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！。
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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。