Конспект урока по биологии на тему"Функции дыхания. Рекомендации по дыханию для спортсменов"

Урок биологии (основ медицинских знаний)

в 8 классе

Тема урока : Исследование функционального состояния дыхательной системы. Рекомендации по дыханию при занятиях физической культурой

Цель урока: Формирование представления о комплексной оценке функции дыхания с помощью несложных приемов

Задачи:

- закрепить представление об анатомических и физиологических особенностях дыхания.

- формировать умение работать в команде.

- познакомить со способами практического применения знаний об особенностях функции дыхания.

- способствовать профессиональной ориентации обучающихся.

Ход урока:

1.Актуализация знаний. Фронтальная беседа с классом.

Учитель: 

Однажды ученик мудреца задал учителю вопрос.

- Скажи, учитель, когда я стану достаточно мудрым? Я прочел сотни книг, но не чувствую, что достиг вершины мудрости.

Учитель улыбнулся и ответил:

- Ты можешь смело сказать, что достаточно мудр, если дашь три ответа на вопрос: «Что все люди на Земле делают одновременно?».

Задумался ученик и не смог дать ни одного ответа. А какой вариант ответа есть у вас?

Ожидаемый ответ: Дышат.

Учитель:

- Что такое дыхание?

Ожидаемый ответ: Дыхание – совокупность процессов газообмена между организмом и внешней средой, вдоха и выдоха.

Учитель: Вдох и выдох это процессы, которые называют внешним дыханием. Есть внутреннее дыхание, которое происходит в клетках. В них кислород, который мы вдыхаем, используется по назначению. Он окисляет вещества (например,глюкозу), в результате чего выделяется энергия. Эту энергию наши клетки используют , чтобы выполнять свои функции. Так живет организм.

- Скажите, для чего мы дышим?

Ожидаемый ответ: Чтобы наши клетки имели достаточное количество кислорода и могли выполнять свои функции. А организм мог жить.

Давайте вспомним, какие органы составляют дыхательный аппарат человека?

Ожидаемый ответ: Дыхательный аппарат человека составляют органы дыхательной системы и дыхательные мышцы. Это: 

Ø     воздухоносные пути — носовая полость, трахея, бронхи, которые ветвятся на более мелкие бронхиолы, заканчивающиеся альвеолами (легочными пузырьками)

Ø     легкие — пассивная эластичная ткань, в которой насчитывается от 200 до 600 млн. альвеол, в зависимости от роста тела;

Кроме этого есть дыхательные мышцы - межреберные, диафрагма и другие, принимающие участие в дыхательных движениях. Грудная клетка человека это герметично закрытая полость в которой расположены легкие. Дыхательные мышцы прикрепляются к ребрам, образующим её и могут её растягивать, увеличивать в объеме.

Механизм дыхания человека — рефлекторный (автоматический), центр дыхания  расположен в продолговатом мозге. Вдох – активный процесс. Углекислый газ, накапливаясь в крови, раздражает дыхательный центр, который образует нервный импульс исходящий к мышцам. Мышцы, отвечающие за вдох, сокращаются и объем грудной клетки увеличивается. Человек делает вдох. Выдох это пассивный процесс. Мышцы вдоха расслабляются и ребра под своей тяжестью опускаются вниз и уменьшают объем грудной полости и легких. Происходит выдох.

- Как можно оценить работоспособность органов дыхания?

Показателями работоспособности органов дыхания являются: дыхательный объем, частота дыхания, жизненная емкость легких, интенсивность легочной вентиляции, потребление кислорода, кислородный долг и др. Также важна экскурсия грудной клетки, которая показывает насколько может изменяться объем грудной клетки при вдохе и выдохе. Чем больше экскурсия, тем больший дыхательный объем у человека.

Дыхательный объем — количество воздуха, проходящее через легкие при одном дыхательном цикле (вдох, выдох,  дыхательная пауза). Величина дыхательного объема находится в прямой зависимости от степени тренированности к физическим нагрузкам и колеблется в состоянии покоя от 350 до 800 мл. В покое у нетренированных людей дыхательный объем находится на уровне 350 - 500 мл, у тренированных — 800 мл и более.

Частота дыхания — количество дыхательных циклов в 1 мин. Средняя частота дыхания у нетренированных людей в покое — 16—20 циклов в 1 мин.  У тренированных, за счет увеличения дыхательного объема, частота дыхания снижается до 8—12 циклов в 1 мин.

Жизненная емкость легких (ЖЁЛ) — максимальное количество воздуха, которое может выдохнуть человек после полного вдоха (измеряется методом спирометрии).

Средние величины жизненной емкости легких у тренированных мужчин — 8500 мл, у женщин — 3500; у нетренированных мужчин — 4700 мл, у женщин — 3000. При занятиях циклическими видами спорта на выносливость (гребля, плавание, лыжные гонки и т.д.) жизненная емкость легких может достигать у мужчин 7000 мл и более, у женщин -5000 мл и более.

Легочная вентиляция - объем воздуха, который проходит через легкие за 1 мин. (5—9 л). При физической работе этот объем увеличивается и достигает 50 л. Чтобы узнать значение легочной вентиляции человека, можно его частоту дыхания за 1 минуту умножить на дыхательный объем.

Физическая тренировка повышает способность клеток тела к интенсивной работе в условиях недостатка кислорода.

2. Практическая работа. Проводится в группах по 4 человека. Если остались обучающиеся, не вошедшие в команды практиков, они назначаются теоретиками и выполняют письменное индивидуальное задание (Прил 1).

1 группа.

Тема: Определение экскурсии грудной клетки

Цель: Определить экскурсию грудной клетки.

Оборудование: сантиметровая лента.

Задание:

1)Измерьте окружность грудной клетки напарника на вдохе. Для этого сделать глубокий вдох, при этом плечи не поднимать, мышцы не напрягать. Измерьте окружность грудной клетки  на выдохе. Для этого сделать максимальный  выдох, плечи не опускать, не сутулиться. Результат оформите в виде таблицы 1. (Измерительную ленту накладывают так, чтобы на спине она касалась углов лопаток, а на груди проходила по нижнему краю сосковых кружков у мужчин и над молочными железами у женщин). 

2) Найдите экскурсию грудной клетки и занесите в таблицу 1.Экскурсия грудной клетки это разница между объемом грудной клетки на вдохе и на выдохе.

Чем больше экскурсия грудной клетки, тем больше может увеличиваться грудная полость и объем легких при вдохе и уменьшаться при выдохе. Т.Е. тем больше дыхательный объем. Организм при этом получает больше кислорода.  Для спортсмена это важно, так как кислород окисляет глюкозу в клетках. При этом выделяется энергия, которая используется клетками для поддержания своей активности.

При нарушении осанки и искривлении позвоночника уменьшается объем грудной клетки и дыхательный объем человека не может увеличиваться при физической нагрузке

3)Оцените  соответствие экскурсии грудной клетки норме, соответственно возрасту, и запишите обоснованный вывод.

 Таблица 1

Окружность грудной клетки, см

На вдохе	На выдохе	Экскурсия грудной клетки

Норма экскурсии грудной клетки, соответственно возрасту: Младшие школьники  - от 3 до 6 см Старшие школьники - до 13см Нетренированные взрослые – 6-9 см Спортсмены - более 13 см

Мой результат:

Вывод:

Дайте ответ на вопросы:

1.                      Почему спортсмену необходимо иметь большую экскурсию грудной клетки?

2.                      Почему сутулость и сколиоз вредно влияют на функцию дыхания?

3.                      Какую рекомендацию по дыханию по результатам этой работы ты бы дал спортсмену?

2 группа.

Тема: Определение Частоты Дыхания

Цель: Определить и оценить частоту дыхательных движений в 1 минуту.

Оборудование: секундомер.

Задание: 

1.                      В состоянии покоя измерить количество дыхательных циклов в 1 минуту (частота дыхания за мин). Один дыхательный цикл = (вдох + выдох). Можно считать только вдохи. Дышать нужно в спокойном темпе. Секундомер включаем с началом вдоха, считаем количество выдохов и следим за временем. 

Вдох – активный процесс. Он происходит, когда сокращаются дыхательные мышцы: межреберные и диафрагма. При сокращении межреберных – ребра приближаются друг к другу, поднимаются, а грудная клетка расширяется.  Диафрагма – мышца на границе между грудной и брюшной полостями. При сокращении она становится плоской и удлиняет грудную клетку и легкие. Когда расслабляется – принимает форму купола с выпуклостью вверх, так как внутренние органы давят снизу – печень, желудок, кишечник. При сгибании туловища такое давление увеличивается и трудно делать глубокий вдох.

У спортсменов дыхательные мышцы тоже тренированные. Их подвижность увеличена по сравнению с нетренированными. Вдоху помогают  мышцы плечевого пояса, которые одним концом прикрепляются к ребрам, а другим – к плечевой кости, лопатке и др. Это: большая грудная мышца, передняя зубчатая и т.д. Не зря при дыхательных упражнениях на вдохе рекомендуют развести руки в стороны.

Частота дыхания постепенно снижается с возрастом, так как увеличивается объем грудной клетки, а значит и глубина дыхания. Нормально если частота дыхания увеличивается при физической или умственной нагрузке или стрессе. Но учащенное дыхание в состоянии покоя может быть признаком заболеваний дыхательной, сердечно-сосудистой, эндокринной  систем. У спортсменов – признаком перетренированности. Замедленное дыхание – признаком нарушения работы дыхательного нервного центра  в головном мозге.

Запишите свой результат. Оцените его и напишите вывод.

Норма частоты дыхательных движений в минуту:                 10 лет  -  15- 20                 15 лет –  11 - 16                  Взрослые  -  10-14

  Мой результат:

  Вывод:

Дайте ответ на вопросы:

1.                      Почему при выполнении дыхательных упражнений рекомендуется разводить руки в стороны, поднимать их вверх за голову?

2.                      Почему при сгибании туловища лучше делать выдох?

3.                      Какую рекомендацию по дыханию ты дал бы спортсмену, исходя из изученной информации?

3 группа.

Тема: Проба Штанге. Измерение задержки дыхания на вдохе.

Цель: Измерить и оценить устойчивость организма к недостатку кислорода с помощью пробы Штанге.

Оборудование: секундомер.

Задание: Обследуемый в положении сидя делает глубокий вдох и выдох, затем снова вдох (примерно 80% от максимального), закрывает рот и одновременно зажимает пальцами нос, задерживает дыхание (секундомер включается в конце вдоха).

На живот испытуемого исследователь кладет руку, чтобы почувствовать толчок диафрагмы при первом вдохе. Важно определить именно этот толчок, так как волевым усилием человек может бороться с рефлекторным вдохом, задерживать его и эксперимент будет неточным.

Физическая нагрузка заставляет множество клеток работать с повышенной активностью, а для этой работы необходима энергия. Кислород окисляет в клетках глюкозу и эта энергия выделяется и используется клетками. Но при длительной нагрузке кислорода нужно все больше и поэтому частота дыхания увеличивается. Затем увеличивается глубина дыхания и частота сокращений сердца. Это увеличение не может превысить некоторую величину, так как организм станет тратить слишком много энергии. Поэтому организм вынужден приспосабливаться к работе в условиях недостатка кислорода без вреда для здоровья - у спортсмена при физической нагрузке быстро увеличивается именно глубина дыхания. В этом случае недостаток кислорода ощущается меньше и экономится энергия на сокращение дыхательных мышц и сердца. У физически нетренированного человека организм приспосабливается, в основном, увеличивая частоту дыхания. А глубина дыхания почти не изменяется.

Лучше всего развивают устойчивость к недостатку кислорода циклические упражнения: бег, спортивная ходьба, лыжный спорт, велоспорт, плавание и др.

Оценка результата: Чем дольше человек может задерживать дыхание на вдохе, тем устойчивее организм к недостатку кислорода и выше выносливость. При утомлении, перетренированности время задержки дыхания и выносливость снижены. Зная нормы задержки дыхания соответственно возрасту, можно определить, соответствует ли устойчивость организма к недостатку кислорода человека его возрасту или нет.

Норма задержки дыхания на вдохе: Дети – от 16с и больше. Взрослые нетренированные - 40 - 55 с, Взрослые тренированные –  60  - 90 с,

Мой результат:

Вывод:

Дайте ответ на вопросы:

1. Какую пользу организму спортсмена приносит устойчивость организма к недостатку кислорода?

2. Какие упражнения помогут, если устойчивость к недостатку кислорода меньше нормы?

3. Какие рекомендации по дыхпанию ты можешь дать спортсмену по результатам этой работы?

4 группа.

Тема: Определение жизненной емкости легких

Цель: Измерить и оценить свою ЖЕЛ.

Оборудование: спирометр.

Ход работы:

Предварительная информация. Вдох – активный процесс. Он происходит, когда сокращаются дыхательные мышцы: межреберные и диафрагма. При сокращении межреберных – ребра приближаются друг к другу, поднимаются, а грудная клетка расширяется.  Диафрагма – мышца на границе между грудной и брюшной полостями. При сокращении она становится плоской и удлиняет грудную клетку и легкие. Когда расслабляется – принимает форму купола выпуклостью вверх, так как внутренние органы давят снизу – печень, желудок, кишечник. При сгибании туловища такое давление увеличивается и трудно делать глубокий вдох.

У спортсменов дыхательные мышцы тоже тренированные. Их подвижность увеличена по сравнению с нетренированными людьми. Наибольшие объемы ЖЕЛ у пловцов

Расширению грудной клетки помогают  и другие мышцы, которые одним концом прикрепляются к ребрам, а другим – к плечевой кости, лопатке и др. Это: большая грудная мышца, передняя зубчатая и т.д. Не зря при выполнении дыхательных упражнений на вдохе рекомендуют развести руки в стороны. Сделать глубокий выдох помогают мышцы пресса.

Задание: 

1. Измерить жизненную емкость легких (ЖЕЛ). Обследуемый предварительно делает глубокий вдох, затем выдох. Еще раз, глубоко вдохнув, берет наконечник спирометра в рот и медленно выдыхает в трубку до отказа, зажав пальцами нос. ЖЕЛ измеряется три раза, но учитывается лучший результат. ЖЕЛ измеряется в милилитрах. Запишите свой результат и сделайте обоснованный вывод о соответствии вашей ЖЕЛ средней величине по возрасту.

Средние величины жизненной емкости легких (мл)

 (по Н.А. Шалкову)

Пол	Возраст, лет
	14	15	16	17
Мальчики	2700	3200	4200	4000
Девочки	2400	2700	2800	3000

Результат:

Вывод:

Дайте ответ на вопросы:

1.      Как можно увеличить свою ЖЕЛ?

2.      Почему при разгибании туловища лучше делать вдох, а не выдох?

3.      Какую рекомендацию по дыханию по результатам этой работы ты бы дал спортсмену?

3.Отчеты групп. Выводы. Формулирование рекомендаций по дыханию.

Участники групп отвечают каждый на свой вопрос. Первый член группы называет результаты всех четверых участников группы и оценивает их. Второй, третий и четвертый – готовят и отвечают каждый на свой вопрос. Вместе с классом учитель корректирует и дополняет рекомендации по дыханию для спортсменов, которые все записывают в тетради.

4. Подведение итогов урока. Самооценка.

Учитель: Ребята, Назовите два факта, которые удивили вас на сегодняшнем уроке, а тот, что важнее, назовите первым.

Использованная литература:

1. Солодков А.С., Сологуб Е.Б. Физиология человека. Общая. Спортивная. Возрастная: Учебник. – М.: Олимпия Пресс, 2005.

2. Колесов Д.В. Биология. Человек. 8кл. : учеб. для общеобразоват. учреждений- М.: Дрофа, 2013.

3. Пепеляева О.В., Сунцова И.В. Универсальные поурочные разработки по биологии (человек): 8(9) класс. – М.: ВАКО, 2007.

Интернет-ресурсы:

1.       Сайт преподавателя Новосибирского ГПУ Осиповой Г.Е. Страница «Изучение показателей внешнего дыхания». - [http://prepod.nspu.ru/mod/resource/view.php?id=22983]. - Режим доступа свободный

Приложения

Приложение 1.

Задание 1 . Прочитайте текст и составьте к нему три тестовых вопроса  с 4 вариантами ответа к каждому. Правильный должен быть только один ответ. Указать правильный вариант ответа.

Текст

Один дыхательный цикл = (вдох + выдох). Частота дыхания постепенно снижается с возрастом, так как увеличивается объем грудной клетки, а значит и глубина дыхания. Нормально если частота дыхания увеличивается при физической или умственной нагрузке или стрессе. Учащенное дыхание в состоянии покоя может быть признаком заболеваний дыхательной, сердечно-сосудистой, эндокринной  систем. У спортсменов – признаком перетренированности. Замедленное дыхание – признаком нарушения работы дыхательного нервного центра  в головном мозге.

Экскурсия грудной клетки это разница между объемом грудной клетки на вдохе и на выдохе. Чем экскурсия больше, тем больше может увеличиваться грудная полость и объем легких при вдохе. Организм при этом получает больше кислорода.  Для спортсмена это важно, так как кислород окисляет глюкозу в клетках. При этом выделяется энергия, которая используется клетками для поддержания своей активности.

Физическая нагрузка заставляет работать с повышенной активностью множество клеток, а для этой работы необходима энергия. Кислород окисляет в клетках глюкозу и эта энергия выделяется и может использоваться. Но при длительной нагрузке кислорода нужно все больше и частота дыхания увеличивается. Затем увеличивается глубина дыхания и частота сокращений сердца. Это увеличение не может превысить некоторую величину, так как организм станет тратить слишком много энергии. Поэтому организм вынужден приспосабливаться к работе в условиях недостатка кислорода без вреда для здоровья – у спортсмена при нагрузке быстро увеличивается именно глубина дыхания. Недостаток кислорода ощущается меньше и экономится энергия на сокращение дыхательных мышц и сердца.

Лучше всего развивают устойчивость к недостатку кислорода циклические упражнения: бег, спортивная ходьба, лыжный спорт, велоспорт, плавание и др.

Вдох – всегда активный процесс. Он происходит, когда сокращаются дыхательные мышцы: межреберные и диафрагма. При сокращении межреберных – ребра приближаются друг к другу, поднимаются, а грудная клетка расширяется.  Диафрагма – мышца на границе между грудной и брюшной полостями. При сокращении она становится плоской и удлиняет грудную клетку и легкие. Когда расслабляется – принимает форму купола выпуклостью вверх, так как внутренние органы давят снизу – печень, желудок, кишечник. При сгибании туловища такое давление увеличивается и трудно делать глубокий вдох.

У спортсменов дыхательные мышцы тоже тренированные. Их подвижность увеличена по сравнению с нетренированными людьми.

Расширению грудной клетки помогают  и другие мышцы, которые одним концом прикрепляются к ребрам, а другим – к плечевой кости, лопатке и др. Это: большая грудная мышца, передняя зубчатая и т.д. Не зря при дыхательных упражнениях на вдохе рекомендуют развести руки в стороны. Выдоху помогают мышцы пресса.

Задание 2. Прочитайте текст и дайте ответ на вопросы:

А. Как вы думаете, почему спортсмену необходимо иметь большую экскурсию грудной клетки?

Б. Как вы думаете, почему спортсмену необходимо иметь большую ЖЕЛ?

В. Почему при выполнении дыхательного упражнения надо на вдохе разводить руки в стороны?

Текст

Один дыхательный цикл = (вдох + выдох). Частота дыхания постепенно снижается с возрастом, так как увеличивается объем грудной клетки, а значит и глубина дыхания. Нормально если частота дыхания увеличивается при физической или умственной нагрузке или стрессе. Учащенное дыхание в состоянии покоя может быть признаком заболеваний дыхательной, сердечно-сосудистой, эндокринной  систем. У спортсменов – признаком перетренированности. Замедленное дыхание – признаком нарушения работы дыхательного нервного центра  в головном мозге.

Экскурсия грудной клетки это разница между объемом грудной клетки на вдохе и на выдохе. Чем экскурсия больше, тем больше может увеличиваться грудная полость и объем легких при вдохе. Организм при этом получает больше кислорода.  Для спортсмена это важно, так как кислород окисляет глюкозу в клетках. При этом выделяется энергия, которая используется клетками для поддержания своей активности.

Физическая нагрузка заставляет работать с повышенной активностью множество клеток, а для этой работы необходима энергия. Кислород окисляет в клетках глюкозу и эта энергия выделяется и может использоваться. Но при длительной нагрузке кислорода нужно все больше и частота дыхания увеличивается. Затем увеличивается глубина дыхания и частота сокращений сердца. Это увеличение не может превысить некоторую величину, так как организм станет тратить слишком много энергии. Поэтому организм вынужден приспосабливаться к работе в условиях недостатка кислорода без вреда для здоровья – у спортсмена при нагрузке быстро увеличивается именно глубина дыхания. Недостаток кислорода ощущается меньше и экономится энергия на сокращение дыхательных мышц и сердца.

Лучше всего развивают устойчивость к недостатку кислорода циклические упражнения: бег, спортивная ходьба, лыжный спорт, велоспорт, плавание и др.

Вдох – всегда активный процесс. Он происходит, когда сокращаются дыхательные мышцы: межреберные и диафрагма. При сокращении межреберных – ребра приближаются друг к другу, поднимаются, а грудная клетка расширяется.  Диафрагма – мышца на границе между грудной и брюшной полостями. При сокращении она становится плоской и удлиняет грудную клетку и легкие. Когда расслабляется – принимает форму купола выпуклостью вверх, так как внутренние органы давят снизу – печень, желудок, кишечник. При сгибании туловища такое давление увеличивается и трудно делать глубокий вдох.

У спортсменов дыхательные мышцы тоже тренированные. Их подвижность увеличена по сравнению с нетренированными людьми.

Расширению грудной клетки помогают  и другие мышцы, которые одним концом прикрепляются к ребрам, а другим – к плечевой кости, лопатке и др. Это: большая грудная мышца, передняя зубчатая и т.д. Не зря при дыхательных упражнениях на вдохе рекомендуют развести руки в стороны. Выдоху помогают мышцы пресса.