陶澤源 何 剛朱 薇倪 娟*
(1.云南師范大學生命科學學院 云南昆明 650500)
(2.云南大學附屬中學呈貢校區(qū) 云南昆明 650500)
“血液循環(huán)途徑”是人教版生物學七年級下冊第四章第三節(jié)“輸送血液的泵——心臟”中的內容?!读x務教育生物學課程標準(2022年版)》要求學生通過學習能夠“描述循環(huán)系統(tǒng)的構成和功能”。學生完成描述的前提是能夠理解相關知識,但是這部分內容比較抽象且復雜,是教學的難點。七年級學生正處于形象思維為主的階段,對于抽象的血液循環(huán)途徑理解起來比較困難。隨著信息技術的發(fā)展,大多數教師在教學時一般是采用圖解和多媒體演示,但是信息技術的手段依然無法代替教具帶給學生的興趣和直觀感受。教具不僅使抽象的知識形象化、具體化,其使用過程還能提高學生的動手能力和創(chuàng)新能力。筆者用一次性醫(yī)用輸液器和注射器設計了簡易的血液循環(huán)模型教具,將抽象的知識具體化、形象化。學生可以操作教具來觀察血液循環(huán)途徑,感受血液循環(huán)過程,加深對血液循環(huán)途徑的理解記憶。
一次性醫(yī)用輸液器(6套)、一次性醫(yī)用注射器(4只)、線路固定整理扣、剪刀、鑷子、紅墨水、藍色染色劑、紅色染色劑、漂白粉等。
用醫(yī)用注射器代表心臟的4個腔,推動注射器推桿,注射器中的活塞使針筒中的液體向針管方向移動,模擬心臟收縮擠壓血液的過程。一次性醫(yī)用輸液器中的流量控制器可以完全控制氣體和液體的進出,模擬房室瓣和控制液體流動的方向。在代表體循環(huán)的藥液過濾器中注入藍色染色劑,輸液管中的紅色墨水與藍色染色劑發(fā)生反應變成紫色液體,模擬體循環(huán)中動脈血變靜脈血的過程。在代表肺循環(huán)的藥液過濾器連接右心室的一側加入漂白粉,使液體中紫色褪去,在代表肺循環(huán)的藥液過濾器連接左心房的一側加入紅色染色劑,使紫色液體經過代表肺循環(huán)的藥液過濾器,變成紅色,模擬肺循環(huán)中靜脈血變動脈血的過程。
人體的心臟會不停地跳動,使血液不會逆流。在本模型中,用推動注射器的方式模仿心臟收縮的過程,將液體從注射器中擠壓進入輸液管中。輸液管內的液體在壓力的作用下使下一個注射器活塞后退,模擬心臟舒張的過程。為了使演示的液體循環(huán)方向和人體一致,在靜脈和右心房之間加入一個流量控制器1,右心室與肺動脈之間,加入流量控制器3,推動代表右心房的注射器1時,液體可以順利進入代表右心室的注射器2。
在肺靜脈與左心房之間加入一個流量控制器4,在左心室與動脈之間加入流量控制器6,使該模型在演示過程中,推動代表左心房的注射器3時,可以使液體在推力的作用下進入左心室。液體可以進入代表左心室的注射器4。
人體血液循環(huán)各結構與模型各構件對應關系見表1。
表1 人體血液循環(huán)各結構與模型各構件對應關系表
將一次性醫(yī)用輸液器的外包裝撕掉,標記需要用到的部分;用剪刀依次剪下一次性醫(yī)用輸液器中的藥液過濾器、流量控制器和三通管;設計血液循環(huán)模型模式圖,如圖1所示;在紙板上,測量距離,剪取合適的輸液管。將輸液管、藥液過濾器、流量控制器和三通管按模式圖連接,并用線路固定整理扣固定在紙板上。
圖1 血液循環(huán)模型模式圖
為了使觀察到的循環(huán)途徑更明顯,攻克教學難點,教師可以將血液循環(huán)中的體循環(huán)和肺循環(huán)分別進行演示。
在體循環(huán)演示中,將流量控制器2、流量控制器3、流量控制器4和流量控制器5全部關閉,使氣體和液體不能通過輸液管,將流量控制器1和流量控制器6打開,使液體能順利通過。在代表左心室的的注射器4中灌滿紅色液體,在代表體循環(huán)的藥液過濾器左側注入藍色染色劑。推動代表左心室的注射器4,可以看見紅色液體順著輸液管流動,在經過代表體循環(huán)的藥液過濾器時,因為紅色墨水與藍色染劑的混合,輸液管中的液體顏色由紅色變?yōu)樽仙?,最后使代表右心房的注射?推桿后退,匯入代表右心房的注射器1中,將整個體循環(huán)中的血液流動方向進行了可視化的呈現。關閉流量控制器1和流量控制器3,打開代表房室瓣的流量控制器2,推動代表右心房的注射器1,可使液體從右心房流向右心室。
在肺循環(huán)的演示中,關閉代表房室瓣的流量控制器2和流量控制器5,打開流量控制器3和流量控制器4,推動代表右心室的注射器2。液體經過代表肺循環(huán)的藥液過濾器,變成紅色。紅色液體在注射器推動的壓力下使左心房的注射器3活塞后退,液體進入左心房,完成一次肺循環(huán)。關閉流量控制器4和流量控制器6,打開流量控制器5,推動代表左心房的注射器3,可使液體流向代表左心室的注射器4,進而進入下一次體循環(huán)。
本教具原材料易得,且成本低廉,主要的制作材料是醫(yī)用輸液器和醫(yī)用注射器,均可以在藥店和網上購買。教具操作簡單,可拆卸和重復使用,可用作講解知識點的演示模型,幫助學生理解血液循環(huán)的抽象概念,提高學生對生物學的學習興趣;也可以用作課后復習,在學生學習完本節(jié)知識后,讓學生以小組為單位組裝模型,探究模擬血液循環(huán)途徑,在動手操作的過程中回憶血液循環(huán)過程,掌握知識點。
該模型存在一定局限,為了使血液循環(huán)途徑的演示更加清晰準確,需要用到多個流量控制器來防止在推動注射器時液體逆流。但該模型清晰直觀地表達出了血液循環(huán)的本質、血液循環(huán)流經的途徑和方向以及心臟各個結構在血液循環(huán)過程中的作用,有利于教師在教學中攻克難點,落實課程標準的要求。