棒をつなぎ、その間の角度が変わる所は関節に当たります。
資料：二本の棒をピンでつなぐ
下の棒が動くときの説明として、Cに合うのはどれですか。
- ピンを中心に回り、棒の形は保たれる。
- 上の棒の中央が曲がって関節の役割を果たし、下の棒は動かない。
- 棒の形が曲がり、ピンは回らない。
答えと解説
ピンを中心に回り、棒の形は保たれる。
二本の棒そのものの形は変わらず、つなぎ目のピンのまわりで回ります。
資料：曲げる前後の長さを測る
曲げたとき、内側のひもは何 cm 短くなりましたか。
答えと解説
3
15−12＝3 cmです。
資料：曲げる前後の長さを測る
この測定で直接確かめたのはどれですか。
- ひじの関節にかかった力の変化。
- 模型のひもの長さの変化。
- 上腕の骨そのものの長さの変化。
答えと解説
模型のひもの長さの変化。
測ったのは模型の内側のひもの長さです。
資料：曲げる向きと伸ばす向き
Eでひじを曲げる動きに当たるのはどれですか。
- 外側を引いて角度を大きくする。
- 外側を押して角度を小さくする。
- 内側を引いて角度を小さくする。
答えと解説
内側を引いて角度を小さくする。
Eでは内側を引くと角度が小さくなります。
資料：曲げる向きと伸ばす向き
Eでひじを伸ばす動きに当たるのはどれですか。
- 外側を引き、棒の間の角度を大きくする。
- 外側を引き、棒の間の角度を小さくする。
- 内側を引き、棒の間の角度を小さくする。
答えと解説
外側を引き、棒の間の角度を大きくする。
外側を引くと角度が大きくなり、伸ばす動きに当たります。
資料：筋肉と骨をつなぐ所
Fで筋肉が縮んだとき、骨に力を伝えるのは何ですか。
- 関節のつなぎ目
- 骨を包む皮ふ
- 筋肉の端にあるけん
答えと解説
筋肉の端にあるけん
筋肉が出した力は、けんを介して骨に伝わります。
資料：筋肉と骨をつなぐ所
Fで骨の向きが変わる仕組みとして合うのはどれですか。
- 縮む筋肉がけんを介して骨を引く。
- 伸びる筋肉がけんを介して骨を押す。
- 骨そのものが縮んで筋肉を引く。
答えと解説
縮む筋肉がけんを介して骨を引く。
筋肉が縮んでけんを引くと、骨に力が伝わります。
資料：関節を固定して比べる
Gで意図して変えた条件はどれですか。
- ひもを引く向き。
- ピンを固定するかどうか。
- 骨に見立てる棒の長さ。
答えと解説
ピンを固定するかどうか。
二本の棒やひも、引き方は同じで、ピンが回るかどうかを変えました。
資料：関節を固定して比べる
Gの結果が支える説明はどれですか。
- ひもを同じ力で引けば、ピンを固定しても下の棒が回って角度は変わる。
- 模型では棒の間の角度を変えるのに、ピンが回ることが関係する。
- ピンが回ると角度は変わらず、固定すると角度が変わる。
答えと解説
模型では棒の間の角度を変えるのに、ピンが回ることが関係する。
この比較では、ピンが回るときにだけ角度が変わりました。
資料：足首にも似た考え方を使う
模型Hで、足の棒が動く中心はどこですか。
- 後ろ側のひもの先。
- すねの棒の中央。
- 足首に見立てたつなぎ目。
答えと解説
足首に見立てたつなぎ目。
模型Hでは、足の棒は足首に見立てたつなぎ目を中心に動きます。
資料：足首にも似た考え方を使う
ひじの模型と足首の模型に共通する考え方はどれですか。
- 別々のひもで引くと、関節のまわりで逆向きに動かせる。
- 同じひもを引くと、関節のまわりで常に二方向に動く。
- どちらも棒の途中が曲がり、関節の向きは変わらない。
答えと解説
別々のひもで引くと、関節のまわりで逆向きに動かせる。
それぞれの模型では、違う側のひもを引くことで逆向きの運動を表しています。
観察と考え方を講師と確かめる
資料：ひじの図を二つの状態で比べる
図で腕を曲げたとき、AとBの長さがどう変わるか述べ、骨が動く中心も書きましょう。
答えと解説
Aは短く、Bは長くなります。前腕の骨はひじの関節を中心に向きが変わります。
筋肉の長さの変化と、骨が動く中心を分けます。
- Aは短くなりBは長くなると図の前後で比較する。
- 動きの中心をひじの関節とする。
資料：二本の棒をピンでつなぐ
模型Cの棒とピンが腕の何に当たるかを示し、どう動くか説明しましょう。
答えと解説
二本の棒が骨、ピンが関節です。下の棒は形を変えず、ピンのまわりに回ります。
骨が曲がるのか、骨の向きが変わるのかを見分けます。
- 棒を骨、ピンを関節に対応させる。
- 下の棒そのものは曲がらずピンのまわりに回るとする。
資料：曲げる前後の長さを測る
Dで測った二つの長さを使い、どちらの状態で内側が短いか説明しましょう。
答えと解説
伸ばした状態は15 cm、曲げた状態は12 cmなので、曲げたときに内側のひもが3 cm短くなります。
曲げた後の長さと、短くなった分を区別します。
- 15 cmを伸ばした状態、12 cmを曲げた状態に対応させる。
- 曲げた状態で内側が3 cm短いと説明する。
資料：曲げる向きと伸ばす向き
Eで曲げるときと伸ばすときについて、引く側と角度の変化をそれぞれ書きましょう。
答えと解説
曲げるときは内側を引き、角度が小さくなります。伸ばすときは外側を引き、角度が大きくなります。
運動の向きと、引く筋肉の側を対応させます。
- 内側を引くと角度が小さくなると示す。
- 外側を引くと角度が大きくなると示す。
資料：筋肉と骨をつなぐ所
筋肉が縮んだときの力が、けんを通してどう運動につながるか説明しましょう。
答えと解説
筋肉が縮むと、力がけんを通して骨に伝わります。引かれた骨の向きが関節を中心に変わります。
筋肉から骨へ力が伝わる道すじを書きます。
- 縮んだ筋肉の力がけんを通って骨に伝わることを示す。
- 骨が引かれて関節を中心に向きが変わることを示す。
資料：関節を固定して比べる
Gでそろえた条件と変えた条件を挙げ、結果から関節の働きに当たる部分を説明しましょう。
答えと解説
棒やひも、引き方をそろえ、ピンを固定するかどうかだけを変えました。ピンが回るときだけ棒の間の角度が変わったので、ピンは関節の動きを表しています。
観察結果を、どこが回るかというモデルの仕組みで説明します。
- 棒・ひも・引き方をそろえ、ピンの固定だけを変えたことを書く。
- 角度が変わった結果を、関節に当たるピンが回ることと結び付ける。
ワークシート
学習内容と参考資料
授業・宿題・次の記録につなげる
観察や測定の結果をもとに、生徒が何を根拠に考えたかを一緒に確かめましょう。印刷する場合は、生徒用には解答を付けず、講師用には解答と記述課題の評価の目安を付けます。年少の生徒には講師が紙の教材を用意します。生徒用のログインを使う場合は、利用条件と同意の手順を確認してください。
講師の方へ
教材にリンクを保存し、必要なときに生徒と共有できます。
この練習問題を保存ワークシート: 骨格と筋肉による運動の仕組みを考える
MomentDesk · https://momentdesk.com/ja/practice/reason-about-motion-with-bones-and-muscles/
関節を中心とする動きと筋肉が骨を引く向きを、図や測定値を根拠にして説明します。
読む文章・資料
ひじの図を二つの状態で比べる
図では太い線が骨、白い丸がひじの関節です。実線Aと破線Bは、関節をまたいでつく筋肉の模型です。伸ばした状態から曲げた状態になると、内側のAは短く、外側のBは長くなります。
二本の棒をピンでつなぐ
模型Cでは、上腕と前腕に見立てた二本の棒をピンでつなぎます。上の棒を固定し、下の棒だけがピンのまわりに回るようにします。二本の棒の形は変わりません。
曲げる前後の長さを測る
模型Dでは、腕に見立てた棒を伸ばすと、内側のひもの長さが15 cmでした。曲げた状態では12 cmです。ひもの長さは筋肉の長さの変化を考えるための値です。
曲げる向きと伸ばす向き
模型Eでは、内側のひもを引くと二本の棒の間の角度が小さくなり、外側のひもを引くと角度が大きくなります。両方のひもは、縮む側の筋肉が骨を引くことを表します。
筋肉と骨をつなぐ所
資料Fでは、筋肉の端はけんを介して骨につきます。筋肉が縮むときの力はけんを通して骨に伝わり、関節をまたいでついた筋肉は骨の向きを変えられます。
関節を固定して比べる
模型Gでは、同じ二本の棒、同じひも、同じ引き方で、ピンが回る場合とピンを固定した場合を比べました。ピンが回る場合だけ、二本の棒の間の角度が変わりました。
足首にも似た考え方を使う
模型Hでは、すねと足を二本の棒、足首をつなぎ目に見立てました。前側と後ろ側に付けたひもを別々に引くと、足の棒は足首を中心に、互いに反対の向きに動きました。
資料：ひじの図を二つの状態で比べる
曲げた状態で短くなっているのはどれですか。
- 骨を表す太い線。
- 外側の筋肉を表すB。
- 内側の筋肉を表すA。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：ひじの図を二つの状態で比べる
図で前腕の骨の向きが変わる中心はどこですか。
- ひじの関節を表す丸。
- 筋肉Aを表す線の中央。
- 前腕の骨を表す線の先。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：二本の棒をピンでつなぐ
Cのピンは、腕の何に当たりますか。
- 筋肉
- 関節
- 骨の端にあるけん
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：二本の棒をピンでつなぐ
下の棒が動くときの説明として、Cに合うのはどれですか。
- ピンを中心に回り、棒の形は保たれる。
- 上の棒の中央が曲がって関節の役割を果たし、下の棒は動かない。
- 棒の形が曲がり、ピンは回らない。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：曲げる前後の長さを測る
曲げたとき、内側のひもは何 cm 短くなりましたか。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：曲げる前後の長さを測る
この測定で直接確かめたのはどれですか。
- ひじの関節にかかった力の変化。
- 模型のひもの長さの変化。
- 上腕の骨そのものの長さの変化。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：曲げる向きと伸ばす向き
Eでひじを曲げる動きに当たるのはどれですか。
- 外側を引いて角度を大きくする。
- 外側を押して角度を小さくする。
- 内側を引いて角度を小さくする。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：曲げる向きと伸ばす向き
Eでひじを伸ばす動きに当たるのはどれですか。
- 外側を引き、棒の間の角度を大きくする。
- 外側を引き、棒の間の角度を小さくする。
- 内側を引き、棒の間の角度を小さくする。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：筋肉と骨をつなぐ所
Fで筋肉が縮んだとき、骨に力を伝えるのは何ですか。
- 関節のつなぎ目
- 骨を包む皮ふ
- 筋肉の端にあるけん
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：筋肉と骨をつなぐ所
Fで骨の向きが変わる仕組みとして合うのはどれですか。
- 縮む筋肉がけんを介して骨を引く。
- 伸びる筋肉がけんを介して骨を押す。
- 骨そのものが縮んで筋肉を引く。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：関節を固定して比べる
Gで意図して変えた条件はどれですか。
- ひもを引く向き。
- ピンを固定するかどうか。
- 骨に見立てる棒の長さ。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：関節を固定して比べる
Gの結果が支える説明はどれですか。
- ひもを同じ力で引けば、ピンを固定しても下の棒が回って角度は変わる。
- 模型では棒の間の角度を変えるのに、ピンが回ることが関係する。
- ピンが回ると角度は変わらず、固定すると角度が変わる。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：足首にも似た考え方を使う
模型Hで、足の棒が動く中心はどこですか。
- 後ろ側のひもの先。
- すねの棒の中央。
- 足首に見立てたつなぎ目。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：足首にも似た考え方を使う
ひじの模型と足首の模型に共通する考え方はどれですか。
- 別々のひもで引くと、関節のまわりで逆向きに動かせる。
- 同じひもを引くと、関節のまわりで常に二方向に動く。
- どちらも棒の途中が曲がり、関節の向きは変わらない。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
観察と考え方を講師と確かめる
ここからは講師と確認する記述問題です。自動採点の点数には含みません。
資料：ひじの図を二つの状態で比べる
図で腕を曲げたとき、AとBの長さがどう変わるか述べ、骨が動く中心も書きましょう。
資料：二本の棒をピンでつなぐ
模型Cの棒とピンが腕の何に当たるかを示し、どう動くか説明しましょう。
資料：曲げる前後の長さを測る
Dで測った二つの長さを使い、どちらの状態で内側が短いか説明しましょう。
資料：曲げる向きと伸ばす向き
Eで曲げるときと伸ばすときについて、引く側と角度の変化をそれぞれ書きましょう。
資料：筋肉と骨をつなぐ所
筋肉が縮んだときの力が、けんを通してどう運動につながるか説明しましょう。
資料：関節を固定して比べる
Gでそろえた条件と変えた条件を挙げ、結果から関節の働きに当たる部分を説明しましょう。
解答: 骨格と筋肉による運動の仕組みを考える
内側の筋肉を表すA。
曲げた状態では内側のAが短くなっています。
ひじの関節を表す丸。
骨の向きは、ひじの関節を中心として変わります。
関節
二本の棒をつなぎ、その間の角度が変わる所は関節に当たります。
ピンを中心に回り、棒の形は保たれる。
二本の棒そのものの形は変わらず、つなぎ目のピンのまわりで回ります。
3
15−12＝3 cmです。
模型のひもの長さの変化。
測ったのは模型の内側のひもの長さです。
内側を引いて角度を小さくする。
Eでは内側を引くと角度が小さくなります。
外側を引き、棒の間の角度を大きくする。
外側を引くと角度が大きくなり、伸ばす動きに当たります。
筋肉の端にあるけん
筋肉が出した力は、けんを介して骨に伝わります。
縮む筋肉がけんを介して骨を引く。
筋肉が縮んでけんを引くと、骨に力が伝わります。
ピンを固定するかどうか。
二本の棒やひも、引き方は同じで、ピンが回るかどうかを変えました。
模型では棒の間の角度を変えるのに、ピンが回ることが関係する。
この比較では、ピンが回るときにだけ角度が変わりました。
足首に見立てたつなぎ目。
模型Hでは、足の棒は足首に見立てたつなぎ目を中心に動きます。
別々のひもで引くと、関節のまわりで逆向きに動かせる。
それぞれの模型では、違う側のひもを引くことで逆向きの運動を表しています。
記述問題の解答・確認の観点
資料：ひじの図を二つの状態で比べる
図で腕を曲げたとき、AとBの長さがどう変わるか述べ、骨が動く中心も書きましょう。
Aは短く、Bは長くなります。前腕の骨はひじの関節を中心に向きが変わります。
筋肉の長さの変化と、骨が動く中心を分けます。
- Aは短くなりBは長くなると図の前後で比較する。
- 動きの中心をひじの関節とする。
資料：二本の棒をピンでつなぐ
模型Cの棒とピンが腕の何に当たるかを示し、どう動くか説明しましょう。
二本の棒が骨、ピンが関節です。下の棒は形を変えず、ピンのまわりに回ります。
骨が曲がるのか、骨の向きが変わるのかを見分けます。
- 棒を骨、ピンを関節に対応させる。
- 下の棒そのものは曲がらずピンのまわりに回るとする。
資料：曲げる前後の長さを測る
Dで測った二つの長さを使い、どちらの状態で内側が短いか説明しましょう。
伸ばした状態は15 cm、曲げた状態は12 cmなので、曲げたときに内側のひもが3 cm短くなります。
曲げた後の長さと、短くなった分を区別します。
- 15 cmを伸ばした状態、12 cmを曲げた状態に対応させる。
- 曲げた状態で内側が3 cm短いと説明する。
資料：曲げる向きと伸ばす向き
Eで曲げるときと伸ばすときについて、引く側と角度の変化をそれぞれ書きましょう。
曲げるときは内側を引き、角度が小さくなります。伸ばすときは外側を引き、角度が大きくなります。
運動の向きと、引く筋肉の側を対応させます。
- 内側を引くと角度が小さくなると示す。
- 外側を引くと角度が大きくなると示す。
資料：筋肉と骨をつなぐ所
筋肉が縮んだときの力が、けんを通してどう運動につながるか説明しましょう。
筋肉が縮むと、力がけんを通して骨に伝わります。引かれた骨の向きが関節を中心に変わります。
筋肉から骨へ力が伝わる道すじを書きます。
- 縮んだ筋肉の力がけんを通って骨に伝わることを示す。
- 骨が引かれて関節を中心に向きが変わることを示す。
資料：関節を固定して比べる
Gでそろえた条件と変えた条件を挙げ、結果から関節の働きに当たる部分を説明しましょう。
棒やひも、引き方をそろえ、ピンを固定するかどうかだけを変えました。ピンが回るときだけ棒の間の角度が変わったので、ピンは関節の動きを表しています。
観察結果を、どこが回るかというモデルの仕組みで説明します。
- 棒・ひも・引き方をそろえ、ピンの固定だけを変えたことを書く。
- 角度が変わった結果を、関節に当たるピンが回ることと結び付ける。