“模拟膈肌的运动”演示实验装置的改进

合集下载

膈肌运动模拟实验报告

1. 通过模拟实验，了解膈肌的运动对呼吸过程的影响。

2. 掌握呼吸过程中肺内气压与外界大气压之间的关系。

3. 理解呼吸运动在人体生命活动中的重要性。

二、实验原理呼吸运动是人体生命活动的重要组成部分，主要由膈肌和肋间肌的收缩与舒张引起。

在呼吸过程中，膈肌的运动导致胸腔容积的变化，进而影响肺内气压，实现气体的进出。

三、实验材料1. 实验装置：模拟呼吸运动装置（包括可乐瓶、吸管、气球、橡皮膜等）。

2. 实验工具：刻度尺、秒表、记号笔等。

四、实验步骤1. 组装模拟呼吸运动装置，将可乐瓶底部切开，插入吸管，将吸管另一端连接到气球上，再将气球膜覆盖在瓶口处，模拟膈肌。

2. 将模拟呼吸运动装置放置在平稳的桌面上，记录初始状态下的气球体积和气压。

3. 吸气阶段：用手向下拉气球膜，模拟膈肌收缩，观察气球体积的变化，记录数据。

4. 呼气阶段：用手向上推气球膜，模拟膈肌舒张，观察气球体积的变化，记录数据。

5. 重复步骤3和4，进行多次实验，取平均值。

五、实验数据与分析1. 吸气阶段：实验数据表明，在膈肌收缩时，气球体积增大，肺内气压下降，低于外界大气压，气体进入肺内，完成吸气过程。

2. 呼气阶段：实验数据表明，在膈肌舒张时，气球体积减小，肺内气压上升，高于外界大气压，气体排出肺，完成呼气过程。

3. 实验结果表明，膈肌的运动与呼吸过程密切相关，是呼吸运动的重要动力。

1. 膈肌的收缩与舒张是呼吸运动的关键因素，直接影响肺内气压的变化。

2. 呼吸运动过程中，肺内气压与外界大气压之间存在一定的关系，即肺内气压低于外界大气压时，气体进入肺内；肺内气压高于外界大气压时，气体排出肺。

3. 呼吸运动在人体生命活动中具有重要意义，保障了人体氧气的供应和二氧化碳的排出。

七、实验注意事项1. 实验过程中，注意观察实验现象，及时记录数据。

2. 实验结束后，清理实验器材，保持实验环境的整洁。

3. 实验过程中，确保实验安全，避免发生意外。

八、实验总结本次实验通过模拟膈肌运动，直观地展示了呼吸运动的过程和原理。

模拟膈肌运动

模拟膈肌运动演示实验的改进罗卜田中学秦丽丽一、实验在教学中的地位和作用：人教版七年级下册第三章中的“模拟膈肌运动”演示实验，是为了探究胸腔容积的变化与呼吸的关系。

这部分内容往往是学生较难理解的地方，通过演示实验能使学生更容易理解“肺与外界气体交换”这一部分的内容。

二、原演示实验及不足之处：“模拟膈肌运动”教材上是用玻璃罩模拟胸廓，玻璃管模拟气管和支气管，气球代表肺，在玻璃罩下蒙上一层橡皮膜模拟膈。

演示时用手向上推橡皮膜，再放松橡皮膜，模拟膈肌的舒张与收缩，说明胸廓大小的变化及吸气和呼气动作。

不足之处：1、玻璃罩比较笨重，比较难找到这种上下都开口的大玻璃罩。

而且玻璃罩比较光滑，蒙橡皮膜时容易滑落。

2、实验只演示探究了膈肌的收缩与舒张使胸廓的上下径增大与缩小，从而导致了人体的吸气与呼气，并没有探究胸廓横向的扩张和收缩也会导致吸气与呼气。

三、实验创新与改进之处：1.将玻璃罩换成大可乐瓶子，2. 它们都是塑料制品，可以挤压，瓶内容积可以发生变化。

这样可以模拟胸廓横向扩张和收缩与呼吸的关系。

能更好反映人体的呼吸与胸廓的横向.上下径发生变化有关。

四、实验器材：大可乐瓶子，塑料吸管，橡皮塞，大小气球，小刀五、实验过程：1.做好实验装置。

将大号饮料瓶的底部剪掉一-个大气球剪成三段。

把底部部分套在塑料管上，并用橡皮圈固定；接着，在底部剪两个小孔，并在剪出的小孔插入废旧儿童水彩笔筒，用橡皮圈固定；然后，在水彩笔笔筒的另一端都用橡皮圈固定好一个红色小气球。

（3）将连接好的塑料管由果汁瓶内插入，用大气球的上段部分固定在瓶口，将瓶口密封；然后把一小片绒羽用细线系住，用透明胶固定在管口，使绒羽正对管口。

（4）另一个大气球从中间剪断，将下半部分橡胶膜用透明胶固定在果汁瓶的底部切口处。

（5）一只手用力向内压油桶底部的橡皮膜，另一只手打开果汁瓶口橡胶膜，排出密闭容器内的部分气体，使橡皮膜向内凹陷。

2.一手拿着模型，另一只手向上推橡皮膜，再放松橡皮膜。

模拟膈肌的运动实验说课

2.教学目标
知识方面--概述肺与外界气体的交换过程能力方面--通过实验操作培养学生的动手能力，观察能力情感态度价值观--认同实验装置，培养学生积极健康的生活态度
3.教学重难点
重点呼吸过程中肺内气压的变化；概述肺与外界气体的交换过程难点呼吸过程中肺内气压的变化
二、实验原理
肺富有弹性，当膈肌收缩时，膈顶下降，胸廓容积变大，肺扩张，肺内气压下降，外界气体吸入肺，是吸气过程。膈肌舒张，膈顶上升，胸廓容积缩小，肺回缩，肺内气压增大，气体被呼出，是呼气过程。从而得出胸廓容积的变化与呼吸运动的关系。
放松
再次感受自己的呼吸，结合实验总结呼吸全过程
吸气：膈肌收缩，位置下降，胸廓扩大，肺扩张，肺内气压减小，外界气体入肺。呼气：膈肌舒张，位置上升，胸廓缩小，肺缩小，肺内气压上升，气体出肺。
挤压瓶壁
向上推气球膜
放松放松
呼吸本质：呼吸肌收缩或者舒张，导致肺内容积的改变
六、总结板书
第二节发生在肺内的气体交换（第1课时）
人教版2012 七年级下册第四单元第三章第二节发生在肺内的气体交换
模拟膈肌的运动
蓬安县新园乡中心小学校
范会蓉
说课流程
一、教材二、实验原理三、实验原型四、实验改进及创新之处五、实验操作过程和分析六、总结板书七、教学反思评价
一、说教材
1.本实验在教材中的地位和作用
模拟膈肌的运动是七年级下册《生物学》第三章第二节：发生在肺内的气体交换中的一个演示实验。本节是这一章也是这一册的教学难点，尤其是肺与外界气体交换的原理比较抽象，学生难懂，又缺乏一定的主动性去亲自体验，通过这一实验，很直观的体现出肺与外界气体交换的原理是呼吸肌有规律的收缩和舒张使胸廓容积扩大和缩小。

创新实验：模拟膈肌的运动5

数据分析：通过软件对数据进行处理，得出结论
实验操作流程
准备实验器材：包括模拟膈肌运动的装置、传感器、数据
采集器等
安装实验装置：将模拟膈肌运动的装置放置在实验台上，连接传感器和
数据采集器
开始实验：通过控制膈肌运动的模拟装置，记录传感器数据，观察膈肌
运动的变化
数据处理：对采集的数据进行分析，绘制图表，得出实
制作过程中需确保模型的柔软性和弹性
完成制作后，进行测试和验证模型的可行性
连接传感器
将传感器连接到计算机上
打开膈肌运动模拟软件
按照软件提示进行操作
观察并记录实验数据
数据采集与处理
采集方法：使用传感器记录膈肌运动时的数据
数据类型：包括位移、速度、加速度等
处理方式：对采集到的数据进行滤波、分析、可视化等操作
橡胶材料：用于制作膈肌的边缘和连接处
泡沫板：用于支撑和固定膈肌模型
缝纫线和针：用于缝合材料
传感器
用于测量膈肌运动时的位移
变化
输出电信号，反映膈肌运动
状态
类型多样，包括电阻式、电
容式等
在实验中起到关键作用，确保数据的准确
性和可靠性
计算机及软件
计算机：用于模拟膈肌运动的三维模型建立和动画演示
验结果
04
实验结果Βιβλιοθήκη 数据记录与分析实验过程中记录了膈肌运动的各种数据，包括位移、速度、加速度等。对实验数据进行了详细的分析，包括数据分布、变化趋势等。通过数据对比，发现模拟结果与实际生理情况基本一致。根据数据分析结果，对膈肌运动机制有了更深入的理解。
模拟结果与实际膈肌运动的比较

生物人教版七年级下册模拟膈肌的运动

模拟膈肌的运动提出问题：肺与外界的气体交换是通过来实现的，在呼吸运动中，胸廓的变化与呼吸有什么关系呢？是由于胸廓扩大导致吸气，还是因为吸气后使胸廓扩大呢？一、实验目的1、学会制作膈肌运动模型2、通过模型理解肺与外界气体交换的过程和原理二、实验器材饮料瓶1个（500mL）、塑料管2根、大气球1个、红色小气球2个、透明胶、刀、萝卜块、玻璃棒、细线等三、实验原理当膈肌和肋间肌收缩，膈顶下降，胸廓容积变大，肺扩张，肺内气压减小，外界气体流入肺内，表示吸气；当膈肌和肋间肌舒张，膈顶上升，胸廓容积变小，肺缩小，肺内气压增大，肺内气体向外流出，表示呼气；即：由于胸廓扩大和缩小导致吸气和呼气。

四、实验步骤（制作膈肌运动模型）1. 观看视频学习模型的制作；注意事项（1）.制作Y型胶管（2）.将两个小气球固定在Y型胶管上，一起绑定；（3）用瓶口对准萝卜块，用力向下挤压，再用玻璃棒在中间穿一个孔。

（4）.将一个大气球剪掉一部分，固定在瓶子底部；2.制作好的模型如图（1）饮料瓶模拟（2）吸管模拟：气球模拟：气球膜模拟：五、实验演示及分析1.归纳2实验结论：.肺与外界气体交换的原理是呼吸肌有规律的收缩和舒张使胸廓容积和，从而实现吸气和呼气；即：由于胸廓扩大和缩小导致吸气和呼气。

六.表达与交流1.气球在什么情况下胀大，在什么情况下回缩？提示：膈肌向下运动，胸廓容积变大时，气球变大；膈肌向上运动，胸廓容积变小时，气球回缩变小；即气球的变化与胸廓内气压与外界气压差有关2.如果气球破损漏气，或者瓶口密封不严，结果会怎么样？提示：气球不会变大也不会缩小；原因是漏气后，瓶内外没有气压差3.除了饮料瓶、吸管之外你还能想出用其他的材料来制作膈肌运动模型吗？（课后思考）巩固拓展1.如图所示为人的膈肌收缩和舒张时在胸腔内的位置，下列有关叙述正确的是()A．从甲到乙时，膈肌收缩，呼气B．从乙到甲时，膈肌舒张，吸气C．呼气完成的瞬间，膈肌处于乙状态D．吸气开始的瞬间膈肌处于甲状态提示：从甲到乙时，膈肌收缩，胸廓容积变大，表示吸气，A错，从乙到甲时，膈肌舒张，胸廓容积变小表示呼气，B错，呼气完成的瞬间，膈肌应该处于上升到最高处，不是乙，C错，吸气开始的瞬间膈顶向下膈肌处于甲状态D对2.图为胸腔和肺的示意图，当肋间外肌和膈肌收缩时，图中三部位压力由小到大的顺序是()A．b＜c＜aB．a＜b＜cC．a＜c＜bD．c＜a＜b提示：当肋间外肌和膈肌收缩时，胸廓容积变大，肺内气压减小，外界大于肺内，所以选A3、下图为模拟人体膈肌运动的示意图，与图示表述相符合的是（）A、甲图演示吸气，膈肌收缩B、乙图演示吸气，膈肌舒张C、甲图演示吸气，膈肌舒张D、乙图演示吸气，膈肌收缩提示：甲图演示膈顶上升，气体外流，表示呼气，所以膈肌舒张，乙图演示膈顶下降，气体内流，表示吸气，膈肌收缩D正确。

模拟胸廓和膈肌的运动

模拟胸廓左右径的变化和膈肌的运动理生化组马永明改进教具目的：呼吸过程是七年级生物下册教学中的重点，也是难点。

呼吸过程分为两个阶段：第一阶段吸气由肋间肌的收缩是胸廓的左右径增大，同时膈肌收缩，膈顶下降是胸廓的上下径增大，胸廓的上下径左右径都增大，引起胸廓的体积增大，气压降低小于外界气压形成气压差，是气体由高气压流向低气压表现吸气。

肋间肌和膈肌反之变现为呼气。

呼吸的整个过程比较抽象，往往靠学生的预习，老师的课堂的讲解教学效果不是很好。

鉴于以上情况让课堂变得高效，我改进教材中模拟膈肌运动的演示实验，以下我从改进的教具的材料、制作过程、使用方法和原理、教具的改进之处优点和改进教具的不足之处等来作简述。

材料和用具：桶1个剪刀1把大气球1个小气球2个三通管1个透明胶带1卷制作过程：1、用剪刀剪掉饮料瓶的瓶底，用剪刀把瓶盖钻出孔，孔径大小比吸管管径略小点。

2、把一个气球用剪刀剪开，拉紧展平用透明胶带粘在瓶底。

（透明胶带多粘几次）3、吸管一端和三通管较长一端连接，吸管另一端通过瓶盖孔处用蜡密封。

4、三通管另外两端各系一个气球用透明胶带粘贴固定。

使用方法和原理：使用原理：三通管模拟气管支气管，气球模拟肺，橡皮膜模拟膈肌塑料瓶模拟胸廓。

使用方法：1、一手拿着模型，另一只手向上推橡皮膜，观察气球体积变小。

手放松橡皮膜观察气球体积变大。

（可以模拟膈肌运动引起胸廓的上下径的增大或小）2、一只手用手掌捂住瓶底，另一只手用力挤压塑料瓶身，观察气球体积变小，在松开塑料瓶身，观察气球体积变大。

（模拟胸廓左右径的增大或减小）3、一只手用挤压塑料瓶身，另一只手向上推橡皮膜（两手同时进行）观察气球体积变小，两手同时松开瓶身和橡皮膜，观察气球体积变大（同时模拟胸廓左右径的变化和膈肌运动引起胸廓上下径的变化）教具的改进优点：1教材演示实验无法模拟出胸廓左右径大小变化，通过改造教具用饮料瓶替代教材中的玻璃瓶，能很好的模拟出胸廓的左右径的变化。

模拟膈肌运动

演示实验“模拟膈肌的运动”实验用具的改进和创新
龙口市北马中学程一旋在学习吸气和呼气时，为了帮助学生克服难点，理解抽象的呼吸动作的原理，教材设计了演示实验《模拟膈肌的运动》，以下是该实验的模型：
其中，塑料管模拟气管和支气管；小气球模拟肺；玻璃瓶模拟胸廓；橡皮膜模拟膈肌。

存在的问题：实验室没有成品模型，只能自己制作，但没有瓶底的玻璃瓶是不易得到的用具，而且如果用橡皮膜的话，它是
平展的，不能展示膈肌的正常状态（顶部凸向上方）。

我们在制作模型的过程中，在老师的指点和帮助下，通过不断的探索和改进，终于设计出了更加合理的实验用具：碳素笔管模拟气管；空笔芯模拟支气管；玻璃瓶用矿泉水瓶代替，去掉底部，模拟胸廓；橡皮膜就可以用塑料膜剪掉口部的大气球代替，模拟膈肌。

当下拉大气球时，小气球就会鼓起，表示膈肌收缩时，气体进入肺完成吸气；
当把大气球顶起时，小气球会瘪下去，表示膈肌舒张时肺中气体排出完成呼气。

经过改进的模型，材料简便易取，能正确展示膈肌的正常状态。

这次的改造创新活动既让我们体会到了创新的快乐又体会到了“说起来容易做起来难”这句话的深刻含义。

当我们的模型在课堂上被演示时，取得了很好的效果，得到同学们的好评和老师们的认可，这给了我们很大的鼓舞和动力，我们要在以后的学习过程中继续努力创新，发展自我。

【初中生物】初中生物知识点：演示实验：模拟膈肌的运动

【初中生物】初中生物知识点：演示实验：模拟膈肌的运动实验目的：1. 解释肺通气的原理和过程2. 通过观察模型，培养学生的观察能力3. 结合呼吸作用的原理和过程，培养学生的分析，推理能力演示实验：原理：一个容器中的气体，在温度不变的情况下，如果气体的总量没有改变，当容器的容积增大时气体压力就小，容积缩小时气体压力就大，当气体压力低于外界压力时空气就会被吸入，当气体压力高于外界压力时空气就被压出。

介绍模型：橡皮膜代表膈，两个气球代表肺，玻璃瓶代表胸廓。

演示膈的运动：用手向下拉橡皮膜，使膈顶部下降，代表膈肌收缩，松开橡皮膜，使膈顶部回升，代表膈肌舒张。

归纳总结：膈肌收缩，膈顶部下降，使胸廓的上下径增大；膈肌舒张，膈顶部回升，使胸廓的上下径缩小。

相关初中生物知识点：呼吸系统的组成和功能呼吸系统：由呼吸道和肺组成。

呼吸系统具有适合与外界进行气体交换的结构和功能。

呼吸道：鼻、咽、喉、气管、支气管，是气体进出肺的通道。

呼吸道的作用：气体的通道，对吸入的气体进行处理，使肺部的气体温暖、湿润、清洁。

呼吸道的结构和功能：（1）鼻：鼻是呼吸道的起始部分。

鼻有骨和软骨做支架、鼻腔的前部生有鼻毛，有阻捎灰尘的作用。

鼻腔的内表面覆盖着黏膜，黏膜内含有丰富的毛细血管和黏液腺，黏液腺分泌黏液。

可以温暖和湿润吸入的空气。

感冒时鼻腔不通，这是鼻黏膜内的毛细血管肿胀，将鼻腔堵塞造成的。

（2）咽：自上而下与鼻腔、口腔、喉腔相通。

食物由口腔经咽再进入食道，吸入鼻腔的空气经过咽再进入气管。

可见，咽是食物和空气的共同通道。

（3）喉：既是呼吸通道，又是发声器官。

喉由多块软骨绀成，其中会厌软骨形似树叶，上宽下窄。

在做吞咽运动时，咽与喉上提，会厌软骨可掩盖喉口，防止食物进入喉腔。

呼吸时，会厌软骨像抬起的盖子，使空气畅通无阻。

有的人边吃饭边说笑，在咽时会厌软骨来不及盖下，食物进入气管，就会引起剧烈的咳嗽。

（4）气管和支气管：气管长10～12厘米，在食道的前面，气管下端分成两条支气管，气管和支气管的管壁中都排列着一些半环状的软骨，其有支架作用，且有弹性，使气管腔保持开放状态而管壁不致坍陷，从而保证气流畅通无阻。

膈肌运动与呼吸的关系演示实验模型改进及其操作

总第362期2021年5月膈肌运动与呼吸的关系演示实验模型改进及其操作赵宏武陆晓霞摘　要：膈肌运动与呼吸的关系演示实验的模型改进及其操作，客观、真实地呈现了膈肌运动与呼吸的关系。

将肺内气压变化转化为红墨水的移动，实验更直观，更利于重点、难点教学。

关键词：膈的运动；肺内气压变化；实验模型改进一、研究背景生物学是自然科学中一门以实验为基础的学科，是研究生命现象和生命活动规律的科学。

很多生物学原理、规律都是通过实验得出的。

2016年9月教育部发布的《中国学生发展核心素养》成果报告指出：以科学性、时代性和民族性为基本原则，以培养“全面发展的人”为核心。

而随后提出的生物学核心素养，主要包括生命观念、理性思维、科学探究和社会责任。

这些都充分说明实验在生物学教学中的重要意义。

《人体的呼吸》是《生物学(七年级下册)》中的重要一章。

在这一章中，膈肌运动与呼吸的关系的演示实验对学生理解本章的重点起着重要作用。

在实验装置中，教材用无底玻璃瓶代表胸廓，三叉玻璃管代表气管和支气管，两个气球代表肺，弹性橡皮膜代表膈肌，制作成膈肌运动与呼吸的关系模型，为很多师生所推崇，也给教学提供了极大的便利。

可惜在课堂教学中，由于操作上的错误以及模型上的缺陷，对学生理解其生命活动过程及其原理产生了一些不利影响。

张贤阴老师曾在《生物学通报》2002年第4期中指出了此演示实验的不足：由于代表膈肌的橡皮膜是平整地罩在瓶底，不论是向下拉橡皮膜，即“膈肌”舒张；还是橡皮膜回缩，即“膈肌”收缩，都与膈肌的真实生理形态大相径庭。

这样，就大大降低了模拟实验的模拟性，甚至因此使模拟实验得出错误的结论。

事实上，人体在平和呼吸时，肺内压始终低于大气压，称为胸内负压。

胸内负压是在出生以后发展起来的。

不论是吸气还是呼气，膈肌穹顶始终是向上凸起的，只不过是向上凸起的程度不同。

膈肌收缩时，穹顶变平，下移和稍向前运动。

平静吸气时，膈肌收缩，使穹顶下降约1.5 cm ，深吸气时，下降可达7 cm ，使胸廓的上下径增大。

改进实验：模拟膈肌的运动

四、实验现象及分析
1、向上推气球膜，气球变小。相当于膈肌舒张，膈顶上升，胸廓容积变小，肺收缩，肺内气压上升，气体出肺，这是呼气。
2、放松气球膜，气球变大。相当于膈肌收缩，膈顶下降，胸廓容积变大，肺扩张，肺内气压下降，气体入肺，这是吸气。
பைடு நூலகம்上推
放松
3、用手挤压瓶壁，气球变小。相当于肋间肌舒张，肋骨向下向内运动，胸廓前后径(或左右径）变短，胸廓容积变小，肺内气压上升，气体出肺，这是呼气。 4、放松，气球变大。相当于肋间肌收缩，肋骨向上向外运动，胸廓前后径（或左右径）变长。胸廓容积变大，肺内气压下降，气体入肺，这是吸气。
挤压
放松
二、实验原型及不足之处
实验原型：
1、玻璃罩模拟胸廓 2、Y型玻璃管模拟气管和支气管 3、气球模拟肺 4、橡皮膜模拟膈肌
不足之处：
1、带橡胶塞的无底玻璃罩难以找到。
2、玻璃罩是刚性物体，不能模拟胸廓前后、
左右径的变化与呼吸运动的关系。
3、玻璃罩壁很滑，不好固定橡皮膜，易滑落。
4、实验室的Y型玻璃管大而短，很难找到与
之匹配的玻璃罩。
三、实验改进之处及优点
改进之处：
1、用饮料瓶代替玻璃罩, 模拟胸廓 2、用输液管改装成一个Y型胶管代替 Y 型玻璃管, 模拟气管和支气管。 3、气球膜代替橡皮膜, 模拟膈肌
优点：
1、饮料瓶易改装，易固定橡皮膜，而且不会滑落，同时也解决材料难找的问题。 2、输液管易获取，也容易改装成Y型胶管，解决了Y型玻璃管与玻璃罩不匹配的问题 3、既能模拟膈肌的运动，还能模拟肋间肌的运动，且实验现象明显。 4、整个装置取材容易、轻巧、携带方便，学生课下也可独立完成。

模拟膈肌运动实验装置改进

1、玻璃罩模拟胸廓 2、Y型玻璃管模拟气管和支气管 3、气球模拟肺 4、橡皮膜模拟膈肌
1、带橡胶塞的无底玻璃罩难以找到。
2、玻璃罩是刚性物体，不能模拟胸廓前后、左右径的变化与呼气和吸气之间的关系。
3、玻璃罩壁很滑，不好固定橡皮膜，易滑落。
4、 Y型玻璃管在实验室难以找到。
创新之处： 1、用塑料杯代替玻璃罩。 2、用吸管改装成一个Y型管代替Y型玻璃管 3、气球膜代替橡皮膜 4、在吸管上用塑料袋膜绑成球状代替肺
3、器材在生活中容易获取，少，轻巧、携带方便。
塑料杯一个、红色塑料袋一个、气球一个、透明胶吸管3根（一大小）、剪刀、细线、
1、从红色塑料袋上剪下两个角。
2、将剪下的两个角分别绑在小吸管上，绑成球状。再将小吸管插入大吸管中，改装成一个Y型管。
3、用剪刀尖端在塑料杯底中央钻个小孔，刚好能插入 Y型管的另一端。然后在管口粘上塑料袋条，有助于更好的观察吸气和呼气。
改进后的装置： 1、一次性塑料杯模拟胸廓 2、Y型管模拟气管和支气管 3、保鲜膜模拟肺 4、气球膜模拟膈肌
1、吸管容易获取，也容易改装成Y型管，解决了 Y型玻璃管的问题。
2、塑料杯易改装，不要切，杯口平整、光滑，不会刺破气球膜，而且有杯边沿，易固定橡皮膜，不会滑落，同时也解决材料难找的问题。
1、所需实验器材少，在生活中容易获取，制作简单，学生可以独立完成。
2、实验成本低，绿色环保，无毒无污染；过程安全，无危险隐患。
3、变教师演示实验为学生动手操作实验。有助于学生掌握本节知识。
4、实验现象明显，能直观的表示胸廓容积的变化与呼吸运动的关系,让学生明白是因为：胸廓扩大（或缩小）导致吸气（呼气），而不是因为吸气（或呼气）后使胸廓扩大（缩小)。

最新创新实验：膈肌的运动教案

中学生物教师实验创新大赛实验课题名称：模拟膈肌的运动参赛教师：城步二中陈善龙一、实验在教材中所处的地位和作用模拟膈肌的运动是七年级下册《生物学》第三章第二节：发生在肺内的气体交换的一个演示实验。

本节是这一章也是这一册的教学难点，尤其是肺与外界气体交换的原理比较抽象，学生难懂。

通过这一模拟实验，很直观的体现出肺与外界气体交换的原理是呼吸肌有规律的收缩和舒张使胸廓容积扩大和缩小。

二、实验原型及不足之处实验原型：1、玻璃罩模拟胸廓2、Y型玻璃管模拟气管和支气管3、气球模拟肺4、橡皮膜模拟膈肌不足之处：1、带橡胶塞的无底玻璃罩难以找到。

2、玻璃罩是刚性物体，不能模拟胸廓前后、左右径的变化与呼气和吸气之间的关系。

3、玻璃罩壁很滑，不好固定橡皮膜，易滑落。

4、实验室的Y型玻璃管大而短，很难找到与之匹配的玻璃罩。

三、实验创新和改进之处创新之处：1、用饮料瓶代替玻璃罩2、用输液管改装成一个Y型胶管代替Y型玻璃管3、气球膜代替橡皮膜改进后的装置：1、饮料瓶模拟胸廓2、Y型胶管模拟气管和支气管3、小气球模拟肺4、气球膜模拟膈肌优点：1、饮料瓶易改装，易固定橡皮膜，而且不会滑落，同时也解决材料难找的问题。

2、输液管容易获取，也容易改装成Y型管，解决了Y型玻璃管与饮料瓶不匹配的问题。

3、整个装置取材容易、轻巧、携带方便。

四、实验原理肺富有弹性，当膈肌收缩时，膈顶下降，胸廓容积变大，肺扩张，肺内气压下降，外界气体吸入肺，是吸气过程。

膈肌舒张，膈顶上升，胸廓容积缩小，肺回缩，肺内气压增大，气体被呼出，是呼气过程。

从而得出胸廓容积的变化与呼吸运动的关系。

五、实验器材饮料瓶一个、大气球一个、小气球两个、小剪刀、细线、输液管一根六、实验步骤1、在饮料瓶靠近凹槽的地方将底部剪掉（保持切口平整和光滑，以免刺破气球膜），然后套上气球膜。

2、将输液管改装成一个Y型胶管，将分叉的两管分别插入气球内，用细线系紧。

3、用剪刀尖端在饮料瓶盖中央钻个小孔，刚好能插入Y型管的另一端，和气球一起塞入瓶内，盖好瓶盖。

模拟膈肌的运动

模拟膈肌的运动
周丽长顺县第二中学
• • • • • • •
一、本实验在教材中的地位和作用二、实验原理三、实验原型及不足之处四、实验的创新和改进之处五、实验操作六、实验现象及分析七、实验的优点
一、实验在教材中的地位和作用
• 模拟膈肌的运动是七年级下册《生物学》第三章第二节：发生在肺内的气体交换中的一个演示实验。本节是这一章也是这一册的教学难点，尤其是肺与外界气体交换的原理比较抽象，学生难懂，又缺乏一定的主动性去亲自体验，通过这一模拟实验，很直观的体现出肺与外界气体交换的原理是呼吸肌有规律的收缩和舒张使胸廓容积扩大和缩小。
不足之处：
• 1、带橡胶塞的无底玻璃罩难以找到。 • 2、玻璃罩是刚性物体，不能模拟胸廓前后、左右径的变化与呼吸运动的关系。 • 3、玻璃罩壁很滑，不好固定橡皮膜，易滑落。 • 4、实验室的Y型玻璃管大而短，很难找到与之匹配的玻璃罩。
四、实验的创新和改进之处
• 创新之处：
• 1、用塑料瓶代替玻璃罩 • 2、用吸管改装成一个Y型胶管代替Y型玻璃管 • 3、气球膜代替橡皮膜
二、实验原理
• 肺富有弹性，当膈肌收缩时，膈顶下降，胸廓容积变大，肺扩张，肺内气压下降，外界气体吸入肺，是吸气过程。 • 膈肌舒张，膈顶上升，胸廓容积缩小，肺回缩，肺内气压增大，气体被呼出，是呼气过程。从而得出胸廓容积的变化与呼吸运动的关系。
ห้องสมุดไป่ตู้
三、实验原型及不足之处
• • • • • • 实验原型： 1、玻璃罩模拟胸廓 2、Y型玻璃管模拟气管和支气管 3、气球模拟肺 4、橡皮膜模拟膈肌
六、实验现象及分析
• 1、向上推气球膜，气球变小。相当于膈肌舒张，膈顶上升，胸廓容积变小，肺内气压上升，气体出肺，这时呼气。 • 2、放松气球膜，气球变大。相当于膈肌收缩，膈顶下降，胸廓容积变大，肺内气压下降，气体入肺，这时吸气。上推放松

“模拟膈肌的运动”演示实验装置的改进

在人教版《生物》教材中设计有“模拟膈肌的运动”演示实验，该实验主要是为了说明膈肌收缩和舒张时肺的体积变化，装置如图1所示。

该装置通过将橡皮膜平铺、捆紧于广口瓶（无底）的底端使瓶内密闭，存在以下不足。

1.膈肌（橡皮膜）在人体自然状态时（舒张时）应呈向胸腔突起的穹隆状，而此装置在自然状态下呈水平状。

2.用手推橡皮膜和让其自动复原的过程中，学生会将橡皮膜自动复原误认为是膈肌的收缩过程，这恰好与膈肌的运动相反。

3.在自然状态下，瓶内气压等于外界环境气压，此时气球在瓶内是瘪的，当用手推橡皮膜时，瓶内气压增大，必定会挤压气球，但由于气球本来就是瘪的，所以缩小幅度小。

相反，当橡皮膜复原时，气球膨大幅度也小，演示效果不佳。

如何解决这些问题？笔者结合实验原理，联系实际情况，设计制作了如图2的装置，在演示教学过程中起到了良好的效果。

图2图1模拟膈肌的运动置的改进“模拟膈肌的运动”制作过程广口瓶（无底），三通管，橡皮条，小气球（两个），橡皮膜，细线若干。

2.方法步骤（1）在三通管下面的两个管口上连接两个小气球，并将橡皮条捆扎在三通管的交叉处支管上，橡皮条的另一端穿过橡皮膜的孔，在橡皮条的适当位置把橡皮膜孔捆扎好。

（2）将有孔橡皮塞塞进瓶口，将三通管从瓶底插入橡皮塞内。

（3）把橡皮膜捆扎于广口瓶的底端，从而使广口瓶密闭。

二、优点1.装置形象学生看到此实验装置时，很快就能知道各器具所代表的器官，更重要的是知道膈肌在体内所处位置及形态特点。

2.操作简便在讲解呼吸运动的过程中，只需向下拉橡皮条（如图4左），的过程：膈肌收缩，胸腔增大，外部气压大于胸腔气压，气球变大，代表肺吸气增大。

松开橡皮条时（如图4右）则体现了呼气过程：膈肌舒张，胸腔缩小，内部气压升高，外部气压小于胸腔气压，气球变小，代表肺呼气缩小。

3.现象明显使用改进后的装置演示膈肌运动实验时，由于肺（气球）的膨大、缩小幅度比改进前明显增大，所以更利于学生观察。

图3图4。

模拟膈肌的运动的改进实验说课稿课件人教版生物七年级下册

塑料瓶恢复，气球膨胀
大气压强>瓶内气体压强
气体流入
吸气
五、教学过程
肋间肌和膈肌收缩
膈顶下降
肺扩张
胸廓容积扩大
肺内气压减小
吸气
五、教学过程
肋间肌和膈肌舒张
膈顶上升
肺回缩
胸廓容积缩小
肺内气压增大
呼气
四、实验的创新拓展创新——探究吸烟对肺的影响
对照组
实验组
实验结论：吸烟对肺和呼吸道都有不利影响。
CONTENTS
6
教学反思
1
说教材
2
3
4
5
说学情教学目标实验的改进教学过程
教学反思
六、教学反思
I. 创新模型的使用突破了教学重难点，课堂效果较好，同时让学生亲身参与实验探究，让学生自我感知，学会分享与合作。
II. 取材容易，所需实验材料少，制作简单，学生可以独立在课后完成，让生物实验从实验室走向学生日常生活，即锻炼学生的动手操作能力，又培养学生节约资源的意识。
碎，存在安全隐患。
教材只模拟了膈肌的收缩变化，
没有呈现胸廓的立体变化。
四、实验的改进材料改进——生活材料助益教学
四、实验的改进
呼吸道胸廓肺
膈肌
四、实验的创新拓展创新——激活思维延伸课堂
探究吸烟对肺的影响
CONTENTS
5
教学过程
6
教学反思
1
说教材
2
说学情
3
4
教学目标实验的改进
四川省中小学生物实验创新说课比赛
模拟膈肌的运动的改进实验
2
CONTENTS

如图是模拟膈肌运动的实验装置及实...

7．如图是模拟膈肌运动的实验装置及实验过程，请回答：（1）图中气球模拟的是肺，橡皮膜模拟的是膈肌．（2）乙图代表吸气过程，此时膈肌收缩，膈顶部下降，胸廓的上下径增大．（3）若用此实验装置探究人体吸气和呼气的原理，则此实验装置还存在不足，因为它无法模拟胸廓前后径和左右径的变化．分析吸气时，膈肌与肋间肌收缩，引起胸腔前后、左右及上下径均增大，胸廓的容积扩大，肺随之扩张，造成肺内气压减小，小于外界大气压，外界气体进入肺内，形成主动的吸气运动；当膈肌和肋间外肌舒张时，肋骨与胸骨因本身重力及弹性而回位，结果胸廓容积缩小，肺也随之回缩，造成肺内气压大于外界气压，肺内气体排出肺，形成被动的呼气运动．图甲膈肌顶部升高，肺缩小，表示呼气，图乙膈肌顶部下降，肺扩张，表示吸气，据此解答．解答解：（1）图中，玻璃管代表的是气管，钟罩代表的是胸廓，小气球代表的是肺，橡皮膜代表的是膈肌．图甲代表的是呼气过程．在呼气时，由于膈肌舒张，使得胸廓回缩，肺随之缩小，肺内气压大于外界大气压，于是气体出肺．（2）吸气过程．吸气时，膈肌与肋间肌收缩，引起胸腔前后、左右及上下径均增大，胸廓的容积扩大，肺随之扩张，造成肺内气压减小，小于外界大气压，外界气体进入肺内，形成主动的吸气运动；当膈肌和肋间外肌舒张时，肋骨与胸骨因本身重力及弹性而回位，结果胸廓容积缩小，肺也随之回缩，造成肺内气压大于外界气压，肺内气体排出肺，形成被动的呼气运动．图甲膈肌顶部升高，肺缩小，表示呼气，图乙膈肌顶部下降，肺扩张，表示吸气．（3）图中A膈肌顶部升高，肺缩小，表示呼气，图中B膈肌顶部下降，肺扩张，表示吸气．此实验装置还存在不足，因为它无法模拟胸廓前后径和左右径的变化．故答案为：（1）肺；膈肌；（2）吸气；收缩；下降；上下；（3）前后；左右．点评解答此类题目的关键是掌握吸气呼吸时膈肌胸廓肺的状态．。

膈肌运动实验报告

一、实验目的1. 了解膈肌在呼吸过程中的作用。

2. 观察和分析膈肌运动与呼吸之间的关系。

3. 掌握呼吸运动的生理机制。

二、实验器材1. 带盖的饮料瓶2. 吸管3. 大小气球各一个4. 万能胶5. 线6. 剪刀7. 锥子三、实验步骤1. 将饮料瓶洗净，用锥子在瓶盖中心钻一个小孔，将吸管插入孔中，确保吸管可以自由伸缩。

2. 用剪刀将大小气球各剪成两个小气球，用万能胶将其中一个气球粘贴在饮料瓶的底部，作为模拟膈肌的装置。

3. 将另一个气球粘贴在吸管的一端，作为模拟肺部的装置。

4. 将线穿过瓶盖，将瓶盖固定在桌面上。

5. 将吸管插入模拟膈肌的气球中，调整吸管长度，使模拟膈肌与模拟肺部的气球相连。

四、实验现象与结论1. 吸气时：当用嘴吹气进入模拟膈肌的气球时，模拟膈肌气球膨胀，模拟肺部的气球也随着膨胀。

此时，模拟膈肌的气球与模拟肺部的气球之间形成压力差，使得模拟肺部的气球内的气体压力低于外界大气压，外界气体进入模拟肺部的气球，形成吸气运动。

2. 呼气时：当用嘴吸气，使模拟膈肌的气球内气体压力降低时，模拟膈肌气球收缩，模拟肺部的气球也随之收缩。

此时，模拟肺部的气球内的气体压力高于外界大气压，肺内气体排出，形成呼气运动。

五、实验分析与讨论1. 膈肌在呼吸过程中的作用：膈肌是人体重要的呼吸肌，其收缩和舒张导致胸腔容积的变化，进而引起肺的扩张和回缩，实现呼吸运动。

2. 膈肌运动与呼吸之间的关系：吸气时，膈肌收缩，膈顶部下降，胸腔容积增大，肺随之扩张；呼气时，膈肌舒张，膈顶部上升，胸腔容积减小，肺随之回缩。

3. 呼吸运动的生理机制：呼吸运动是由于呼吸肌的收缩和舒张，造成胸腔容积的变化，使肺内与外界之间存在压力差，从而实现肺的通气。

六、实验总结通过本次实验，我们了解了膈肌在呼吸过程中的作用，观察到了膈肌运动与呼吸之间的关系，并掌握了呼吸运动的生理机制。

实验结果表明，膈肌运动与呼吸运动密切相关，呼吸运动是人体重要的生理功能之一。

创新成果(中学组) - K0115_“模拟膈肌的运动”简易模型_论文

膈肌的运动与呼吸的关系呼吸运动是一种节律性的活动，其深度和频率随体内、外环境条件的改变而改变例如劳动或运动时，代谢增强，呼吸加深加快，肺通气量增大，摄取更多的O2，排出更多的CO2，以与代谢水平相适应。

呼吸为什么能有节律地进行？呼吸的浓度和频率又如何能随内、外环境条件而改变？下面我们通过教材中的演示实验操作制作的模拟简易装置来说明一下。

人教版七年级生物下册P46第三章第二节《发生在肺内的气体交换》中的演示实验，需要用玻璃罩模拟胸廓，玻璃管模拟气管、支气管，气球模拟肺，橡皮膜模拟膈。

实验过程中，一手拿着模型，另一只手向上推橡皮膜，再放松橡皮膜。

课本中的实验模型材料在平时比较难弄到，而且制作比较困难，还有在学校的实验室里这样的模型数量是比较少的，达不到一人一个或两人一个。

为了解决这些问题，我们对这个实验进行了总结改进，进而制作成这个“模拟膈肌的运动”简易模型，用于演示初中七年级呼吸时膈肌的运动情况。

对这个“模拟膈肌的运动”简易模型，作以下的简单说明：一、用途：“模拟膈肌的运动”简易模型是根据初中课本生物实验总结改进而制作的，演示初中初中七年级呼吸时膈肌的运动情况。

二、“模拟膈肌的运动”简易模型科学原理：应用物理学上的大气压压强原理：肺部吸气时，膈肌收缩，膈顶部下降；肺部呼气时，膈肌舒张，膈顶部上升。

三、“模拟膈肌的运动”简易模型的制用过程：1．用剪刀将饮料瓶底部剪掉；2．将吸管的一端绑上小气球；3．用锥子将瓶盖捅开一个大小合适的孔，将吸管另一端从瓶底穿出瓶盖，用万能胶将吸管与瓶盖密封固定；4．将塑料膜剪开，将其平展地绑在瓶底部。

四、“模拟膈肌的运动”简易模型的使用方法：使用时，用打气筒对着吸管打气，即可见到模拟膈肌的运动。

五、“模拟膈肌的运动”简易模型的优点：①当用打气筒向模型内打气时，气球就会吸气胀大，胀大的气球底部会引起塑料薄膜向下凸起，这样就能显示出膈顶部下降的过程；当打气完后，气球就会放气缩小，缩小的气球底部会引起塑料薄膜向上凸起，这样就能显示出膈顶部上升的过程。