Интегрированный урок по биологии "Газообмен в легких и тканях.Дыхательные движения"

Интегрированный урок биологии

Тема.

Газообмен в лёгких и тканях. Дыхательные движения.

Пояснительная записка

Интегрированный урок биологии «Газообмен в лёгких и тканях. Дыхательные движения»  предназначен для обучающихся 8-х классов МКШ занимающихся по учебнику Н.И. Сонина, М.Р. Сапина. Данная методическая разработка урока направлена показать, что и в условиях МКШ возможно полноценно  решать  важнейшие задачи современной системы общего образования:

• формирование личности с новым образом научного миропонимания и развитие у неё естественнонаучного мышления;
•  формирова­ние у учащихся навыков самостоятельного приобретения знаний.  

В основе решения первой задачи лежит важнейший принцип обучения в современной школе -  интеграция. На данном уроке в основе интеграции лежат предметные области: биология, химия, физика, экология.

            Успех в формировании единой системы научных знаний о живой и неживой природе становиться возможным, если обучение ведется во взаимосвязи и взаимодействии предметов.

            При реализации межпредметных связей у учащихся формируются умения устанавливать и усваивать связи между  предметами, осуществлять перенос и синтез знаний из смежных предметов, что, в свою очередь, способствует усилению взаимодействия индукции и дедукции, анализа и синтеза, обобщения и конкретизации в познании, а также развитию эвристических методов обучения.

Межпредметные связи выполняют в обучении биологии ряд функций.

            Методологическая функция выражена в том, что только на их основе возможно формирование у учащихся диалектико-материалистических взглядов на природу, современных представлений о её целостности и развитии, поскольку межпредметные связи способствуют отражению в обучении методологии современного естествознания, которое развивается по линии интеграции идей и методов с позиций системного подхода к познанию природы.

            Образовательная функция межпредметных связей состоит в том, что с их помощью учитель формирует такие качества знаний учащихся, как системность, глубина, осознанность, гибкость. Межпредметные связи выступают как средство развития биологических понятий, способствуют усвоению связей между ними и общими естественнонаучными понятиями.

            Развивающая функция межпредметных связей определяется их ролью в развитии системного и творческого мышления учащихся, в формирования их познавательной активности, самостоятельности и интереса к познанию природы. Межпредметные связи помогают преодолеть предметную инертность мышления и расширяют кругозор учащихся.

             Воспитывающая функция межпредметных связей выражена в их содействии всем направлениям воспитания школьников в обучении биологии, учитель биологии опираясь на связи с другими предметами, реализует комплексный подход к воспитанию.

            Конструктивная функция межпредметных связей состоит в том, что с их помощью учитель совершенствует содержание учебного материала, методы и формы организации обучения.

Для решения второй важнейшей задачи современной системы общего образования -формирова­ние у учащихся навыков самостоятельного приобретения знаний - в процессе обучения на уроках следует поставить учащиеся в положение необходимости и заинтересованности заниматься самообразованием. Реализовать это следует через:

• систематическое формирование и развитие умения самостоятельно работать с учебником при овладении учащимися алгоритмами действий, составляющих каждое умение;
• включение учащихся в поисковую деятельность в работе с учебником, которая создаёт благоприятные условия для развития познавательной самостоятельности;
• включение элементов занимательности в учебный процесс, что вызывает эмоциональную увлеченность в развитии познавательного интереса.

           Содержание школьно­го курса биологии отражено в учебниках, яв­ляющихся важнейшими источниками знаний и средством обучения. Систематическое ис­пользование учебника на уроках — эффектив­ный способ формирования у школьников на­выков самостоятельного добывания знаний. Известно, что тот, кто учится самостоя­тельно, преуспевает гораздо больше, чем тот, кому все объяснили.

             Овладение умением работать с текстом проявля­ется в способности учащихся быстро прочитать и понять его, пе­ресказать, найти главные мысли, установить части текста и их озаглавить, составить план прочитанного, пересказать содержание по плану, подобрать материал для ответа па вопрос, заполнить или составить таблицы и схемы, использовать приобретенные зна­ния для решения познавательных задач. Важно обучить учащихся последовательности действий, входящих в состав каждого умения.                    

Перед современной школой стоят новые задачи, обусловленные бурным развитием информации. Если раньше знания, полученные в школе, могли служить человеку долго, то в век информационного бума их необходимо постоянно обновлять, что может быть достигнуто главным образом путём самообразования, а это требует от человека познавательной активности и самостоятельности.

Временное поле изучения темы урока: 45 минут

Урок биологии в 8 классе.

Тема. Газообмен в лёгких и тканях. Дыхательные движения.

Тип урока. Интегрированный, проблемный.

Предметные области: биология, химия, физика, экология.

Методы: беседа, рассказ, демонстрация, эксперимент, самостоятельная работа, работа в группах.

Цель Разъяснить, как происходит газообмен в лёгких и тканях, значение этих процессов, разъяснить механизм вдоха и выдоха используя принцип интеграции.

Задачи. 1) Образовательные:

               - повторение ранее изученного материала;

               - изучение нового материала;

               - раскрытие взаимосвязи между кровообращением и дыханием.

              2) развивающие:

               - развитие монологической речи;

               - развитие логического мышления;

               - совершенствование умения навыков работы с текстом;

              3) воспитательная:

                  - продолжить формирование экологической культуры, воспитывать у обучающихся бережное отношение к своему здоровью, привить культуру общения в диалоге и групповой деятельности.

Ожидаемый результат:  Ключевые компетенции, которые будут развиты на уроке:

1. Умение выделять главное из содержания текста, изучаемого материала.

2. Умение переводить информацию в другую форму (таблицы, графики, схемы).

3. Умение анализировать, сравнивать, делать выводы и прогнозы, систематизировать.

4. Умение пользоваться алгоритмами и самому определять алгоритмы своих

    действий.

5. Критическое отношение к получаемой информации.

6. Умение применять учебные знания в повседневной жизни и нестандартных ситуациях.

7. Самостоятельность и ответственность за принимаемые решения.

 Оборудование. Таблицы « Схема кровообращения», « Органы дыхания»; схема газообмена в альвеолах; стаканы с известковой водой и стеклянные трубочки; модель Дондерса -механизм вдоха и выдоха( модель конструируется из стеклянной воронки и двух воздушных шаров).

Оформление доски.

Таблица « Схема кровообращения»

Главный                Тема урока.                    Главный   вопрос          Газообмен в лёгких                  вопрос урока           и тканях . Дыхательные              урока.  №1                               движения.                 № 2                     таблица « Состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха» Содержание газов(в%) Вдыхаемый воздух Выдыхаемый воздух Кислород Углекислый газ Азот 20,94 0,03 79,03 16,3 4 79,7

Таблица « Органы дыхания»

Главные вопросы урока. 1. Какая существует связь между легочным и тканевым газообменом? 2. Каков механизм вдоха и выдоха?

( вопросы напечатаны на отдельных листах и прикреплены к доске так, чтобы их легко можно было снять)

Содержание и  временная реализация этапов урока.

№	Содержание урока	Вид деятельности	Временная реализация
1	Начало урока	Организационная деятельность ( приветственное обращение, включение учащихся в деловой ритм, диалоговое общение)	1 мин.
2	Актуализация знаний по теме « Круги кровообращения»	Устные ответы учащихся, работа с таблицей у доски	4 мин
3	Создание проблемной ситуации к теме урока	Проблемные вопросы Первый – какая существует связь между легочным и тканевым газообменом? Второй - каков механизм вдоха и выдоха?	1 мин
4	Состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха.	Диалоговая беседа, эксперимент	4 мин
5	Актуализация знаний по теме  « Строение легких»	Устные ответы учащихся работа с таблицей у доски	3 мин
6	Обмен газов между кровью и воздухом лёгких. Диффузия. Превращение крови из венозной в артериальную.  Обмен газов между кровью и  тканями. Превращение артериальной крови в венозную	Диалоговая беседа, работа со схемой.	7 мин
7	Механизм вдоха и выдоха	Демонстрация, групповая работа, работа с текстом учебника	9 мин
8	Защита работ представителями групп		4 мин
9	Закрепление	Самостоятельная работа на развитие логического мышления	10 мин
10	Домашнее задание	Практическая работа «Измерение обхвата грудной клетки.	2 мин

ПЛАН – КОНСПЕКТ УРОКА

    Сегодня, ребята, мы продолжим знакомство с темой « Дыхание».

Для жизнедеятельности клеток и тканей необходим кислород. Благодаря биологическому окислению органических веществ в клетках освобождается энергия. Органы дыхания обеспечивают приток кислорода в лёгкие и удаление углекислого газа, из лёгких кровь транспортирует кислород к тканям, а углекислый газ – к лёгким.

    Давайте вспомним, ребята, по какому кругу кровообращения происходит транспортировка кислорода к тканям? ( Ученик выходит к доске и по « Схеме кровообращения» показывает и рассказывает о большом круге кровообращения). А по какому происходит транспортировка углекислого газа к лёгким? ( Ученик выходит к доске и по « Схеме кровообращения» показывает и рассказывает о малом круге кровообращения).

Как у всех млекопитающих, органы дыхания человека построены по альвеолярному типу: дыхательные пути заканчиваются мельчайшими пузырьками – альвеолами. В них и происходит газообмен. А как?

Вот это вам сегодня и предстоит узнать!

    Открываем тетрадочки и записываем тему урока « Газообмен в лёгких и тканях. Дыхательные движения».

    Сегодня в течении урока мы должны ответить на два главных вопроса. Первый –какая существует связь между легочным и тканевым газообменом? Второй - каков механизм вдоха и выдоха?

На своих столах вы видите стаканы с известковой водой. Рассмотрите эту воду. Какого она цвета, прозрачна ли она?( Вода прозрачна).

В стакан опустите стеклянную трубочку и через неё сделайте несколько выдохов. Что происходит с известковой водой?( Она мутнеет). Почему?

Найти ответ нам поможет таблица « Состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха».

Задание. Ребята. Проанализируйте эту таблицу. Найдите признаки отличия в составе вдыхаемого и выдыхаемого воздуха.

Ответ. В выдыхаемом воздухе количество кислорода снижается до 16%, зато углекислого газа становится больше – 4%.

    Итак ребята, какой же газ вступил в реакцию с известковой водой и дал осадок?

(уравнение реакции записывается на доске).

Са(ОН) + СО₂ = СаСО₃ + Н₂О

Осадок в стакане – карбонат кальция.

Что же произошло с воздухом в лёгких? Почему произошло увеличение в выдыхаемом воздухе углекислого газа и уменьшение кислорода?

Давайте вспомним строение лёгких. Это поможет лучше понять газообмен.

( Ученик выходит к доске и по таблице « Органы дыхания» рассказывает о том что лёгкие состоят из ветвящихся бронхов, концы которых заканчиваются альвеолами. Их насчитывается более 300 мил. Каждый пузырёк оплетён сетью капилляров. Стенки альвеол и капилляров очень тонкие, через них легко проходят газы.)

Действительно, ребята, если расправить все альвеолы, то их общая поверхность составит около 90-100 м²- это площадь волейбольной площадки.

    Итак, в лёгких кровь освобождается от углекислого газа и насыщается кислородом.

    Движение газов происходит по законам диффузии. Напомните мне его, пожалуйста?( Газ распространяется из среды с высоким давлением в среду с меньшим давлением).

( На доску вывешивается «Схема обмена газов через стенку альвеолы». Далее идет анализ этой схемы в виде беседы. В ходе беседы фломастером рисуются стрелки показывающие куда проникает кислород и углекислый газ согласно закону диффузии)

    Итак, артериальная кровь по большому кругу направляется к тканям. В тканях кровь отдаёт кислород и насыщается углекислым газом.

Содержание кислорода в артериальной крови больше, чем в клетках ткани и , следовательно, кислород ( согласно закону диффузии)свободно проходит через тонкие стенки капилляров в клетки. В клетке в результате окислительных процессов накапливается углекислый газ. Его давление больше чем в крови и , следовательно, углекислый газ переходит в кровь. Кровь из артериальной превращается в венозную.

   Она возвращается к лёгким и здесь снова становится артериальной.

    Итак, мы ответили на первый вопрос урока – какая существует связь между легочным и тканевым газообменом?( Лист с вопросом снимается с доски).

    Однако газообмен в организме возможен только при условии постоянной смены воздуха в лёгких. Поэтому дыхание происходит постоянно. Вдохнув первый раз во время рождения, человек дышит всю жизнь.

Дыхательный цикл складывается из вдоха и выдоха. Они ритмично следуют друг за другом. Объём лёгких то увеличивается, то уменьшается. В лёгких нет мышечной ткани. Лёгкие растягиваются пассивно, следуя за движением стенок грудной полости.

    Эти дыхательные движения совершаются с помощью дыхательных мышц – это наружные и внутренние межрёберные мышцы и диафрагмы.

Поступление воздуха в лёгкие и вытеснение его из лёгких можно наблюдать на модели Дондерса, названной по имени изобретшего ее физиолога. Воронка выполняет роль грудной полости, шарик внутри воронки – лёгкие, резиновое дно – диафрагму. Я « диафрагму» оттягиваю вниз. Шарик- «лёгкое» раздувается. Отпускаю « диафрагму» - шарик внутри уменьшается в объёме. Происходит так называемый «вдох и выдох»

( На доске вывешиваются два текста).

1. При вдохе………….. межрёберные мышцы. Рёбра ………. Диафрагма………. и становится более …………….. Это приводит к …………

объёма грудной клетки. Лёгкие при этом……………., давление в них ………… и становиться ниже атмосферного. Воздух………….. в лёгкие. Происходит вдох.

2.  При выдохе………….. межрёберные мышцы. Рёбра ………. Диафрагма………. и становится более …………….. Это приводит к …………

объёма грудной клетки. Лёгкие при этом……………. в объеме, давление в них ………….., становиться чуть выше атмосферного.  Воздух………….. из лёгких . Происходит выдох.

Класс делиться на 2 группы. Каждой группе выдается конверт с набором карточек – ответов( сокращаются, расслабляются, поднимаются, опускаются, сокращается, плоской, расслабляется, выпуклой, увеличению, уменьшению, расширяются, уменьшаются, устремляется, выходит, уменьшается, увеличивается).

 Задание. Ребята, вы видите два текста. В них записан механизм вдоха и выдоха. Чтобы его прочитать, вам надо составить краткое последовательное описание того, как происходит вдох и выдох,  вставив пропущенные слова. В этом вам поможет текст учебника на стр.164. Затем,  используя содержимое конверта, найдите в нём карточки – ответы, подходящие к вашему тексту и с помощью магнитиков вставьте пропущенные слова в текст и прочтите его вслух.

( Текст 1. При вдохе сокращаются межрёберные мышцы. Рёбра поднимаются. Диафрагма сокращается и становится более плоской. Это приводит к увеличению объёма грудной клетки. Лёгкие при этом расширяются, давление в них уменьшается и становиться ниже атмосферного. Воздух устремляется в лёгкие. Происходит вдох.

Текст 2. При выдохе расслабляются межрёберные мышцы. Рёбра опускаются. Диафрагма расслабляется и становится более выпуклой. Это приводит к уменьшению

объёма грудной клетки. Лёгкие при этом уменьшаются в объеме, давление в них увеличивается, становиться чуть выше атмосферного. Воздух выходит из лёгких . Происходит выдох.)

    Вывод. Дыхательные движения ( вдох и выдох) обеспечивают смену воздуха в лёгких. Воздух попадает в лёгкие благодаря расширению грудной полости и выходит при её сжатии. Это происходит по физическим законам, но потребность организма в кислороде воздуха определяется действием биологических законов – интенсивностью энергетических процессов, происходящих в тканях. Благодаря дыхательным движениям в лёгких поддерживается постоянство газового состава.

Итак, ребята, мы с вами ответили и на второй вопрос урока – каков механизм вдоха и выдоха?( снимаю с доски и второй вопрос).

Ребята, какие у вас будут ко мне вопросы по теме урока ( если вопросы есть – они разбираются, если нет – начинается  самостоятельная работа).

   А сейчас, ребята, для закрепления темы, вы выполните задание ( задание раздаётся каждому ученику).

Расположите перечисленные ниже процессы в логической последовательности.

а) поступление кислорода к клеткам тела;  б) поступление кислорода в тканевую жидкость;  в) поступление воздуха в лёгкие;  г) удаление воздуха из лёгких; д) поступление углекислого газа из клеток в тканевую жидкость;

 е) поступление углекислого газа в капилляры тканей;  ж) перенос углекислого газа от тканей к лёгким, осуществляемый кровью;  з) диффузия кислорода в капиллярах, расположенные в лёгких;  и) перенос кислорода от лёгких к тканям, осуществляемый кровью.

Для выполнения задания вы можете пользоваться текстом учебника. На выполнение задания даётся 10 минут.( Ответ зачитывает ученик первым правильно выполнивший это задание. Правильный ответ: в, з, и, б, а, д, е, ж, г).

Оценивание работы учащихся.

Домашнее задание.

   1. Выполнить практическую работу.(Каждому ученику раздается напечатанную инструкцию).

   2. Выписать в тетрадь « жизненная ёмкость лёгких».

   3. Объясните, почему жизненная ёмкость лёгких считается важным показателем здоровья и почему надо заниматься спортом. ( своё решение запишите в тетрадь).

Инструкция

Измерение обхвата грудной клетки.

Оборудование: мерная лента, которой пользуются портные.

Ход работы.

1. Задержите дыхание на спокойном выдохе и измерьте обхват грудной клетки. Сзади мерная лента должна проходить под нижними углами лопаток, спереди у девушек она проходит над молочными железами, у юношей – через нижние сегменты сосков. Запишите результат.

2. Сделайте глубокий вдох и запишите результаты измерения, потом глубокий выдох и запишите новые результаты. Вычислите величину обхвата грудной клетки при выдохе из величины обхвата грудной клетки при вдохе, и вы определите экскурсию (расширение) грудной клетки. Чем разность больше, тем лучше. Оформите свои результаты в таблицу.

Обхват грудной клетки	Результаты, в см
При спокойном выдохе
При максимальном вдохе
При максимальном выдохе
Экскурсия грудной клетки

Обхват грудной клетки должен соответствовать половине роста. Показатели считаются хорошими, если фактический обхват грудной клетки превышает эту величину.

При тренировке ( бег, лыжные походы) экскурсия грудной клетки возрастает. Так что по этому показателю можно следить за своими успехами.