Интегрированный урок "Физические основы работы сердечно- сосудистой системы"
план-конспект занятия по теме

Занятие спецкурса «физика в биологии и медицине».

Тема занятия: Физические основы работы сердечно-сосудистой системы.

Каждому сердце дано,
Что же вмещает оно?
Дальних миров красоту,
Мудрость и чистоту.
Каждому сердце дано,
Что же умеет оно?
Радоваться, любить,
Жить, созидать и творить!

Цель: Изучить физические основы работы сердечно-сосудистой системы.

Дидактические цели

1. Образовательные:

• Повторение и закрепление понятий и законов: строение органов кровообращения; физиологические основы работы сердечнососудистой системы (ССС); физические свойства жидкости; давление жидкости; движение жидкости по трубам; условие неразрывности струи; законы Паскаля и Бернулли,  расчет характеристик модели ССС. 
• Применение законов физики к живым организмам, привлечение биофизических примеров, способствующее лучшему усвоению курса физики.

2. Развивающие:

• Создание в представлении учащихся общей картины мира с его единством и многообразием свойств неживой и живой природы.

• Развитие умений и навыков  анализа физической ситуации, создания и описания модели явления;
• Развитие практических навыков измерений физических  и физиологических величин;
• Развитие элементов творческой деятельности как качеств мышления: логики, анализа и синтеза, пространственного воображения.

3.      Воспитательные:

• Воспитание  самостоятельности, ответственности, настойчивости в достижении цели, стремления к интеллектуальному самосовершенствованию.
• Воспитание умений работать самостоятельно и в группе.

Тип занятия

• По основной дидактической цели: занятие-практикум.
• По форме проведения: комбинированное (сочетание различных форм работы: устное повторение материала, выработка модели, решение задачи у доски, проблемно-эвристическая беседа,  практическая работа).

Задачи

1. Организация учебной деятельности, формирующей навыки моделирования физической ситуации и обобщения ее для практической деятельности.

2. «Получение» ученика,  понимающего физический смысл модели  и умеющего  рассчитывать характеристики работы ССС.

Ход занятия

1.  Организационный момент:

• Сообщение темы, цели, плана.
• Эпиграф к занятию.
• Положительная эмоциональная установка. 

2. Основная часть:

1) Актуализация знаний, полученных на лекции:

 –  беседа по вопросам:

Что называется сердечно-сосудистой системой?

Каково ее значение для жизнедеятельности организма?

-   задание на листах (работа в парах) - вспоминаем строение и функции органов кровообращения.

2)       Создание физической модели ССС:

 - Свойства жидкости (таблица).

Что такое идеальная жидкость?

Можно ли считать кровь идеальной жидкостью?

 - Физические особенности кровеносной системы:

Это трубки?

Одинаковое ли у них сечение?

Много ли ответвлений? Какую роль они играют?

Твердые стенки или эластичные?

Сообщаются ли они с атмосферой?

Можно ли считать систему кровообращения замкнутой?

Одинаково ли давление в трубках? От чего зависит давление жидкости в трубках?      

Итак: (на доске плакат)

 ССС

Замкнутая (не имеющая сообщения с атмосферой) многократно разветвленная система трубок с эластичными стенками, заполненная вязкой жидкостью, движение которой происходит под действием ритмично работающего нагнетательного насоса.

3)     Физические основы работы ССС:

• Закон Бернулли.
• Закон  Гагена- Пуазейля
• Распределение давления в кровеносной системе.

4. Разбор и решение задачи у доски  (условия на столах)- расчет работы и мощности сердца на основе полученной модели.

     5)     Разбор качественных задач (вопросов).

• Как изменяется статическое давление жидкости при увеличении скорости потока?
• Что понимают под динамическим давлением жидкости? От чего оно зависит?
• В чем причина огромной работоспособности сердца?
• Что произойдет в случае повреждения сосудистой стенки?

В норме сосудистая система замкнута и не имеет сообщения с атмосферой. В случае повреждения сосудистой стенки может образоваться сообщение сосуда с атмосферой, и тогда проявляется действие гидростатического давления крови. Общеизвестно, например, что для ослабления кровотечения из пораненного сосуда конечности ей следует придать возвышенное положение.

• Каков характер движения крови в сосудистой системе?

Течение крови в сосудистой системе в нормальных условиях имеет ламинарный характер. Оно может переходить в турбулентное при нарушении этих условий, например при резком сужении просвета сосуда. (Например в сосуде образовался тромб, или при неполном открытии или, наоборот, при неполном закрытии сердечных или аортальных клапанов. При этом появляются звуки, называемые сердечными шумами, которые являются одним из характерных признаков этого явления).

     6)  Практическая работа: Определение частоты пульса в зависимости от нагрузки и

систолического объема крови.

Оборудование: секундомер.

Порядок работы:

1. Определите число Nмин ударов пульса за t =1 мин.
2.  Вычислите период сокращений сердца: Tс = t/N.
3. Выполнив 20 приседаний, повторите опыт. Сделайте вывод.
4. Определите число сокращений за 1 час, 1 сут. (с нагрузкой и без нагрузки).
5. За одно сокращение сердце выбрасывает в среднем 70 мл крови (систолический объем крови – СОK). Вычислите объем выбрасываемой крови за 1 мин, 1 ч, 1 сут.

6. Заполните таблицу: 

 3 . Заключение:

• Подведение итогов, выводы, рефлексия.