Бинарный урок по физике и биологии в 9 классе "Система органов кровообращения"
план-конспект урока по физике (9 класс) на тему

Тема урока: «Система органов кровообращения»

Цели: повторить кровеносную систему, продемонстрировать применение законов физики для объяснения процессов, обеспечивающих деятельность кровеносной системы.

Планируемый результат: обобщение и закрепление знаний о процессах, происходящих в кровеносной системе человека. Формирование межпредметных связей, универсальных учебных действий.

1. Организационный момент

Учитель биологии. Доброжелательный настрой на урок. Снятие эмоционального напряжения.

Постановка проблемы.

В России инсульт становится причиной смерти у 3 человек на 1000, а во всем мире – у 1 на 1000.

ВОЗ говорит о том, что к 2030 году почти у 23 млн. 300 тыс. человек будет стоять диагноз – ССЗ (в основном инсульт и болезни сердца).

2. Выдвижение гипотезы

Предлагаем доказать, что процессы, происходящие в организме человека, обусловлены законами физики. И рассмотрим это на примере системы органов кровообращения.

Тема нашего урока «Система органов кровообращения».

 Основой этой системы является сердце.

Ученик1.

 Стихотворение

Тук-тук-тук, — стучит сердечко,
Это главный наш мотор.
Пусть оно вас не подводит,
Пусть не гаснет в нем задор.

Берегите орган важный,
Поселите в нем любовь,
Пусть оно бесперебойно
Счастье поставляет в кровь.

Учитель.1999 год ознаменовал собой рождение праздника под названием Всемирный день сердца. С призывом его создания выступила Всемирная федерация сердца. ЮНЕСКО и ВОЗ поддержали инициативу. Сначала событие праздновали в последнее воскресенье сентября. А в 2011 году выбрали для этого определенную дату — 29 сентября. 

Целью учреждения праздника явилась необходимость донести до населения планеты информацию об опасности распространения сердечно-сосудистых заболеваний. День сердца призывает всех принимать профилактические меры для уменьшения риска их возникновения. Здесь играют важную роль многие аспекты. Это контроль употребления табака, ведение активного образа жизни, отказ от вредной пищи.

Учитель.

Сердце – самый работоспособный, продуктивный, функциональный и важный механизм в нашем организме. Сердцу даже ставят памятники. Так памятник сердцу украшает двор института сердца в Перми. 

3. Актуализация опорных знаний.

Используя таблицы и рисунки, повторим:

1. Из каких органов состоит система органов кровообращения. 
2. Назовите камеры сердца, их строение и функции. 
3. Строение и функции клапанов сердца. 
4. Работа сердца. 

Учитель физики. 

• Сердце

Сердце – главный орган системы кровообращения.

Какую массу имеет сердце? 
Предполагаемый ответ: сердце как орган имеет массу примерно 300 грамм, у взрослого человека 0,5% массы тела. 
– Где оно расположено? 
Предполагаемый ответ: за грудиной, 2/3 слева, 1/3 справа от нее. 

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.

ОПЫТ1 (опыт с насосом)

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

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

 Вспомним:

1. Какие Вы знаете сосуды? 
2. Сравните их строение.

Учитель физики.

Гидростатика- теория поведения неподвижной жидкости

Физприбор( сливной стакан)

Ученик.2 Давление, которое создаёт жидкость, находящаяся в равновесии при действии силы тяжести, называется гидростатическим. Гидростатическое давление определяется формулой «рожица». Увеличение давления с глубиной ощущают работающие под водой люди: водолазы, спортсмены, увлекающиеся подводным плаванием.

Учитель физики

Движение воды в реке, движение крови в кровеносных сосудах подчиняются законам гидродинамики

ОПЫТ2. Возьмём трубку переменного сечения с небольшими отверстиями в стенке, в которой вставлены открытые сверху измерительные трубки. Опыт показывает что в широких местах трубки давление больше, чем в узких.

Следовательно, можно сделать вывод:

При течении жидкости давление больше в тех местах, где меньше скорость течения, и, наоборот, меньше в тех местах, где скорость течения больше.

Эта зависимость была установлена Д. Бернулли.

Ученик3 Бернулли Даниил (1700-1782)- швейцарский физик, академик Петербургской академии наук с 1725 по 1733 г.г.

Чем быстрее движется жидкость, тем меньше давление внутри неё.

Учитель биологии

Теперь сравним скорость и давление крови в различных сосудах.

– Как эту зависимость можно объяснить? Анализируя 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 сечение 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).

Учитель физики. Мы знаем, что для измерения давления в жидкостях используют манометры.

Учитель биологии. Кровь движется по сосудам тоже под давлением. Для его измерения используют тонометр.

4 этап. Практически-ориентированный этап

Выполним практическую работу.

Цель: определить артериальное давление, систолический и минутный объем крови.

Ход работы:

1. Измерение давления тонометром (демонстрационное) 
2. Определение пульсового давления 
Рс – Рд = Рп 
3. Вычислим систолический объем крови (СО) 
СО = [(101 + 0,5Рп) – (0,6Рд)] – 0,6 х возраст 
4. Считаем пульс 
5. Вычисляем минутный объем крови 
МОК = СО 
Сравниваем полученные результаты со средними показателями.

Таблица «Средние показатели давления, систолического и минутного объема крови»

Вывод:

От степени сокращения сердца зависит объем выбрасываемой крови. Чем сильнее сокращение сердца, тем больше объем выбрасываемой крови, от систолического объема зависит минутный объем крови. Это является важнейшим показателем функционального состояния сердечно-сосудистой системы. 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. 

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.

Практическое задание: 

 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. Проделаем опыт: посчитайте свой пульс, затем сделайте 10 приседаний за 30 сек и снова посчитайте пульс. 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.

5 этап. Промежуточная рефлексия

1. Отличаются ли показатели кровяного давления на разных участках руки? Измерение артериального давления на разном расстоянии от сердца свидетельствует о различии показателей артериального давления. 

2. Итак, на примере системы органов кровообращения, мы с Вами убедились, что процессы, происходящие в организме человека, как и в других открытых системах, подчинены законам физики.

Домашнее задание: 

Выполнить практическую работу по определению своего артериального давления, систолического и минутного объема крови.

Заключение. 

 Учитель физики.

В ходе урока мы убедились, что процессы, происходящие в системе органов кровообращения, обусловлены законами физики. ( Закон Бернулли, закон Паскаля)

Учитель биологии. 

Роль сердца нельзя переоценить — это один из самых важных и требующих особой заботы органов! Именно сердце ответственно за доставку питательных веществ и кислорода в каждую клетку, за стабильную работу системы кровообращения, а значит, и всего организма. Каждый человек должен сохранить здоровье сердца, поддержать в соответствующем состоянии стенки сосудов. Всем известно, что занятия физкультурой и спортом оказывают положительное воздействие на организм. Берегите сердце, тренируйте его. Занимайтесь физическим трудом, физкультурой, спортом, и тогда сердце будет здоровым и крепким.

Сердце – это душа, настроение, взгляд,
Это ум, это мысль, это Света заряд;
Избегайте тоски и чрезмерных волнений!
Берегите сердца от любых поражений!