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。

七、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。

3、用手挤瓶壁，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。

八、自我评价

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。

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