Педагогическая цель: закрепление и изучение учебного материала по различным разделам биологии и физики.

Цели:

Образовательная:

- реализовать межпредметные связи в учебных дисциплинах «Биология» и «Физика»;

- выяснить значение физических факторов, обуславливающих непрерывное движение крови.

Развивающая:

- развивать интерес к предметам биологии и физике;

- развивать умение сравнивать, сопоставлять и выделять общие признаки;

- формировать навыки работы с медицинскими приборами.

Воспитывающая:

- воспитывать заинтересованность в знаниях, любознательность, собранность, правильное отношение к ЗОЖ.

Задачи урока:

Образовательная: способствовать формированию у учащихся знаний по различным разделам биологии и физики. Устанавливать связь между отдельными темами этих предметов. Научиться использовать полученные знания на практике.

Развивающая: продолжить формировать умения систематизировать и выделять главное, существенное, устанавливать причинно-следственные связи, способствовать развитию воображения, устанавливать связь теории с практикой.

Воспитательная: способствовать формированию сочетания индивидуальных, групповых и коллективных видов деятельности.

Тип, вид урока: для изучения данной темы был выбран интегрированный тип урока. Это позволит учащимся понять процессы, происходящие в организме человека с точки зрения биологии и физики.

Планируемые результаты: учащиеся научатся получать знания, используя различные виды деятельности и использовать эти знания для проведения экспериментально-исследовательских работ.

Личностные результаты: будут сформированы: различные навыки обучения; а также умение обращаться с лабораторным оборудованием по физике и биологии; приобретут навыки основ моделирования процессов.

Универсальные учебные действия: метапредметный результат предполагает формирование умений - устанавливать причинно-следственные связи, строить логическое рассуждение, умение самостоятельно планировать пути достижения целей, умение работать с современными ИКТ оборудованием применять полученные знания на практике.

Формы и методы обучения: фронтальные, индивидуальные, групповые, исследовательские.

Методы: словесные, наглядные, практические, дедуктивные.

Оборудование и материалы: плакаты, модель сердца, волновая машина, опорные конспекты (для каждого учащегося), карточки с задачей. Секундомер, механический тонометр, фонендоскоп, электрический тонометр

 

План урока

1. Вступительное слово учителей
2. Стихотворение «Что такое сердце?»
   1. Точки зрения биологии, физики, химии, поэзии, философии, религии
   2. Сообщение учащихся:
      1. Взгляд в прошлое. Историческая справка. (Хорькова Д. и Колесов К.)
      2. Точка зрения «физика» (Юмангулов Р.)
      3. Точка зрения «биолога» (Ягудина Д.)
3. Физика о сердце.
   1. Учитель физики о работе сердца
   2. Сообщение учащегося « Устройство поршневого жидкостного насоса» (Штаев И.)
   3. Задача от учителя физики об объёме крови, перекачиваемой сердцем за шесть уроков.
   4. Решение задачи в РЛ и за доской (Голубничий В.) с последующей проверкой.
4. Литературно-музыкальная пауза. Стихотворение Р. Гамзатова «Прости меня, сердце моё»
5. Учитель биологии. Лабораторная работа №1 «Определение скорости кровотока в сосудах ногтевого ложа большого пальца руки»
6. Физика. Закон Бернулли
   1. Учитель биологии о кровеносных сосудах.
   2. Учитель физики. Анализ таблицы «Сосуды-диаметр-скорость кровотока-давление»
   3. Объяснение нового материала с заполнением РЛ «Зависимость скорости жидкости (кровотока) от поперечного сечения трубы (сосуда)»
   4. Самопроверка с использованием готового конспекта.
   5. Возврат к анализу таблицы и нахождение противоречия.
   6. Разрешение кажущегося противоречия учителем биологии.
7. ПРОМЕЖУТОЧНОЕ тестирование на два варианта по три вопроса
8. Учитель биологии о способе измерения давления с помощью тонометра
   1. Правило пользования тонометром
   2. Анализ таблиц 1-3 «Зависимость давления от различных факторов»
9. Роль сосудов кровеносной системы и пульсовые волны
   1. Учитель физики о пульсовых волн
   2. Определение пульса
   3. Лабораторная работа №2 «Определение частоты сердечных сокращений в состоянии покоя и после действия физической нагрузки»
   4. Практическое задание «Определение тренированности сердца»
10. Зависимость давления крови от места его измерения
    1. Опыт, демонстрирующий разность давлений крови на разных уровнях (руке и ноге)
    2. Задача. Расчёт разности давлений по формуле гидростатического давления p=ρgh (Харитонов Д.)
    3. Интересный факт. Сообщение учащегося «Давление крови и работа сердца в невесомости» (Пронина Л.)
11. Остановка сердца. Закрытый массаж сердцаИТОГОВОЕ тестирование. Заполнение РЛ.
12. Выступление ученицы 5 класса Володиной Е. с материалом своего проекта о давлении.
13. Заключение.
    1. Слово учителя физики
    2. Слово учителя биологии
    3. Рефлексия. 20(24) сердечек по 4 штуки 6 цветов с заданием для рефлексии.

Ход урока:

Ю. Майер (немецкий врач и естествоиспытатель):

«Сейчас нельзя обойтись без знаний физики, если ты хочешь достигнуть ясности относительно физиологических вопросов в анатомии…».

Учитель биологии сообщает тему Часа науки и говорит о том, что сегодня не совсем обычное занятие. Присутствуют 2 учителя – биологии и физики. Это обусловлено тем, что к изучению темы мы подойдём с позиций физики и биологии.

Б: На столе расположены несколько предметов: яблоко (красное), трубки разного диаметра, сосуд с красной жидкостью. Можете ли вы эти предметы ассоциировать с какими-либо органами человека?

Предполагаемые ответы: яблоко - сердце, трубки – сосуды, жидкость - кровь

Б: Как называется система, состоящая из сердца, крови и различных сосудов в организме человека?

Предполагаемые ответы: кровеносная система или система кровообращения.

Ф: Добавляет на стол два прибора тонометр, барометр, модель насоса и секундомер.

Вопрос: Как вы думаете, для чего нужны эти физические приборы?

Предполагаемые ответы: для измерения давления крови, для измерения числа сокращений сердца, для измерения пульса.

Ф: Для чего необходимо измерять давление крови, пульс.

Предполагаемые ответы: измерение делают для того чтобы контролировать работу кровеносной системы.

Раздается звук сердца. Отрывок из стихотворения Э.Межелайтиса “Сердце”.

Что такое сердце?
Камень твердый?
Яблоко с багрово-красной кожей?
Может быть, меж рёбер и аортой
Бьётся шар, на шар земной похожий?
Так или иначе, всё земное
Уменьшается в его пределы,
Потому что нет ему покоя,
До всего ему есть дело.

Ф. Сердце – самый работоспособный, продуктивный, функциональный и важный механизм в нашем организме. Сердцу даже ставят памятники. Так памятник сердцу украшает двор института сердца в Перми. Человек – открытая биологическая система. Поэтому строение органов и процессы, происходящие в них можно объяснить не только с точки зрения биологии, но и физики и химии.

Б. Есть какая-то объективная причина того, что сердце издавна является предметом пристального интереса поэта, и философа, и воина?

С понятием «сердце» люди связывают представление о любви, воле, страсти, о нравственном, душевном благородстве.

Задания учащимся: «Приведите примеры устойчивых словосочетаний с применением слова «сердце» для характеристики человека».

(«Каменное сердце», «Скрепя сердце», «Вырвать из сердца», «Сделано от всего сердца», «Нож в сердце», «Сердце ноет», «Сердце в пятки ушло», «Отлегло от сердца», «Сердце кровью обливается», «Сердце отдаю детям».)

Как часто мы говорим о людях: мягкосердечный, добросердечный или, наоборот, жестокосердный, как много сказано о сердечном или бессердечном отношении, о сердечном влечении одного человека другому, а в скольких песнях поется о сердце. Примеры можно приводить бесконечно.

Ф. Вы читаете, смотрите телевизор, спите…, а сердце ваше работает. Вы и не задумываетесь, что в вашей грудной клетке беспрестанно сжимается и расслабляется маленький, мышечный орган. Это сердце. Мы редко вспоминаем и не очень-то ценим до поры бесконечный подвиг великого и скромного труженика. И только когда сердце сдаёт, когда силы начинают оставлять, когда вдруг происходит поломка, только тогда мы начинаем сетовать, что вовсе не помогали, но часто мешали жить и работать своему сердцу. Мы спешим к врачу, потом в аптеку, готовы бежать хоть на край света, чтобы вернуть сердцу прежнее упорство и силу.

Взгляд в прошлое. Сообщения учащихся. (2 учащихся)

С давних времен люди пытались познать свой организм, интересовались функциями различных органов и, конечно, работой сердца. Нет почти ни одного мыслителя древнего мира, который не затрагивал бы этих вопросов. В их трудах есть и правильные представления, и много ошибочного.

"Отец медицины" Гиппократ считал, что сердце – очаг теплоты, в левом его желудочке находится не кровь, а поступающая туда из воздуха особая жизненная сила – пневма.

Выдающийся греческий мыслитель – Аристотель, спустя сто лет после Гиппократа, пришел к заключению, что кровь и теплота образуются в сердце, кровь "одухотворяется" особой жизненной силой и течет по венам, а в артериях находится воздух.

Древнеримский врач Клавдий Гален (131–201 до н.э.) доказал, что в артериях течет кровь, а не воздух. На основании данных наблюдений он создал теорию, согласно которой кровь зарождается в печени и через полые вены распределяется по нижней части тела. Верхние части тела получают кровь из правого предсердия. Между правым и левым желудочками есть сообщение через стенки. По теории Галена артерии не играют никакой роли в работе сердца.

Из многих выдающихся ученых Возрождения необходимо выделить и Андреаса Везалия (1514–1564), талантливого анатома и борца за прогрессивные идеи в науке. Везалий опроверг взгляды своих предшественников на строение человеческого сердца и на механизм кровообращения. Он интересовался не только строением органов человека, но и функциями, причем больше внимания уделял работе сердца.

Уильям Гарвей пришел к совершенно новому выводу о том, что поток крови проходит через артерии и возвращается в сердце по венам, т.е. в организме кровь движется по замкнутому кругу. В большом круге она движется от сердца к голове, к поверхности тела и ко всем его органам. В малом круге кровь движется между сердцем и легкими. В легких состав крови изменяется.

У. Гарвей точно описал работу сердца, доказал, что “сердце ритмически бьется до тех пор, пока в организме теплится жизнь”. После каждого сокращения сердца наступает пауза в работе, во время который этот важный орган отдыхает. Правда, Гарвей не смог определить, зачем нужно кровообращение: для питания или для охлаждения организма.

Сообщение 2. «ФИЗИК»

«К какой части тела не приложишь ты руку, ты всюду услышишь сердце, ибо оно не только бьется в любом органе, но и указывает путь каждому из них».

Эти слова сказал о сердце безымянный древнегреческий врач. А что же по этому поводу говорит наука?

Ученые сравнивают сердце с уникальным насосом, поддерживающим постоянную циркуляцию крови в организме. По-видимому, этот орган должен быть признан одним из самых совершенных «механических» устройств, когда-либо созданных природой. Ничего лишнего, все предельно просто. Но в простоте этой – само совершенство. Человек еще не создал ни одной модели насоса, который мог бы выиграть соревнование у нашего «пламенного мотора». Паровая турбина, например, превращает в энергию около 25% использованного топлива. Сердце – вдвое больше: в энергию его сокращений превращается до 50% поступивших в сердечную мышцу питательных веществ и кислорода. На протяжении жизни сердце человека сокращается свыше двух с половиной миллиардов раз, в то время как максимально возможное число сжатий и расслаблений надежной современной пружины не превышает 10 миллионов.?

Здоровое сердце среднем сокращается 70-80 раз в минуту, что составляет в день около 100 тысяч сокращений. Сердце человека, находящегося в покое, за одно сокращение выбрасывает приблизительно 70 мл крови, а в течение одной минуты – около 5 л, за час – 300 л крови.

И каждое сокращение требует от него большого напряжения. Ведь кровь – жидкость вязкая, а проталкивать её надо не только сквозь крупные, но и мельчайшие сосудики – капилляры, протяженность которых в организме составляет 80000 км.

Сообщение 3. «БИОЛОГ»

Десятки тысяч исследователей многих времен искали тайну работы сердца. Сегодня многое ясно; однако не все – изучение сердца продолжается.

Известно, что сердце человека – относительно небольшой орган: по размерам он слегка превышает сжатую в кулак кисть, а по массе – немногим более 300г. Сердце – полый мышечный орган. Сплошной перегородкой сердце делится на две не сообщающиеся половины – правую и левую.

Каждая половина сердца состоит из предсердий и желудочков. Специальные клапаны направляют поступление крови из предсердий в желудочки и определяют её дальнейшее продвижение из желудочков в аорту и легочную артерию.

Предсердия и желудочки каждой половины сообщаются между собой. На границе между ними имеются створчатые клапаны. В правой половине сердца находится трехстворчатый клапан, в левой – двустворчатый. Створчатые клапаны имеют сухожильные нити, что удерживает их от прогибания. Между желудочками и артериями расположены полулунные клапаны, каждый из которых состоит из трех кармашков. Кармашки полулунных клапанов направлены в просвет сосудов. При обратном токе крови они заполняются, их края плотно смыкаются, не давая крови течь в сердце. Работа клапанов сердца обеспечивает одностороннее движение крови в сердце: из предсердий в желудочки, из желудочков в артерии.

Стенка сердца состоит из трех слоев. Сердечная мышца, производящая огромную работу, нуждается в беспрерывном притоке питательных веществ и кислорода и выведении продуктов распада. Поэтому она обильно снабжается кровью. Движение крови по сосудам обусловлено ритмической работой сердца.

Фазы работы сердца.

Рассмотрим работу сердца на примере одного сердечного цикла. Сердечный цикл – это последовательность событий, происходящих во время одного сокращения сердца.

Сердечный цикл

Фаза сердечного цикла	Положение клапанов	Направление движения крови	Продолжительность
Сокращение предсердий  (систола)	Створчатые открыты	Из предсердий в желудочки	0,1 сек
	Полулунные закрыты
Сокращение желудочков (систола)	Створчатые закрыты	Из желудочков в аорту и легочную артерию	0,3 сек
	Полулунные открыты
Расслабление предсердий и желудочков (диастола)	Створчатые открыты	Из вен в предсердия и желудочки	0,4 сек
	Полулунные закрыты

 

Продолжительность сердечного цикла составляет 0,8 сек. Оптимальный режим работы сердца: предсердия работают 0,1 сек., а 0,7 сек. отдыхают; желудочки работают 0,3 сек., а 0,5сек. отдыхают.

Сердечный цикл прослушивается как сердцебиение. Сердечная мышца сокращается 60 – 70 раз в минуту. Частота сердечных сокращений зависит от характера деятельности человека. При физической и эмоциональной нагрузке частота сердечных сокращений увеличивается. Различается частота сокращений сердца у детей и взрослых.

За сутки сердце сокращается примерно 100 тысяч раз, перекачивая более 7 тысяч литров крови. За 70 лет жизни сердце сокращается 2,5 млрд. раз без единой остановки на текущий и капитальный ремонт. Этой работы достаточно, чтобы поднять железнодорожный состав на гору Монблан.

Сердце – центральный орган кровеносной системы, благодаря его работе кровь беспрерывно циркулирует внутри организма.

Учитель физики. Размеры и границы сердца врач определяет путем перкуссии, выстукивания кончиками согнутых пальцев одной руки по фалангам пальцев другой руки.

Мягкие и твердые органы по-разному реагируют на звук, т.е. у них разная собственная частота колебаний и они отражают звук по-разному. В ритмичном сочетании работы и покоя сердца – источник его неутомимости. Расслабляясь, сердце отдыхает. Можно сказать, что у человека в возрасте 60 лет сердце 30 лет отдыхало.

Человек ещё не изобрел такую машину, которая могла бы беспрерывно работать 70-80 и более лет. За сутки оно делает 100 тысяч ударов, за год – 40 млн., а за всю жизнь … Сердце за сутки прокачивает примерно 10 т крови, а если человек спортсмен и бежит на лыжах 100 км, то сердце прокачивает (за 8,5 часов) до 30 т крови (целую цистерну).

А за всю жизнь сердце выбрасывает в аорту столько крови, что ею можно наполнить канал длиной 5 км, по которому прошел бы волжский теплоход.

Какое устройство Вы можете вспомнить в технике, которое позволяет перекачивать воду? (Предполагаемый ответ: насос)

Рассмотрим устройство поршневого насоса. Систему насосов используют в аппарате искусственного кровообращения. Насосы выполняют функции сердца – они поддерживают давление и циркуляцию крови в сосудах организма во время операции.

Сообщение ученика.

Наше сердце – это насос, устройство которого можно сравнить с работой поршневого жидкостного насоса.

Насос состоит из цилиндра, внутри которого ходит вверх и вниз плотно прилегающий к стенкам поршень 1. В нижней части цилиндра и в самом поршне установлены клапаны 2, открывающиеся только вверх. При движении поршня вверх вода под действием атмосферного давления входит в трубу, поднимает нижний клапан и движется за поршнем.

При движении поршня вниз вода, находящаяся под поршнем, давит на нижний клапан, он закрывается. Одновременно под давлением воды открывается клапан внутри поршня, и вода переходит в пространство над поршнем. При последующем движении поршня вверх вместе с ним поднимается и находящаяся над ним вода, которая и выливается в отводящую трубу. Одновременно за поршнем поднимается новая порция воды, которая при последующем опускании поршня окажется над ним и т.д.

Учитель биологии. Насос, кто же спорит, но это биологический насос. Он прокачивает такое количество крови при условии…?(Предполагаемый ответ: если сокращается ритмично).

Ф. Предлагаю вам решить задачу. Известно, что сердце человека сокращается в среднем 70 раз в минуту, при каждом сокращении выбрасывая около 150 см³ крови. Какой объем крови перекачивает ваше сердце за время шести уроков в школе? (Ответ: 2835 л)

Решение:

Литературно-музыкальная пауза. Учитель читает стихотворение Р. Гамзатова “Прости меня, сердце мое”, под музыку

Тебя я помучил немало,
Как вспомню, ни ночи, ни дня
Со мной ты покоя не знало,
Прости, мое сердце, меня.
Как плетью, ах, будь я неладен,
Твое подгонял колотье.
За то, что я был беспощаден,
Прости меня, сердце мое.
За то, что железным ты мнилось,
И мог подставлять под копье
Тебя я, безумью на милость,
Прости меня, сердце мое.
Кружит, как над полем сраженья
Порой над тобой воронье.
За подвиги долготерпенья
Прости меня, сердце мое.

Б. Мы узнали, какой объем крови перекачивает наше сердце. А теперь предлагаю определить скорость кровотока в сосудах ногтевого ложа большого пальца руки. (учебник биологии стр. )

 

Лабораторная работа №1

Тема «Определение скорости кровотока в сосудах ногтевого ложа большого пальца руки».

Цель: Определить скорость кровотока в сосудах ногтевого ложа большого пальца руки

1. Измерьте длину ногтя от корня до прозрачной части, которую обычно срезают. Этим вы определили длину пути, которую должна пройти кровь от корня ногтя до конца ногтевого ложа. l =_______мм
2. Определите время, за которое этот путь пройдет кровь. Выдавите кровь из сосудов ногтевого ложа, нажимая указательным пальцем на ноготь большого. Ноготь должен побелеть. t = _______с
3. Прекратите давить на ноготь большого пальца и подсчитайте, через сколько секунд он снова покраснеет. За это время кровь успевает заполнить сосуды ногтевого ложа.
4. Рассчитайте скорость крови по формуле , где – скорость крови, l– длина пути, t– время. V = ________:________=________мм/с
5. Сделайте вывод.

 

Лабораторная работа №1

Тема «Определение скорости кровотока в сосудах ногтевого ложа большого пальца руки».

Цель: Определить скорость кровотока в сосудах ногтевого ложа большого пальца руки

1. Измерьте длину ногтя от корня до прозрачной части, которую обычно срезают. Этим вы определили длину пути, которую должна пройти кровь от корня ногтя до конца ногтевого ложа. l =_______мм
2. Определите время, за которое этот путь пройдет кровь. Выдавите кровь из сосудов ногтевого ложа, нажимая указательным пальцем на ноготь большого. Ноготь должен побелеть. t = _______с
3. Прекратите давить на ноготь большого пальца и подсчитайте, через сколько секунд он снова покраснеет. За это время кровь успевает заполнить сосуды ногтевого ложа.
4. Рассчитайте скорость крови по формуле , где – скорость крови, l– длина пути, t– время. V = ________:________=________мм/с
5. Сделайте вывод.

 

Б. Органами кровеносной системы являются и сосуды.

Вспомним:

1. Какие Вы знаете сосуды?

2. Как вы думаете: скорость кровотока в них такая же?

А узнать правильный ответ нам поможет учитель физики

Ф. Для объяснения движения крови в сосудах мы познакомимся с законом Бернулли.

Кровообращение у человека и животных – это движение крови по «трубам» - кровеносным сосудам. Движение крови по сосудам напоминает движение воды по водопроводу.

Согласно закону Паскаля (7 класс), неподвижная жидкость в сосуде передает внешнее давление одинаково во всех направлениях.

Но когда жидкость течет по трубе (кровь по сосудам) /без учета трения жидкости о трубу/, площадь поперечного сечения которой на разных её участках различна, то давление оказывается неодинаковым вдоль трубы (сосуда).

(Опыт, таблица) Если взять трубку переменного сечения и присоединить к ней манометрические трубки, то мы увидим, что в узких частях трубки, где скорость больше, давление будет меньше и уровень жидкости в манометре будет невысоким, наоборот, в широкой части трубы, там, где скорость мала, давление большое и уровень жидкости в трубке будет больше.

Теперь сравним скорость и давление крови в различных сосудах.

 

Попробуем получить физическое выражение зависимости скорости течения жидкости от площади поперечного сосуда (трубы).

Объяснение учителя. (по рисунку и на доске)

В движущейся жидкости давление (р) зависит от площади сечения (S), а следовательно, и от скорости жидкости (крови) (υ ).

Т.к. жидкость (кровь) практически несжимаема, то количество жидкости, проходящее за время t через поперечное сечение S₁, равно количеству жидкости (крови), проходящей за это же время через сечение S₂.

Если бы протекало разное количество жидкости (крови), то избыток жидкости (крови) должен накапливаться где-то; но жидкость заполняет всю трубу (сосуд) и накапливаться ей негде.

Значит, V₁=V₂ (объемы вытесненной жидкости /крови/ за время t).

Раскроем объемы и получим:

S₁ ι₁ = S₂ ι_{2 .}

Но ι₁ = υ₁ t, ι₂ = υ₂ t.

Получаем S₁ υ₁ t = S₂ υ₂ t.

Т.е. S₁ : S₂ = v₂ : v₁

При прохождении узких частей трубы (сосуда) скорость жидкости (крови) больше и наоборот. (горные и равнинные реки или теснина на равнинной реке)

В) Закон Бернулли применительно к кровообращению. Несоответствие между скоростью течения крови и ее давлением.

Значит, при проходе жидкости из трубы с большим сечением (S₁ ) в трубу (сосуд) с меньшим сечением (S₂), скорость её увеличивается, следовательно, жидкость движется с ускорением. А причиной ускорения является сила. Этой силой является разность между силами давления жидкости (крови) в широком и узком сечениях.

F_давл.= p S

∆F_давл = S (р₁ – р₂)

p₁ : p_{2 =} S₁ : S₂

Чем больше S, тем больше p.

Заполним РЛ «Вывод закона Бернулли».

Учащиеся заполняют РЛ

Закон: Давление текущей жидкости больше в тех частях трубы, где скорость ее движения меньше, и, наоборот, в тех частях, где скорость больше, давление меньше.

Выводы: 1) Все законы анатомии подчинены законам физики!

2) Непрерывность кровотока в организме обеспечивается биологическими и физическими закономерностями.

Рабочий лист №1 «Вывод закона Бернулли»

Зависимость скорости кровотока от поперечного сечения сосуда (жидкости от поперечного сечения трубы).

Т.к. масса крови, проходящей через сечение сосуда, остается постоянной, то и объем крови в каждом сечении остается постоянным: V₁ = V₂.

 

Рассчитайте зависимость скорости движения крови от сечения сосуда.

1	Как определить путь, пройденный кровью по сосуду, зная скорость и время движения?
2	Как определить объем крови, прошедшей по сосуду, зная длину и площадь сечения сосуда?
3	Используя формулу V1 = V2, определите связь между сечением сосуда и скоростью крови в нем.
4	Сделайте вывод о соотношении площади сечения сосуда и скорости движения крови в нем.
5	Запишите соотношение давлений и площади сечений сосудов.
6	Сопоставьте пункты 3 и 5.
7	Закон Бернулли. Формула и закон.

 

Б. Вернёмся к анализу таблицы. Глядя на цифры таблицы, можно подумать, что закон неразрывности струи в кровеносной системе не соблюдается, т.к. чем уже сосуд, тем скорость движения в нем меньше, что особенно хорошо видно на примере капилляров. Однако это несоответствие только кажущееся. В таблице приведен диаметр одного сосуда, но по мере разветвления сосудов площадь каждого из них уменьшается, а площадь всех капилляров в сотни, раз превышает площадь аорты – этим и объясняется такая малая скорость крови в капиллярах. Уточним, общая площадь сечения вен так относится к площади сечения артерий как 2:1 и поэтому скорость движения крови в венах в 2 раза меньше (0,5 м/сек и 0,25 м/сек соответственно).

Площадь сечения всех капилляров в 600-800 раз больше аорты, поэтому скорость течения крови меньше (0,5 мм/сек).

 

Промежуточное тестирование.

Обведите букву правильного, по вашему мнению, ответа.

Вариант 1	Вариант 2
Рассмотрите характер сокращения сердца и подберите слово, характеризующее это движение. А) конвульсия Б) ритмичность В) беспорядочность	1. С помощью какого физического закона можно объяснить движение крови в сосудах? А) Гука Б) Бернулли В) Архимеда
Что заставляет кровь двигаться по сосудам? А) разность давления в сосудах Б) разность высоты тела В) сила тяжести	2. Что препятствует движению крови по сосудам? А) бляшки, тромбы Б) эластичность сосудов В) увеличение физической нагрузки
В каких сосудах низкое давление, поэтому передвижению крови способствуют клапаны? А) капилляры Б) вены В) артерии	3. Сколько камер имеет сердце человека? А) 2 Б) 1 В) 4 Г) 3
4. В каких из перечисленных сосудах скорость крови минимальна? А) в артерии Б) в венах В) в аорте Г) в капиллярах	4. В каких из перечисленных сосудах скорость крови максимальна? А) в артерии Б) в венах В) в аорте Г) в капиллярах
5.При обследовании у больного были обнаружены тромбы в нижних конечностях. Наиболее вероятная причина этого: А) чрезмерное употребление растительной пищи Б) чрезмерное употребление животной пищи В) чрезмерное употребление воды	5. Сколько в среднем весит сердце взрослого человека? А) 150 г Б) 1 кг В) 300 г Г) 500 г

 

Учитель биологии. Мы знаем, что кровь движется по сосудам под давлением. Для его измерения используют тонометр.

Каждый из нас много раз слышал фразу «кровяное давление», нередко прибегал к услугам медработника и измерял свое кровяное давление.

Кровяное давление создается сердечными сокращениями и сопротивлением стенок сосудов.

Способ определения кровяного давления был предложен российским врачом Н. С. Коротковым в 1905 году во время русско-японской войны. Сейчас этот способ носит его имя.

Манжетку надевают на плечо, с помощью груши накачивают воздух. Фонендоскоп прикладывают к месту локтевого сгиба, там, где проходит плечевая артерия. Давление в манжетке выше кровяного давления в артерии. Звуков не слышно. Открываем винт груши и слышим удары. Первый – это максимальное (верхнее) давление, которое вызвано сокращением желудочков сердца. Последний – минимальное (нижнее) давление, при расслаблении желудочков.

16-15 лет Р = 110 - 126 мм.рт.ст.

60 лет Р = 135 - 140 мм.рт.ст.

Отклонение от нормы вызывает заболевание: гипертонию,

гипотонию.

Кровяное давление зависит не только от работы сердца, но и от количества крови в организме. Замечено, что чем дальше сосуд находится от сердца, тем ниже в нём кровяное давление.

Самостоятельная работа с раздаточным материалом (таблицы 1, 2, 3 лежат на столах учащихся).

Задание: Рассмотрите таблицы №1,2,3 и решите от чего зависят показатели давления и пульса у человека.

Таблица 1. Влияние возраста на систолическое кровяное давление.

 

Таблица №2. Частота сердцебиений и возраст человека.

Возраст	Частота сердцебиений, мин	Возраст	Частота сердцебиений, мин.
До 1 года	120-140	6-10	90-95
1-2	110-120	11-20	65-75
4-6	100	Свыше 60	80

 

Таблица №3. Частота сердцебиений человека при разных условиях.

 

Предполагаемый вывод:

1. Кровяное давление зависит от возраста и пола. Чем старше человек, тем выше давление.

2. Пульс также зависит от возраста, от физической нагрузки и состояния здоровья.

Ф. Итак, мы разобрались, что особое строение кровеносной системы влияет на движение крови по сосудам. Что же помогает крови двигаться по сосудам? Только ли давление, которое создаётся при сжатии сердца? Разберёмся, что такое пульс с точки зрения физики. Оказывается, что сосуды образуют пульсовые волны.

Пульсовые волны.

Итак, мы говорим о том, что сердце – это насос, который работает в импульсном режиме.

Длина импульса равна 0,25 с, за это время сердце взрослого человека выталкивает из себя в аорту около 0,1 л крови.

Движение крови по сосудам – процесс довольно сложный. Стенка артерий и аорты обладает высокой эластичностью. Поэтому, когда кровь поступает в аорту, её стенки начинают расширяться до тех пор, пока приток крови не остановится. Стенки аорты пытаются под действием силы упругости вдавить кровь в отдалённые от сердца сосуды, чтобы принять свою первоначальную форму, т.к. обратному току препятствует клапан сердца. И так повторяется до бесконечности.

Таким образом, после каждого сокращения сердца вдоль артерии от сердца идет волна деформации, подобно тому, как идут волны от удара камня о воду.

Демонстрация. Воздушный шарик с водой.

Эти удары волн мы ощущаем, приложив палец у основания большого пальца на запястье. - ЭТО ПУЛЬС!

Определение.

Пульс – это колебания стенок сосудов, вызванные изменением давления крови в результате работы сердца.

(макет человека, в руках учителя сердечки)

Кто хочет показать, где можно прощупать пульс (учащийся приклеивает сердечки в места предполагаемого пульса, учитель поясняет).

А как же измеряется пульс?

Ф. Измерение пульса. За 1 минуту = за 15 с * 4

Измерять частоту пульса люди научились еще III тыс. лет до н. э., когда китайский император Хоам Ту с придворным врачом Ли-Пе использовали регуляцию пульса для постановки диагноза.

Они изучали пульс в нескольких точках и различали 28 типов: глубокий, редкий, частый, тонкий и т.д.

Пульс – является основным показателем здоровья и в настоящее время.

Предлагаю каждому измерить свой пульс и данные занести в рабочий лист №.??

 

Лабораторная работа №2

Тема: «Определение частоты сердечных сокращений в состоянии покоя и после действия физической нагрузки».

Цель:

1. Научиться подсчитывать пульс.

2. С помощью подсчёта пульса научиться определять частоту сокращений сердца и делать выводы об особенностях его работы в разных условиях.

3. Определить зависимость пульса от физических нагрузок.

Оборудование: часы с секундной стрелкой.

Порядок выполнения работы:

1. Найдите пульс на поверхности своей лучевой кости около кисти, научитесь его подсчитывать.

2. Подсчитайте число ударов пульса за 15 секунд:

1) в положении сидя,

2) после 10 приседаний

3) после 20 приседаний

Результаты измерений занесите в таблицу.

 

№	Число приседаний	Частота пульса за
		15 секунд	1 минуту
1	0
2	10
3	20

Вывод:

Рассчитайте тренированность Вашего сердца по формуле:

 

 

, где Т – тренированность
П₁ – частота пульса в положении сидя
П₂ – частота пульса после 10 приседаний

 

Сравните его с показателями таблицы, запишите вывод о Вашем состоянии.

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Практическая работа.

Б. На уроке физкультуры Вы бежали кросс. При этой физической нагрузке изменилась частота сердечных сокращений. Прибежав, одни долго восстанавливали ритм работы сердца, другие – быстро. Это зависит от тренированности сердца.

1. Давайте определим степень тренированности Вашего сердца, используя результаты проделанной работы. Рассчитайте тренированность по формуле

Т – тренированность
П₁ – частота пульса в положении сидя
П₂ – частота пульса после 10 приседаний

 

2. Полученный результат сравните с показателями таблицы и сделайте выводы.

 

3. Пользуясь рисунком на слайде 20, определите влияние на сердце физической нагрузки.?????

Ф. Мы измеряем давление на руке, а если измерить на ноге – будут ли они одинаковы?

Проделаем опыт. (демонстрационно) Ребята измеряют давление на руке и ноге несколькими тонометрами, убеждаются, что значения различны.

Подтвердим это с помощью законов физики. Решим задачу: На сколько отличается давление крови на уровне макушки и у подошвы человека ростом 1,6 м, стоящего прямо.

Решение: Δp = ρgh – разность давлений, обусловленная перепадом высот между ступнями ног человека и его головой.

ρ_крови=1,05 • 10³кг/м³

Δp = 1,05 • 10³ • 9,8 • 1,6 = 16,8 • 10³ (Па) = 16,8 (кПа)

Ответ: Δp = 16,8 кПа = 126 мм рт. ст. (1 мм рт.ст. = 133Па)

Сообщение учащегося.

Интересно! В начальный период невесомости у космонавтов увеличивается приток крови к сердцу, поскольку она не скапливается в ногах, как бывает у человека на Земле. В результате часть жидкости удаляется из крови, уменьшается объём плазмы.

Оказалось, что сила сердечных сокращений, их согласованность, скорость наполнения кровью сердечных полостей в условиях невесомости у космонавтов различны.

У одного из них усиливается приток крови в правую половину сердца и увеличивается его сократительная активность.

У другого, наоборот, большая активность приходилась на левые отделы сердца. Знание индивидуальных особенностей сердца космонавтов важно для организации тренировок перед полетом и нормирования нагрузок после него, в период реадаптации, привыкания к земным условиям.

Б. Вы на занятиях ОБЖ узнали, как оказать первую помощь пострадавшему. Кто сможет с помощью манекена показать, что надо сделать, если у человека остановилось сердце, и пока не приехала машина скорой помощи?

Итоговое тестирование.

Ребятам предлагается заполнить рабочий лист

Рабочий лист ученика (ф.и.) ______________________________, _____ класса

Задание №1.

Сердце	Биолог	Физик
2 прилагательных
3 глагола
Фраза из 4 слов
Синоним

Задание №2.

Особенности строения сердца, обуславливающие функцию продвижения крови по сосудам.	Особенности работы поршневого жидкостного насоса
Установите соответствие между номером части и ее названием Рис. «Строение сердца человека» Часть № Предсердие   Желудочек   Створчатый клапан   Полулунный клапан	1.Установите соответствие между номером элемента и его названием Рис. «Строение поршневого насоса» Элемент № Цилиндр   Поршень   Верхний клапан   Нижний клапан
Особенность работы клапанов: _______________________________________________________________________________
2.Заполните пропуски в последовательности «сердечный цикл» а) сокращение предсердий: створчатые клапаны______________, полулунные клапаны_________________ б) сокращение желудочков: створчатые клапаны_________________, полулунные клапаны________________ в) продолжительность расслабления предсердий и желудочков __________   Вследствие чего кровь начинает движение по кровеносной системе? _________________________________ _________________________________	2. Заполните пропуски в последовательности «принцип действия поршневого насоса»: а) движение поршня вверх: открытие _______________________клапана, закрытие _______________________клапана г) движение поршня вниз, д) одновременное _______________нижнего и _____________________верхнего клапана, е) движение поршня вверх, ж) подъем жидкости _____________к отводящей трубе. Почему жидкость поднимается вслед за поршнем, несмотря на то, что на неё действует сила тяжести, направленная вниз?
Сделайте вывод, ответив на вопрос: Можно ли провести аналогию в работе поршневого жидкостного насоса и сердца? Если да, то какую? ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________

Приложения: