Биомеханические модели на уроках окружающего мира на уровне начального общего образования (из опыта работы)

Биомеханические модели на уроках окружающего мира в начальной школе.

(из опыта работы)

Мельникова Т.Н.,

учитель начальных классов,

МАОУ СОШ №36

Модель Дондерса можно использовать на уроках по окружающему миру в начальной школе и биологии при изучении темы: «Дыхание». Действие модели показывает механизм вдоха и выдоха, который происходит в организме человека.

Учитель может дать задание ученикам, выполнить модель легкого, как дополнительное творческое задание на оценку. Оно не требует больших денежных затрат и не требует подбора особого материала, а также выполняется за короткий промежуток времени.

Вторая модель показывает строение и работу коленного сустава, объясняет механизмы движения мышц и связок - это поможет усвоить знания об опорно-двигательной системе нашего организма, а ещё, эта модель продемонстрирует всю сложность процесса движения и заставит задуматься о сохранении здоровых коленных суставов и всего организма в целом.

II.1. Модель Дондерса

В школе на уроках окружающего мира изучаются органы дыхательной системы и механизм вдоха и выдоха человека. Можно учителю самому изготовить действующую модель лёгкого, чтобы можно было продемонстрировать, как работает орган дыхания человека.

Органы дыхания имеют физиологическое значение. С их помощью в организм поступает кислород, необходимый для процессов окисления, и выделяется диоксид углерода, являющийся конечным продуктом обменных процессов организма. Лёгкие — орган газообмена дыхательной системы. Это парный орган, образованный мельчайшими альвеолами. Бронхи представляют собой трубки. Лёгкие состоят из множества маленьких пузырьков. Легкие занимают все свободное пространство грудной полости. Обмен газов между организмом и внешней средой осуществляется благодаря постоянной циркуляции воздуха через дыхательные пути и легкие. В основе этой циркуляции лежат ритмичные дыхательные движения, обеспечиваемые сокращением и расслаблением межреберных дыхательных мышц и диафрагмы и состоящие из двух фаз: вдоха и выдоха. При вдохе происходит сокращение дыхательных мышц и диафрагмы, увеличение объема грудной полости и соответственно увеличение объема легких. В результате давление в легких становится меньше атмосферного, и воздух устремляется в легкие. Механизм выдоха, осуществляемый в покое, протекает пассивно. При расслаблении дыхательных мышц происходит уменьшение объема грудной клетки и легких, и воздух выходит наружу.

При объяснении этой темы учитель может показать учащимся модель легкого Дондерса.Франц Корнелиусна основе своей модели показывал студентам механизм вдоха и выдоха. Модель Дондерса представляет собой стеклянную бутыль с резиновым дном. Верхнее отверстие бутыли закрыто пробкой, через которую пропущена стеклянная трубка. На конце трубки, помещающемся внутри бутыли, укрепляется трахея с бронхами и легкими, вырезанными у небольшого по размерам животного (крысы и кролика); через наружный конец трубки полость легких сообщается с атмосферным воздухом.

Если оттянуть резиновое дно бутыли книзу, то объем ее увеличится и давление в ней станет ниже атмосферного. Это вызывает растяжение легочной ткани, и атмосферный воздух начнет поступать внутрь лёгких.

Для изготовления модели необходимы: пластиковая бутылка, трубка от коктейлей, нитки, три воздушных шарика, клей, ножницы.

Выполнение модели:

1. Создаём трахеи из трубочек. Берём трубочку, отрезаем нужную длину. Это будет аналог трахеи – части дыхательного пути, расположенной между гортанью и лёгкими. Отрезаем от трубочки ещё по 5 сантиметров и делаем две маленькие трубочки. Отрезаем у них косой край и склеиваем все трубочки, чтобы получилась рогатка.

2. Делаем лёгкие из шариков. Берём два шарика, отрезаем у них верхнюю часть и прикрепляем к трубочкам с помощью ниток.

3.Конструируем грудную клетку. Отрезаем дно от бутылки. Отрезаем верхнюю часть от шарика, а оставшуюся часть натягиваем на открытую часть бутылки и закрепляем её нитками.

4.Собираем макет и тестируем. В крышке бутылки просверливаем отверстие. Вставляем в крышку один конец трубки, а остальные два вставляем в бутылку с донышком из шарика. Закрываем крышку и обмазываем её клеем, чтобы воздух не попадал внутрь бутылки через щели. Модель изготовлена, можно продемонстрировать, её работу. Для этого надо потянуть за шарик-диафрагму вниз. Когда оболочка растягивается, давление в бутылке уменьшается, и маленькие шарики надуваются – это вдох. И напротив, ослабляя оболочку диафрагму, давление заставляет шарики выпустить воздух. Это выдох. Наблюдая за действием модели, можно понять, как работает искусственное легкое. Легкие человека работают по такому же принципу. Бутылка символизирует прочную грудную клетку. Оболочка-это диафрагма, а маленький, прикрепленный внутри шарик-это легкие.

2.2. Модель коленного сустава

При изучении тем по окружающему миру, связанных со строением тела человека, можно сделать модель коленного сустава, чтобы продемонстрировать, как происходит один из важнейших процессов нашего организма – движение, а точнее механизм сгибания и разгибания ноги в коленном суставе. Коленный сустав, является самым большим и вместе с тем наиболее сложным из всех сочленений. Коленный сустав формируется тремя костями. Две длинные – трубчатые большая берцовая и бедренная. Третья – надколенник (коленная чашечка).

Функция хрящевой ткани – амортизация ударной нагрузки, уменьшении силы трения при движениях. Она необходима там, где две костные поверхности трутся друг о друга. В коленном суставе он покрывает концы бедренной и большеберцовой кости и поверхность надколенника. Плотные образования, фиксирующие концы костей, называются связками.

Основная задача мышц — управлять костями, приводя их в действие. В выполнении человеком любого движения принимают участие две группы противоположно действующих мышц: сгибатели и разгибатели суставов. Сгибание в суставе осуществляется при сокращении мышц-сгибателей и одновременном расслаблении мышц-разгибателей. Мышц, участвующих в работе коленного сустава много, но одна из самых главных, участвующая в сгибании коленного сустава это - двуглавая мышца бедра, а разгибание обеспечивается благодаря прямой мышце бедра.

Для изготовления модели необходимы:две палочки, гвозди,пластилин, бельевые резинки двух видов и цветов.

Выполнение модели:

1. Создание основы костей. Берём бамбуковую удочку и выпиливаем из неё две палочки длиной 25см. Скрепляем их между собой с помощью резинки.

2. Создание костей. На палочки наносим скульптурный пластилин, придавая ему форму коленного сустава.

3. Создание связок и мышц. Берём резинки двух видов: толстую и тонкую. Отрезаем нужное количество тонкой резинки, соединяем её в пучок – это мышцы. Прикрепляем края тонкой резинки к толстой с помощью клея – это связки. К связкам пришиваем крючок для удобного соединения с костью.

4. Собираем макет и тестируем. Прикрепляем с помощью металлических крючков( мы их вставили в пластилин) связки к костям.В выполнении человеком любого движения принимают участие две группы противоположно действующих мышц: сгибатели и разгибатели суставов. Сгибание в суставе осуществляется при сокращении мышц-сгибателей и одновременном расслаблении мышц-разгибателей. При натяжении ( сокращении) двуглавой мышцы поднимается большая берцовая кость, а прямая мышца расслабляется – колено сгибается.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Модель Дондерса

Модель коленного сустава