Описание разработки (3080 Kб)

Министерство образования и науки Российской Федерации
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
«Средняя общеобразовательная школа № 30 г. Новоалтайска»
Сценарий урока биологии
Тема урока: Работа сердца
8 класс
УМК Сонина
Автор:
Шайхитдинова Ирина Михайловна,
учитель биологии
«МБОУ СОШ № 30 г.Новоалтайска»
Цель: С помощью демонстрационного эксперимента показать учащимся
взаимосвязь в работе дыхательной и сердечно - сосудистой систем.
Задачи:
Образовательные:
1. Обеспечить усвоение знаний о работе сердца, методах исследования
работы сердца.
2. Сформировать представления о стадиях сердечного цикла и их
характеристиках.
3. Создать условия для понимания механизма регуляции сердечных
сокращений: автоматизм сердца, нервной и гуморальной регуляции.
Развивающие:
1. Создать условия по формированию общеучебных компетенций: умение
вести диалог, выдвигать гипотезы, анализировать, обобщать и делать
выводы через исследовательскую деятельность.
2. Обеспечить формирование мотивации на самонаблюдение, проведение
диагностических измерений.
3. Способствовать развитию коммуникативной компетенции через
диалоговое общение, проведение и совместный анализ результатов
эксперимента.
Воспитательные:
1. Воспитывать у учащихся ценностное отношение к своему здоровью,
желание вести здоровый образ жизни.
2. Воспитывать стремление к образованию через знакомство с
современными экспериментальными методами исследования и
достижениями науки.
Оборудование для теории:
1. Интерактивная доска
2. ПК, мультимедийный проектор
3. Набор ЦОР: «Сердечный цикл», «Автоматизм сердечной мышцы»,
«Регуляция работы сердца»
Оборудование для демонстрации:
1. ПО AFS « Биология с компьютером в школе»
2. ПК
3. Система сбора данных AFS
4. Датчик частоты сердечных сокращений (пульсометр)
5. Датчик ЧСС (беспроводное устройство)
6. Кабель USB
Реактивы:
1. Физиологический раствор в капельнице
ХОД УРОКА:
I. Организационный этап
Взаимное приветствие, знакомство с темой урока.
II. Подготовка к активному восприятию нового материала
Доминирует проблемный метод обучения.
Создается проблемная ситуация, предполагается, что для ее решения
учащиеся воспользуются жизненным опытом и имеющимися знаниями.
Предложить ученикам ответить на поставленные вопросы:
1. Что собой представляет сердце как часть сердечно - сосудистой системы?
2. Если предположить что камеры сокращаются поочередно, то в какой
последовательности это происходит?
3. Почему частота сокращений не всегда одинаковая?
4. Если это мышечный орган, то, как любая мышца, сердце постепенно
должно утомляться, ему необходим отдых для восстановления. Но наше
сердце работает круглосуточно. Когда отдыхает наше сердце?
Ученики. Это полый мышечный четырехкамерный орган, который как насос
качает кровь по сосудам. Так как сердце четырехкамерное, то возможно отдых
происходит за счет чередования сокращений отдельных камер.
III. Изучение нового материала
Доминирует частично - поисковый метод работы.
3.1.Теоретическая часть
3.1.1. Сердечный цикл
Функция сердца состоит в ритмичном нагнетании в артерии крови, приходящей
к нему по венам. Деятельность сердца проявляется в последовательном
сокращении и расслаблении отделов.
Организация работы с помощью интерактивного плаката «Сердечный цикл»
через репродуктивный метод
Ритмичность работы сердца.
Сердечный цикл.
1.Сокращение (систола)
предсердий -0,1 с.
1
2. Сокращение (систола)
желудочков -0,3 с.
2
3
3. Расслабление (диастола)
предсердий и желудочков -0,4 с.
Вопросы для обсуждения:
1. Какова продолжительность всего сердечного цикла?
2. Сколько времени продолжается работа и отдых предсердий?
3. Сколько времени занимает работа и отдых желудочков?
4. Как называется сокращение и расслабление отделов сердца?
5. Какой вывод можно сделать из полученной информации?
Вывод (делается по результатам обсуждения): За один сердечный цикл
предсердия работают 0,1с и отдыхают 0,7с; желудочки работают 0,3с и
отдыхают 0,5 с. Сердце работает ритмично, цикл состоит из трех фаз, во время
которых желудочки и предсердия попеременно сокращаются и расслабляются.
Этим объясняется способность сердечной мышцы работать, не утомляясь, в
течение всей жизни.
3.1.2. Автоматизм работы сердца
Проблемное изложение
В такой последовательности наше сердце работает всегда: в состоянии покоя,
при физической и эмоциональной нагрузке, только при этом меняется
продолжительность третий фазы, когда и желудочки и предсердия
расслабляются. Деятельность нашего организма регулируют нервная и
гуморальная системы, они оказывают влияние и на работу сердца. В
сердечной мышце есть особые клетки, в которых возникает возбуждение. Оно
передается предсердиям и желудочкам, вызывая в них сокращения.
Так как речь идет об изменениях частоты сердечных сокращений,
следовательно, есть механизмы в работе этих систем, которые позволяют
учащать или замедлять сокращения. Работа сердца обеспечивается синусным
узлом, в котором возникает возбуждение, он является «водителем ритма
сердца». Возбуждение проводится через Пучок Гиса и Ножки пучка Гиса, а
дальше за счет сократительной мускулатуры сердца возникает сокращение. Все
вместе это называется проводящая система сердца. Проводящая система сердца
обеспечивает ритм работы сердца - сердечный цикл.
Организация работы с текстом учебника и интерактивным плакатом
«Автоматизм сердечной мышцы».
Автоматия сердечной мышцы.
Проводящая система сердца:
Синусный узел - 1
водитель ритма сердца
(возникает возбуждение)
Проводящая система -2,3
(возбуждение проводится).
Сократительная мускулатура
сердца (возникает сокращение).
1.Синусный
узел.
2. Пучок Гиса.
3. Ножки
пучка Гиса.
Вопросы для обсуждения:
1. Какими особенностями обладает сердечная мышца?
2. Рассмотрите слайд и назовите системы, обеспечивающие работу сердца.
3. Каждый из нас употреблял или слышал выражения – «сердце в пятки
ушло», «бешено бьется сердце». Что происходит с сердцем?
4. Почему оно ведет себя по-разному?
3.1.3. Регуляция работы сердца.
Организация поисковой беседы с использованием интерактивных ресурсов.
http://school-collection.edu.ru/catalog/res/0000085d-1000-4ddd-ecd01400475d60a3/view/
http://school-collection.edu.ru/catalog/res/0000085d-1000-4ddd-ecd01400475d60a3/view/
Вывод (делается по результатам обсуждения): По блуждающим нервам
парасимпатической системы импульсы поступаю в продолговатый мозг,
работа сердца ослабляется. Через симпатические волокна и узлы работа сердца
усиливается. На работу сердца влияют гормоны, выделяемые в кровь
надпочечниками. Например, адреналин усиливает сердцебиение, другой
гормон, ацетилхолин, наоборот, угнетает сердечную деятельность.
Учитель. Усиление или замедление сердечных сокращений по своей силе
могут быть разными. Иногда, мы это замечаем, но чаще незначительные
изменения в частоте сердечных ритмов мы не замечаем. Наглядно увидеть
каким образом нервная система регулирует сердечные сокращения можно, если
провести эксперимент с использованием программного обеспечения AFS.
3.2.Практическая часть. Эксперимент «Изменение частоты сердечных
сокращений во время кашля»
Доминирует исследовательский метод
Определить объект и цель исследования.
Объектом исследования является изучение регуляции работы сердца человека.
Цели работы: Провести наблюдение за реакцией сердца на защитную реакцию
организма - кашель.
Объяснение учителя
Кашель – рефлекторные, непроизвольные реакции организма на раздражение
дыхательных путей. Кашель как результат резких колебаний внутригрудного
давления стимулирует рефлексы и возбуждает вегетативную нервную систему.
Предложить ответить на вопрос.
Каким образом симпатическая и парасимпатическая система будут влиять на
частоту сердечных сокращений во время кашля?
Ученики. Во время кашля за счет деятельности симпатической системы будет
учащаться частота сердечных сокращений, а парасимпатическая система будет
замедлять.
Предложить экспериментальным путем проверить это предположение.
Объяснить, что экспериментальная часть может быть проведена с
использованием датчика частоты сердечных сокращений (пульсометра) или
дополнительным аксессуаром - датчиком ЧСС (беспроводным устройством).
Предложить любому желающему поучаствовать в эксперименте в качестве
испытуемого.
Важно! В данном эксперименте в качестве испытуемого не должны
участвовать учащиеся, больные астмой или любым заболеванием, которое
может обостриться и быть вызвано продолжительным кашлем.
Эксперимент продолжается 400с, за это время датчик проводит измерение
частоту сердечных сокращений до и после кашля. Визуально график,
показывающий ЧСС, будет отображаться на экране, в виде точек, интервал
появления которых 5с. В ходе исследования автоматически в таблицу
заносятся показатели начальной и максимальной ЧСС, а так же их разница,
время реакции организма. Время восстановления необходимо подсчитать и
занести в таблицу.
3.2.1. Подготовка датчика к работе
Для проведения эксперимента необходимо подготовить датчик работе. В
комплекте к эксперименту есть два эластичных ремня, выбрать тот, который
подходит по размеру грудной клетки испытуемого. Один конец эластичного
ремня прикрепить к поясу передатчиком.
На внутренней стороне пояса располагаются два электрода виде
матерчатых овалов, смочить каждый из них тремя каплями физиологического
раствора. После этого закрепить пояс с передатчиком на коже прямо над
основанием грудной клетки
( рис.1) испытуемого. На передней части пояса есть логотип POLAR, который
необходимо выровнять по центру. Отрегулировать эластичный ремень для
обеспечения плотного прилегания.
Рисунок 1.
Для достоверности результатов эксперимента, исключить влияние
электрических источников (сотовый телефон, экран монитора компьютера)
Во время эксперимента испытуемому необходимо держать в правой руке
согласующее устройство датчика (приемник), который не должен
располагаться дальше 80 см от передатчика, находящегося на поясе с
монитором для определения частоты сердечных сокращений.
Подключить датчик к компьютеру. Для этого запустить программу
«Биология» с компьютера. Открыть эксперимент «Изменение частоты
сердечных сокращений во время кашля» в разделе «Человек и его здоровье».
Подсоединить кабель датчика частоты сердечных сокращений (пульсометра)
или датчика ЧСС (беспроводного устройства) к аналоговому входу Ch
системы сбора данных AFS. Подключить один конец кабеля USB к системе
сбора данных AFS, другой - к USB компьютера.
3.2.2. Проведение эксперимент.
Испытуемого посадить на стул спиной к компьютеру, попросить точно
выполнять указания учителя. Начать сбор данных, для это нажать кнопку
Измерить. Испытуемый должен находиться в состоянии покоя.
Обратить внимание, что первая точка появиться на графике через 15 с.
После этого каждые 5с на графике будет появляться новая точка.
Продолжить измерять еще 45 секунд (общее время исследования 60 с). Через
60с после начала эксперимента предложить испытуемому непрерывно
кашлять (1раз в1-3с). Частота сердечных сокращений изменится в ответ на
кашель. Когда частота сердечных сокращений будет стабильна, в течение, по
крайней мере, 15с (3-5 точки на графике), попросить испытуемого
прекратить кашлять. Дождаться окончания измерений. Измерения
прекратятся на четырехсотой секунде. Если все сделано правильно, среднее
значение ЧСС в состоянии покоя, максимальной ЧСС, их разницы и время
ответной реакции будут автоматически занесены в таблицу.
Эксперимент1
Предложить сравнить две характеристики: время реакции и время
восстановления, которое необходимо вычислить самим. Для этого
подсчитать количество точек графика между показателем ЧСС во время
кашля и во время стабилизации, после чего этот показатель умножить на 5,
именно с таким интервалом точки появляются на графике. Полученный
результат занести в соответствующую графу таблицы.
Провести эксперимент с другими испытуемыми.
Перед повторным экспериментом, необходимо удалить информацию из
таблицы и очистить график. Для этого нажать кнопки «Сбросить» и «Удалить
строку». Данные исследования можно сохранить, для этого надо
воспользоваться кнопкой
«Сохранить».
Эксперимент 2
Эксперимент 3
3.2.3.Обсуждение результатов исследования.
Организация эвристической беседы.
Вопросы для обсуждения:
1. Как работало сердце испытуемых во время кашля?
2. Какими причинами это обусловлено?
3. Как вы можете объяснить полученные результаты?
Вывод (по результатам обсуждения)
Кривая графика и данные таблицы указывают на учащение сердцебиения во
время кашля. Разница между начальным и максимальным значением
значительна. Время восстановления превышает время реакции. Если кашель -
это рефлекторная реакция организма на раздражение, следовательно, реакция
организма должна быть быстрой - она контролируется симпатической нервной
системой. Восстановление после ответной реакции может происходить
медленнее, так как действие раздражителя прекращено, контроль осуществляет
парасимпатическая система
4. Какие физиологические изменения в работе сердечно - сосудистой
системы происходили у всех участников эксперимента?
5. В каких случаях это будет полезно для организма человека, а в каких
нет?
6. Что можно сказать об индивидуальных характеристиках в работе
сердечно - сосудистой системы у каждого испытуемого?
Ученики:
1. Учащается пульс, следовательно, повышается артериальное давление.
2. В том случае если у человека пониженное давление кашель будет
полезен. Если у человека повышенное давление, то кашель может
спровоцировать еще большее его увеличение.
3. У испытуемого, принимавшего участи в третьем эксперименте, очень
большое время реакции, за отрезок времени, отведенного на
эксперимент, его организм не успел восстановиться.
Комментарий учителя
Это может быть объяснено тем, в процессе восстановления происходит
взаимодействие симпатической и парасимпатической нервных систем
(противоположных по функции), приводящее к гиперкоррекции. Более быстрое
восстановление скорее всего привело бы к еще большей гиперкоррекции и
более значительным отклонениям от показателей гомеостаза. Реакция на
опасность должна быть быстрой для всплеска скелетно- мышечной активности
(реакция «борьбы или бегства»), при этом быстрое возвращение в исходное
состояние не дает конкурентного преимущества при выживании.
Сделать вывод по результатам проведенного исследования.
Проведенное исследование наглядно позволяет увидеть совместную работу
симпатической и парасимпатической нервной системы в регуляции сердечных
сокращений, а так же взаимосвязь в работе дыхательной и сердечно сосудистой систем.
IV. Закрепление полученных знаний.
Часть А. Задания с выбором одного правильного ответа:
А 1. В чем польза кашля для организма:
1. повышает минутный объем сердца
2. увеличивает приток крови к правой стороне сердца
3. помогает вывести опасные вещества из легких
А 2. Кашель это пример:
1. условного рефлекса
2. приобретенного рефлекса
3. безусловного рефлекса
А 3. В каких случаях кашель полезен при сердечных приступах:
1. если кровяное давление упало
2. если отмечается повышение внутригрудного давления
3. если произошел кащлевой обморок
А 4. Продолжительность паузы в работе сердца составляет:
1. 0,1 с
2. 0, 3с
3. 0,4 с
А 5. Ацетилхолин вызывает:
1. учащение сердечного ритма
2. замедление сердечного ритма
3. не влияет на сердечный ритм
Часть В . Установите последовательность по которой осуществляется
рефлекторный акт –кашель:
1. выталкивание содержимого, вызывающего дискомфорт, наружу
2. непроизвольный быстрый сильный выдох
3. голосовая щель замыкается
4. легкие сдавливаются
5. голосовая щель открывается
Часть С. Задание со свободным ответом.
Как происходит изменение частоты сердечных сокращений под воздействием
симпатической и парасимпатической систем.
V. Домашнее задание
Изучить материал учебника на стр. 130-131, выполнить задания в № 101-103 в
рабочей тетради; записать в словарь определение понятий «сердечный цикл»,
«автоматизм» (УМК Сонина)