Урок по биологии на тему «Дыхание», 8 класс
Цель: формирование естественнонаучной грамотности на уроках биологии.
Задачи:
- Организовать деятельность учащихся по развитию качеств, относящихся к функциональной грамотности, формированию практико-ориентированных знаний и умений.
- Научить школьников думать, обосновывать и доказывать свои решения, не прибегать к механическому заучиванию материала.
Сегодня мы с вами отправимся в научную лабораторию, чтобы изучить физиологический процесс.
Для того чтобы узнать какой, послушайте вопрос и ответьте на него.
Однажды ученик мудреца задал учителю вопрос.
— Скажи, учитель, когда я стану достаточно мудрым? Я прочел сотни книг, но не чувствую, что достиг вершины мудрости.
Учитель улыбнулся и ответил:
— Ты можешь смело сказать, что достаточно мудр, если дашь ответ на вопрос: «Что все люди на Земле делают одновременно?».
Задумался ученик и не смог дать ни одного ответа. А какой вариант ответа есть у вас?
Правильно – дышат
В процессе дыхания происходит поступление атмосферного воздуха в живой организм и выдыхание отработанных газов и паров. Мы с вами знаем, что в состав воздуха входят кислород, азот, углекислый газ, примеси и водяной пар.
Проанализируйте написанные в таблице данные
| вдох | выдох |
| N2— 79% | N2— 79% |
| О2— 21 % | О2— 16 % |
| СО2— 0,03 % | СО2— 4 % |
Какой вывод вы можете сделать?
Первое что нам надо сделать это доказать утверждение, что в выдыхаемом воздухе содержится водяной пар.
Какой опыт нам провести для доказательства данного утверждения? Какой процесс лежит в основе опыта? Процесс конденсации – изменение физического состояния вещества из газообразной фазы в жидкую. (3 мин)
щелчок
Какой вывод мы можем сделать? (когда воздух соприкасается с холодной поверхностью, появляется вода в виде капель; в выдыхаемом воздухе содержаться пары воды)
щелчок
Как еще можем доказать? Сделать выдох на улице в холодную погоду
Сейчас мы с вами поработаем над научной статьей. У вас на столах лежат статьи с информацией о производственной деятельности АО «Хиагда», прочитайте текст и выделите экологические факторы, негативно влияющие на дыхательную систему человека. Каковы последствия влияния экологических факторов на органы дыхания?
В результате производственной деятельности АО «Хиагда» в 2020 году в атмосферный воздух поступило 354,873 тонн загрязняющих веществ в пределах установленных нормативов выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух.
Увеличение массы выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух на 0,668 тонн по сравнению с 2019 годом обусловлено увеличением производственных показателей предприятия, включая объём добычи продуктивных растворов, производство серной кислоты, потребление топлива. В 2020 году на промплощадках предприятия находилось 80 источников выбросов, от которых в атмосферу Республики Бурятия поступило 49 наименований загрязняющих веществ. Источники выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух УПСК Площадка опытнопромышленной установки, Площадка добычного и перерабатывающего коплексов Хиагдинского месторождения, Площадка добычного и перерабатывающего коплексов месторождения Источное, Площадка Энергокомплекса. Наименование основных загрязняющих веществ: диоксид серы, оксид углерода, оксиды азота, сажа, пыль неорганическая, двуокиси кремния. Превышения установленных нормативов предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух в 2020 году не зафиксированы. (10 мин).
Надо воспитывать в себе привычку анализировать свое состояние даже тогда, когда самочувствие хорошее, учиться контролировать свое здоровье, понимать его зависимость от состояния окружающей среды.
А сейчас мы с вами проведем ФИЗМИНУТКУ:
Потрудились – отдохнем,
Встанем, глубоко вздохнем.
Руки в стороны, вперед,
Влево, вправо поворот.
Три наклона, прямо встать.
Руки вниз и вверх поднять.
Руки плавно опустили,
Всем улыбки подарили.
Мы продолжаем наш урок. Изучаемый нами процесс возможен благодаря органам дыхания. Сейчас мы вам предлагаем выступить в роли ученых и оценить работоспособность органов дыхания.
Показателями работоспособности органов дыхания являются: дыхательный объем, частота дыхания, жизненная емкость легких, интенсивность легочной вентиляции, потребление кислорода, кислородный долг и др. Также важна экскурсия грудной клетки (амплитуду движения грудной клетки в пределах максимальных вдоха и выдоха), которая показывает насколько может изменяться объем грудной клетки при вдохе и выдохе. Чем больше экскурсия, тем больший дыхательный объем у человека.
Дыхательный объем — количество воздуха, проходящее через легкие при одном дыхательном цикле (вдох, выдох, дыхательная пауза). Величина дыхательного объема находится в прямой зависимости от степени тренированности к физическим нагрузкам и колеблется в состоянии покоя от 350 до 800 мл. В покое у нетренированных людей дыхательный объем находится на уровне 350 — 500 мл, у тренированных — 800 мл и более.
Частота дыхания — количество дыхательных циклов в 1 мин. Средняя частота дыхания у нетренированных людей в покое — 16—20 циклов в 1 мин. У тренированных, за счет увеличения дыхательного объема, частота дыхания снижается до 8—12 циклов в 1 мин.
Жизненная емкость легких (ЖЁЛ) — максимальное количество воздуха, которое может выдохнуть человек после полного вдоха (измеряется методом спирометрии).
Средние величины жизненной емкости легких у тренированных мужчин — 8500 мл, у женщин — 3500; у нетренированных мужчин — 4700 мл, у женщин — 3000. При занятиях циклическими видами спорта на выносливость (гребля, плавание, лыжные гонки и т.д.) жизненная емкость легких может достигать у мужчин 7000 мл и более, у женщин -5000 мл и более.
Легочная вентиляция — объем воздуха, который проходит через легкие за 1 мин. (5—9 л). При физической работе этот объем увеличивается и достигает 50 л. Чтобы узнать значение легочной вентиляции человека, можно его частоту дыхания за 1 минуту умножить на дыхательный объем.
Физическая тренировка повышает способность клеток тела к интенсивной работе в условиях недостатка кислорода.
- Практическая работа. Проводится в группах по 4 человека. Если остались обучающиеся, не вошедшие в команды практиков, они назначаются теоретиками и выполняют письменное индивидуальное задание (Прил 1).
1 группа.
Тема: Определение экскурсии грудной клетки
Цель: Определить экскурсию грудной клетки.
Оборудование: сантиметровая лента.
Задание:
1)Измерьте окружность грудной клетки напарника на вдохе. Для этого сделать глубокий вдох, при этом плечи не поднимать, мышцы не напрягать. Измерьте окружность грудной клетки на выдохе. Для этого сделать максимальный выдох, плечи не опускать, не сутулиться. Результат оформите в виде таблицы 1. (Измерительную ленту накладывают так, чтобы на спине она касалась углов лопаток, а на груди проходила по нижнему краю сосковых кружков у мужчин и над молочными железами у женщин).
2) Найдите экскурсию грудной клетки и занесите в таблицу 1.Экскурсия грудной клетки это разница между объемом грудной клетки на вдохе и на выдохе.
Чем больше экскурсия грудной клетки, тем больше может увеличиваться грудная полость и объем легких при вдохе и уменьшаться при выдохе. Т.Е. тем больше дыхательный объем. Организм при этом получает больше кислорода. Для спортсмена это важно, так как кислород окисляет глюкозу в клетках. При этом выделяется энергия, которая используется клетками для поддержания своей активности.
При нарушении осанки и искривлении позвоночника уменьшается объем грудной клетки и дыхательный объем человека не может увеличиваться при физической нагрузке
3) Оцените соответствие экскурсии грудной клетки норме, соответственно возрасту, и запишите обоснованный вывод.
Таблица 1
Окружность грудной клетки, см
| На вдохе | На выдохе | Экскурсия грудной клетки |
| Норма экскурсии грудной клетки, соответственно возрасту:
Младшие школьники — от 3 до 6 см Старшие школьники — до 13см Нетренированные взрослые – 6-9 см Спортсмены — более 13 см |
Мой результат:
Вывод:
Дайте ответ на вопросы:
- Почему спортсмену необходимо иметь большую экскурсию грудной клетки?
- Почему сутулость и сколиоз вредно влияют на функцию дыхания?
- Какую рекомендацию по дыханию по результатам этой работы ты бы дал спортсмену?
Тема: Определение Частоты Дыхания
Цель: Определить и оценить частоту дыхательных движений в 1 минуту.
Оборудование: секундомер.
Задание:
- В состоянии покоя измерить количество дыхательных циклов в 1 минуту (частота дыхания за мин). Один дыхательный цикл= (вдох + выдох). Можно считать только вдохи. Дышать нужно в спокойном темпе. Секундомер включаем с началом вдоха, считаем количество выдохов и следим за временем.
Вдох – активный процесс. Он происходит, когда сокращаются дыхательные мышцы: межреберные и диафрагма. При сокращении межреберных – ребра приближаются друг к другу, поднимаются, а грудная клетка расширяется. Диафрагма – мышца на границе между грудной и брюшной полостями. При сокращении она становится плоской и удлиняет грудную клетку и легкие. Когда расслабляется – принимает форму купола с выпуклостью вверх, так как внутренние органы давят снизу – печень, желудок, кишечник. При сгибании туловища такое давление увеличивается и трудно делать глубокий вдох.
У спортсменов дыхательные мышцы тоже тренированные. Их подвижность увеличена по сравнению с нетренированными. Вдоху помогают мышцы плечевого пояса, которые одним концом прикрепляются к ребрам, а другим – к плечевой кости, лопатке и др. Это: большая грудная мышца, передняя зубчатая и т.д. Не зря при дыхательных упражнениях на вдохе рекомендуют развести руки в стороны.
Частота дыхания постепенно снижается с возрастом, так как увеличивается объем грудной клетки, а значит и глубина дыхания. Нормально если частота дыхания увеличивается при физической или умственной нагрузке или стрессе. Но учащенное дыхание в состоянии покоя может быть признаком заболеваний дыхательной, сердечно-сосудистой, эндокринной систем. У спортсменов – признаком перетренированности. Замедленное дыхание – признаком нарушения работы дыхательного нервного центра в головном мозге.
Запишите свой результат. Оцените его и напишите вывод.
| Норма частоты дыхательных движений в минуту:
10 лет — 15- 20 15 лет – 11 — 16 Взрослые — 10-14 |
Мой результат:
Вывод:
Дайте ответ на вопросы:
- Почему при выполнении дыхательных упражнений рекомендуется разводить руки в стороны, поднимать их вверх за голову?
- Почему при сгибании туловища лучше делать выдох?
- Какую рекомендацию по дыханию ты дал бы спортсмену, исходя из изученной информации?
Тема: Проба Штанге. Измерение задержки дыхания на вдохе.
Цель: Измерить и оценить устойчивость организма к недостатку кислорода с помощью пробы Штанге.
Оборудование: секундомер.
Задание: Обследуемый в положении сидя делает глубокий вдох и выдох, затем снова вдох (примерно 80% от максимального), закрывает рот и одновременно зажимает пальцами нос, задерживает дыхание (секундомер включается в конце вдоха).
На живот испытуемого исследователь кладет руку, чтобы почувствовать толчок диафрагмы при первом вдохе. Важно определить именно этот толчок, так как волевым усилием человек может бороться с рефлекторным вдохом, задерживать его и эксперимент будет неточным.
Физическая нагрузка заставляет множество клеток работать с повышенной активностью, а для этой работы необходима энергия. Кислород окисляет в клетках глюкозу и эта энергия выделяется и используется клетками. Но при длительной нагрузке кислорода нужно все больше и поэтому частота дыхания увеличивается. Затем увеличивается глубина дыхания и частота сокращений сердца. Это увеличение не может превысить некоторую величину, так как организм станет тратить слишком много энергии. Поэтому организм вынужден приспосабливаться к работе в условиях недостатка кислорода без вреда для здоровья — у спортсмена при физической нагрузке быстро увеличивается именно глубина дыхания. В этом случае недостаток кислорода ощущается меньше и экономится энергия на сокращение дыхательных мышц и сердца. У физически нетренированного человека организм приспосабливается, в основном, увеличивая частоту дыхания. А глубина дыхания почти не изменяется.
Лучше всего развивают устойчивость к недостатку кислорода циклические упражнения: бег, спортивная ходьба, лыжный спорт, велоспорт, плавание и др.
Оценка результата: Чем дольше человек может задерживать дыхание на вдохе, тем устойчивее организм к недостатку кислорода и выше выносливость. При утомлении, перетренированности время задержки дыхания и выносливость снижены. Зная нормы задержки дыхания соответственно возрасту, можно определить, соответствует ли устойчивость организма к недостатку кислорода человека его возрасту или нет.
| Норма задержки дыхания на вдохе:
Дети – от 16с и больше. Взрослые нетренированные — 40 — 55 с, Взрослые тренированные – 60 — 90 с,
|
Мой результат:
Вывод:
Дайте ответ на вопросы:
- Какую пользу организму спортсмена приносит устойчивость организма к недостатку кислорода?
- Какие упражнения помогут, если устойчивость к недостатку кислорода меньше нормы?
- Какие рекомендации по дыханию ты можешь дать спортсмену по результатам этой работы?
Дыхание – жизнь. Ныне это совершенно бесспорно. Между тем еще какие-нибудь три столетия назад ученые были убеждены, что человек дышит только для того, чтобы через легкие отвести от организма “лишнее” тепло. Решив опровергнуть эту нелепицу, выдающийся английский естествоиспытатель Роберт Гук предложил своим коллегам по Королевскому научному обществу провести эксперимент: в течение некоторого времени пользоваться для дыхания герметическим мешком. Неудивительно, что опыт прекратился меньше чем через минуту: ученые мужи стали задыхаться. Однако и после этого некоторые из них упорно продолжали настаивать на своем. Гук тогда только развел руками. Ну, а мы даже такое противоестественное упрямство можем объяснить работой легких: при дыхании в мозг поступает слишком мало кислорода, отчего даже прирожденный мыслитель глупеет прямо на глазах.
Наш урок подходит к концу. У вас на столах лежат воздушные шарики красного и зеленого цветов. Если вам урок понравился, надуйте зеленые шарики, если нет – красные.
СПАСИБО!
