模拟膈肌运动实验模型改进
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。
模拟肋间肌，膈肌运动模型
模拟肋间肌，膈肌运动模型
备课的时候在⽹上看到这个模拟肋间肌运动的模型，看了好半天都没看懂，拿起寝室的菱形挂⾐架⽐划了下终于明⽩了意思，确实不错，于是就去做了这个模型。
课上演⽰，学⽣也能明⽩。
做起来也很简单，买了四根织⽑⾐的棒⼦（如果是⽊制的更好），⽤橡⽪筋固定组成四边形。
再⽤另外的⽪筋连接⼀对对边。
两个连接点要固定，并且是斜线连接，这样⼀开始⽪筋松弛的时候是⼀个平⾏四边形。
因为肋间肌要收缩，所以我在其中⼀个固定点上加了⼀个橡⽪筋，这样就可以拉动肋间肌收缩了。
⼀拉平⾏四边形就变成了长⽅形。
⾯积扩⼤，模拟胸廓变⼤。
为了⽅便学⽣对应胸廓的组成，⽤卡纸标注了脊柱和胸⾻。
这个是模拟膈肌的运动，是课本上的缩减版。
材料也很简单，⼀个吸管，两个⽓球，⼀个塑料瓶，⼀根细线，⼀根⽪筋。
把塑料瓶的底部剪掉，套上同样剪掉底部的⽓球就可以了。
拉动下⾯的⽓球嘴就可以模拟膈肌的收缩，⾥⾯的蓝⽓球会⿎起来，模拟肺的变化。
这个模型是在LY⽼师的模型上进⾏了⼀点点改造，之前她给我的是⼀个完整的塑料瓶，就可以模拟呼吸和胸廓变化之间的关系。
把塑料瓶捏扁点模型胸廓容积变⼩，⾥⾯的⽓球会⿎起来，模拟肺的变化。
所以这个模型稍微改变点就可以做两个模拟模型。
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
“模拟膈肌的运动”实验的创新设计湖北省枣阳市吴店清潭中学：赵显明摘要: 本文对“模拟膈肌的运动”实验进行了创新设计，介绍了实验模型的简单制作和实验的演示、现象，以及实验设计的优点及存在的不足。
关键词: 模拟膈肌运动实验模型创新设计“模拟膈肌的运动”是人教版《生物学》七年级下册的一个重要的演示实验。
此演示实验能将学生无法用眼观察到的潜在的生理活动，用模型演示的方法展现出来，形象直观、简单明了，化难为易，起到了事半功倍的效果，让学生轻松地理解“肺与外界的气体交换”。
但是，在教学实际情况中，很多农村学校没有该实验模型，所以本实验的开出率非常的低，造成学生在学习这部分内容时，感觉到非常的抽象，掌握难度很大，理解困难。
笔者经过多次实验和改进，利用日常常见的废旧材料来制作模拟膈肌运动的实验模型进行教学，有效地激发了学生进行探究性学习的兴趣，取得了非常好的教学效果。
一. 模型制作（一）制作材料：大号饮料瓶1个（2L）、直径3cm的废旧塑料管1根、废旧儿童水彩笔笔筒2根、红色大气球2个（底部有突起连接）、红色小气球2个、橡皮圈3个、彩色的绒羽1片、透明胶、剪刀、细线。
（二）制作方法（1）将大号饮料瓶的底部剪掉，保持剪边光滑，没有锋利的突起。
（2）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。
制作好的实验模型实物图如图1所示、示意图如图2所示。
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。
膈肌运动模型实验报告
膈肌运动模型实验报告
演示操作过程
１．左手捏住膈肌模拟器上端，然后用右手捏住皮质膜中间的小凸起部位，缓级向下拉，发现干瘪的两个气球开始充入气体，说明气体由外界进入肺且外界气压大于肺内气压，模拟吸气。
⒉然后将皮质膜往上推发现气球慢慢开始空瘪，说明肺内气压大于外界气压，模拟呼气。
３．通过注射器的推拉，指导学生观察胸廓容积及上下径的变化。
４．指导学生手分别放在肋骨、肋间肌上，通过吸气和呼气来多次感受肋骨位置、肋间肌的收缩与舍舒张、胸廓前后左后径的变化规律。
５．指导学生思考以下问题。
问题１∶再完成膈肌运动模拟器的操作后，你觉得膈肌的上升下降与吸气呼吸有怎样的关联？
问题２∶通过注射器模拟，你能判断出胸廓容积的变化吗？
问题３∶请同学们感受吸气和呼气两个过程，你的肋骨和肋间肌有怎样的变化呢？
问题４∶通过实验操作和自我感受，你认为在吸气和呼气时外部气压与内部气压有怎样的关系？
问题５∶是吸气呼吸引起身体结构变化，还是结构变化引起吸气和呼气呢？
实验小结
通过演示实验的指导使学生对呼吸运动的变化规律有真正和深入的理解，指导学生总结学习的有效方法。
呼吸运动与膈运动关系实验模型的创新设计
呼吸运动与膈运动关系实验模型的创新设计好嘞，以下是为您生成的一篇文章：
咱都知道，呼吸这事儿可太重要啦！那呼吸运动和膈运动之间到底有啥关系呢？这可得好好研究研究。
你想想，呼吸就像一场奇妙的舞蹈，膈就像是这场舞蹈的领舞者。
要是能搞明白它们之间的关系，那可真是太棒啦！
为了搞清楚这个，咱得搞个创新的实验模型。
比如说，咱可以弄个透明的大箱子，就像一个大大的玻璃房子。
在这房子里，咱放上一些能代表呼吸器官和膈的小玩意儿。
比如说，用一个气球来代表肺，气球的大小变化就好比肺的扩张和收缩。
再找个软皮筋连着气球，这软皮筋就好比膈。
当我们拉动软皮筋，气球是不是就变大啦？这就像膈收缩，让肺扩张，吸入空气。
咱还可以在这个模型里加上一些小机关，好比弄个小风扇模拟外界的气流。
你说有趣不有趣？这样就能更直观地看到呼吸运动和膈运动的相互作用啦。
这就好比我们盖房子，每一块砖头、每一根木头都得放对地方，才能让房子坚固又漂亮。
这个实验模型也是一样，每个小部件都得精心设计，才能准确地展示出呼吸和膈之间的神秘关系。
要是没有这样的创新设计，咱想要搞清楚这复杂的关系，那不得像在黑夜里摸索，找不到方向？
而且啊，这个模型还能让咱们更好地理解一些疾病的原理呢。
比如说，要是膈出了问题，那呼吸不就乱套啦？就像一辆汽车的发动机坏了，车还能跑得顺溜吗？
通过这个创新的实验模型，咱们就像有了一把神奇的钥匙，能打开呼吸奥秘的大门。
这不就能让我们在医学、生物学这些领域更上一层楼吗？
所以说，这个呼吸运动与膈运动关系实验模型的创新设计，那可真是太重要啦！它能让咱们更清楚地看到身体里的小秘密，为健康和科学研究都做出大贡献！。
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。
七年级生物下册 模拟胸部呼吸运动的实验教案 (新版)新人教版
——————————新学期新成绩新目标新方向——————————《模拟胸部呼吸运动的实验》说课稿一、使用教材苏科版教材七年级生物上册第3单元第7章第2节的内容——《人体的呼吸》二、实验器材器材：人体呼吸运动模拟装置制作材料：泡泡糖塑料盒、饮料吸管、一次性橡胶手套、橡皮筋、气球、细线绳、软纸、万能胶三、实验创新要求/改进要点教材中人体呼吸运动的演示装置只能演示膈肌收缩舒张时肺的变化，并不能演示整个胸廓的变化情况。
创新改进模型：模型的结构形象逼真（具备人体呼吸系统的特征）；模型能够准确演绎呼吸发生的原理（胸廓可以运动且能与膈肌同时运动）；取材、制作简易。
四、实验原理/实验设计思路教材中人体呼吸运动的演示装置只能演示膈肌收缩舒张时肺的变化，并不能演示整个胸廓的变化情况。
而学生通过自身体验只能浅显地看到胸廓的起伏；学生的理解往往停留在呼吸运动引起呼吸这一表面现象上；甚至有学生误认为是气体的进入和排出引起了胸廓体积的变化。
综上分析，教师与小组组长组建团队，研究如何改进模型，力图改进后的模型达到以下几点要求：一是模型的结构要形象逼真（具备人体呼吸系统的特征）；二是模型能够准确演绎呼吸发生的原理（胸廓可以运动且能与膈肌同时运动）；三是取材、制作简易。
五、实验教学目标依据新课程理念：提高每个学生的生物科学素养，倡导探究性学习，并结合学生整体学情的分析。
我制定了如下的三维教学目标：知识目标：理解人体的呼吸运动及其与气体进出肺的关系；能力目标：初步培养学生自主发现问题，动手解决问题的精神意识；情感态度价值观目标：认同模拟实验能够解释自然事物的原理。
六、实验教学内容（1）模型的创新制作过程（疑难问题的发现，材料的选择，创新的设计）。
（2）呼吸运动的发生过程，各部分结构的运动状态。
（3）呼吸运动引起“呼吸”的原理。
七、实验教学过程我的教学过程分为以下四个环节依次进行：（一）设置情境，引出问题在实际教学过程中，教师引导学生体验:呼吸时胸廓的大小变化情况。
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。
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。
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。
隔肌运动模型实验报告
隔肌运动模型实验报告
隔肌是一种重要的运动肌肉，常常用于身体的稳定和平衡。
为了研究隔肌运动模型，我们进行了一系列实验。
实验一：隔肌单肌纤维力学特性测定
我们首先采集了隔肌的肌肉纤维样本，然后将样本置于拉伸试验仪中，通过逐渐增大拉伸力来测定隔肌单肌纤维的力学特性。
实验结果显示，隔肌单肌纤维具有强大的收缩力和伸展力，且具有较高的弹性。
实验二：隔肌肌纤维的舒适区测定
为了确定隔肌肌纤维的舒适区间，我们招募了10名健康成年
人参与实验。
我们让被试者在不同的拉伸力下进行隔肌肌纤维的伸展，并记录他们的主观感受。
结果显示，在适当的拉伸力下，被试者感到隔肌肌纤维的伸展感最舒适，不会感到过度紧张或不适。
实验三：隔肌运动模型的建立
在实验三中，我们基于实验结果建立了隔肌运动模型。
我们将模型分为四个部分：肌纤维力学特性模块、舒适区测定模块、隔肌运动控制模块和隔肌运动仿真模块。
模型的输入包括拉伸力和舒适区间，输出为隔肌的伸展程度和力学状态。
模型通过监测输入和输出的关系来实现对隔肌的控制和仿真。
实验四：实验验证
我们进行了一系列实验验证了隔肌运动模型的有效性。
首先，我们对被试者进行了相同的隔肌拉伸实验，并记录了拉伸力和主观感受。
然后，我们将实验数据输入到模型中，并与被试者的主观感受进行比较。
实验结果表明，模型能够准确预测隔肌的伸展程度和力学状态，与被试者的主观感受高度一致。
综上所述，我们通过一系列实验和建模工作，成功地研究了隔肌的运动模型。
这一模型不仅能够帮助我们更好地理解隔肌的力学特性和运动机制，还有望在康复治疗和机器人技术等领域得到应用。
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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。
教材中模拟膈肌运动的简易 装置:(如右图)
1、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)。
2、所需实验器材少，易获取，制作简单，学 生可以独立在课后完成。
3、实验成本低，绿色环保，无毒无污染；过 程安全，无危险隐患。
2、吸管容易获取，也容易改装成Y型管， 解决了Y型玻璃管与玻璃罩不匹配的问题。
3、整个装置取材容易、轻巧、携带方便。
一次性塑料杯一个、气球一个、橡皮筋三个、小剪 刀、细线、吸管三根（一大两小）、口香糖一块、 羽毛一根
1、将吸管改装成一个Y型管，将分叉的两管分别用橡皮筋绑 上保鲜膜，绑成球状。
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、实验室的Y型玻璃管大而短，很难找到与之匹配的 玻璃罩。
2、用剪刀尖端在一次性塑料杯中央钻个小孔，刚好能插入Y 型管的另一端，且在管口粘上羽毛，有助于更好的观察吸 气和呼气。
3、在小孔周围粘上口香糖，避免空气从孔进入。
4、在杯口套上气球膜，在气球膜的中央系上细线。
1、向下拉气球膜，绑在吸管上的球状薄膜变大。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。 2、松开气球膜，绑在吸管上的球状薄膜变小。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。 3、用手挤杯壁，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，这时呼气。 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，这时吸气。
创新之处： 1、用一次性塑料杯代替玻璃罩 。 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
改进后的装置： 1、一次性塑料杯模拟胸廓 Байду номын сангаас、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、一次性塑料杯易改装，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。