Методика проведения опытов и наблюдений по анато­мии, физиологии и гигиене человека (стр. 10 )

Испытуемые	Максимяль-ная задерж­ка дыхания В 'СОСТОЯНИИ покоя	Максималь­ная задерж­ка дыхания после 10 при­седаний	Разни­ца	Изменение продолжитель­ности задержки в %
Тренир. Нетренир.	45 45	35 15	10 30	10/45x100=22% 30/45x100=67%

Время задержки дыхания с точностью до 5 с учащиеся измеряют на уроке и проставляют в таблицу полученные дан­ные (каждый свои!). Как правило, они широко варьируют и могут отличаться от данного примера.

Опыт проводят так. Учитель предлагает учащимся задер­жать дыхание на возможно больший срок в состоянии спокой­ного выдоха. Затем по команде учителя «Начали» учащиеся прекращают дыхание. Через каждые 5 с после начала опыта учитель громко объявляет время, следя за секундомером: 5, 10, 15, 20, 25 с и т. д. В первую графу учащиеся заносят первое число, которое они услышали после возобновления дыхания.

1 За основу взята проба Серкина, несколько упрощенная и модифици­рованная. См.: Хрущев контроль за физическим вос­питанием школьников. М., Медицина, 1980, с. 119—120.

120

121

 

нетренированный В человек

грениро8анный человек 7Г

7?

После окончания первой части опыта надо выждать не­сколько минут, чтобы дыхание успокоилось. За это время целе­сообразно дать несколько наводящих вопросов, облегчающих ответ на первый вопрос.

Далее можно перейти ко второй части опыта. Учащиеся по просьбе учителя выходят из-за парты и в быстром ритме дела­ют 10 приседаний. Затем, не дожидаясь, пока дыхание успо­коится, они быстро садятся за парту и сразу же задерживают дыхание. Преподаватель так же, как и в первый раз, объяв­ляет время через каждые 5 с. Учащиеся во второй столбик проставляют первую услышанную цифру после возобновления дыхания. Задерживать дыхание, как и в первом случае, надо на спокойном выдохе. Обычно после работы удается задер­жать дыхание на меньшее время.

После опыта учащиеся заполняют третью и четвертую графы таблицы, приступают к разбору результатов опыта и ищут ответ на первый вопрос. Команда учителя «Задержать дыхание» привела к произвольной задержке дыхательных дви­жений в результате одновременного сокращения мышц вдоха и выдоха. (Во время дыхания эти мышцы работают поочеред­но!) Легочная вентиляция прекратилась, но процессы дисси­миляции в тканях не прекращаются. Распад и окисление ве­ществ в клетках продолжает идти. В результате диссимиля­ции в кровь поступает С02. Он гуморально воздействует на дыхательный центр. Через 45 с концентрация С02 в крови под­нимается от начальной величины А до предельной Б, при ко­торой дыхательный центр настолько активизируется, что во­преки волевым усилиям заставляет мышцы вдоха и выдоха работать поочередно. Дыхание восстанавливается. Избыток уг­лекислого газа выводится из организма, недостаток кислорода восполняется (рис. 30).

Затем учащиеся отвечают на второй вопрос. В результате мышечной работы процессы диссимиляции возросли. Поэтому к началу второго опыта в крови уже имелся определенный избыток углекислого газа. Вследствие приседаний он поднялся от уровня А до уровня В. Когда испытуемый прекратил дыха­ние, содержание С02 в крови уже было превышено, поэтому критическая концентрация углекислого газа в крови накопи­лась за более короткое время (у первого испытуемого за 35 с, а не за 45 с, как в состоянии покоя).

Ответ на третий вопрос должен быть таким. Движения не­тренированного человека неэкономны, в них участвуют помимо тех мышц, от которых зависит успех действия, и те, которые с приседаниями не связаны. Кроме того, из-за поверхностного дыхания кровь плохо очищается от углекислого газа. Вслед­ствие этого к концу физического упражнения содержание С02 в крови нетренированного человека поднимется значительно выше, чем в крови тренированного (от уровня А до уровня Г,

tfr		35с В
А		ж
	ш.

Рис. 30. Схема, объясняющая разницу во времени задержки дыхания после работы у тренированного и нетренированного человека:

А — уровень содержания углекислого газа в крови у испытуемого, находящегося в состоянии покоя в момент задержки дыхания; Б — предельный уровень содержания углекислого газа в крови, после которого дыхание возобновляется непроизвольно; В — уровень содержания углекислого газа в крови тренированного человека в момент задержки дыхания после 10 приседаний; Г — уровень содержания углекислого газа в крови нетренированного человека в момент задержки дыхания после 10 приседа­ний. Стрелками показано время задержки дыхания в секундах.

приближающегося к критическому). Требуется всего 15 с, что­бы предельный уровень Б был достигнут и дыхание восстано­вилось, несмотря на волевые усилия испытуемого. Вывод: у тренированного человека после такой же работы в крови на­капливается меньше углекислого газа, чем у нетренированно­го, и он может задержать дыхание на большее время.

Для того чтобы учащиеся хорошо поняли смысл этих опы­тов, необходимо, чтобы они повторили к уроку материал о гу­моральной регуляции дыхания, о суставах и работе мышц. Они должны знать, что задержка дыхания связана с одновре­менным сокращением мышц противоположного действия, что прекращение вентиляции легких не прекращает тканевого ды­хания, что накапливающийся в крови углекислый газ способен активизировать работу дыхательного центра. Учителю следует иметь в виду, что многие восьмиклассники упорно считают, что причиной возобновления дыхания является недостаток кис­лорода. Однако это не совсем так. Гуморальная регуляция дыхательного центра осуществляется прежде всего за счет действия углекислого газа на дыхательный центр.

Разъяснить этот факт можно следующим образом. Коли­чество кислорода в атмосфере постоянно, количество же угле­кислого газа, выделяющегося в процессе диссимиляции, есть величина переменная. Чем напряженнее работает организм и

122

123

выше процессы диссимиляции в нем, тем больше накапливает­ся углекислого газа в крови и тем сильнее возбуждается дыха­тельный центр. Благодаря такой саморегуляции, дыхательные движения становятся глубже и чаще, что приводит как к уда­лению из организма углекислого газа, так и к обогащению его кислородом. Дыхание регулируется также и нервной системой. В стенках сосудов есть рецепторы, которые регулируют соот­ношение между содержанием кислорода и углекислого газа и в случае его нарушения посылают нервные импульсы в мозг, ко­торый рефлекторно изменяет ритм и глубину дыхания.

Нормы питания

Цель урока — показать, что нормы питания зависят от энер­гетических трат организма, от соотношения белков, жиров, углеводов в принятой пище, от наличия витаминов, минераль­ных веществ и других условий. На уроке учащиеся должны познакомиться с основными правилами составления пищевых рационов. Для этого надо понять, на каких принципах строит­ся энергетический баланс" и как определяется пищевой рацион.

Начать урок можно с анализа последнего опыта, который наглядно показывает, что чем большую мышечную нагрузку совершает человек, тем сильнее идут процессы диссимиляции и тем, следовательно, более калорийным должен быть его ра­цион.

При подсчете энерготрат следует учитывать массу тела. Поэтому удобно иметь таблицу, которая показывает, сколько килоджоулей человек тратит в расчете на 1 кг своей массы. Зная эту величину, можно легко подсчитать, сколько энергии было потрачено тем или иным человеком при определенном виде деятельности. Однако, если эти данные используют для определения пищевого рациона, берут не фактическую, а идеальную массу. Наиболее просто ее можно вычислить по формуле рост минус 100. Однако это формула применима лишь к взрослым людям средних лет.

Порядок вычисления можно показать на примере. С этой целью учащимся полезно предложить следующую задачу:

Задание 1. Вычислить, сколько энергии было истрачено при написании контрольной работы.

Следует исходить из табличных данных. При письме сидя на 1 кг массы тела человек тратит 7,12 кДж в 1 ч. Если масса кг, а длительность урока 45 мин, т. е. 0,75 ч, то резуль­тат можно легко найти: 7,12X50X0,75=267 кДж.

После того как восьмиклассники усвоят принцип подсчета энергетических трат, можно ввести понятие об энергетической ценности белков, жиров и углеводов.

Вспомнив опыты, выясняющие состав пищевых продуктов, учитель напоминает, что в каждом из продуктов белки, жиры

и углеводы содержатся в разном соотношении. Чтобы подсчи­тать энергетическую ценность продукта, надо знать его состав '.

Задание 2. Определить энергетическую ценность белого хлеба, если известно, что в 100 г его содержится 8,1 г белков, 0,9 г жиров, 47,0 г углеводов.

Для решения задачи надо учесть, что энергетическая цен­ность 1 г белка составляет 17,2 кДж, углеводов — 17,2 кДж и ЖИра — 39,1 кДж. Поэтому для определения энергетической ценности белого хлеба надо произвести следующие действия: 17,2X8,1 = 139,32 кДж; 39,1X0,9=35,19 кДж; 47x17,2= = 808,4 кДж. В результате сложения этих цифр получается 982,91 кДж.

Таблица 17. Подсчет энергетической ценности пищи дневного рациона

Дневной рацион	Блюда	Энергетиче­ская ценность (в кДж)	Условные единицы (в мм)
Завтрак	Салат из редиски со сметаной Пельмени Кофе с молоком Хлеб		6 15 6 10
Итого	3647	37
Обед	Сельдь с гарниром Борщ Рыбные тефтели Компот Хлеб	9 2892	10
Итого	6539	65
Ужин	Вареники с творогом Молоко Сухари	2	21 5 13
Итого	3897 39
Общая сумма	14083	141

Согласно типовой программе составление пищевого рациона и подсчет энергетического баланса в число обязательных лабораторно-практических работ не входит.

124

125

Для подсчета энергетической ценности пищи целесообразно иметь таблицы, показывающие состав не пищевых продуктов, а конкретных блюд, употребляемых в пищу. Такую таблицу можно заимствовать из инструкции к счетчику калорий (таблица «Калорийность блюд»).

Задание 3. Подсчитать энергетическую ценность дневного

рациона (в кДж).

Для работы удобно использовать принцип, на котором по­строен счетчик калорий . Если учащиеся рас­полагают этим прибором, можно организовать работу в соот* ветствии с инструкцией, данной к нему. Если счетчика нет, ра­боту можно провести с обычной сантиметровой линейкой в 30 см. Учитель называет энергетическую ценность завтрака, обеда и ужина и предлагает учащимся подсчитать энергетиче­скую ценность пищи, потребленной за завтраком, обедом и ужи­ном, а затем узнать общую энергетическую ценность дневного

рациона (табл. 17).

Рис 31. Использование —SSffSStJS'SSUSS. "***" "^

Задание выполняют так. На линейку надевают хомутик из тонкой проволоки, который может перемещаться вдоль деле­ний линейки, можно отсчитывать миллиметры и кончиком ка­рандаша. Устанавливают, что каждое деление сантиметровой линейки (1 мм) считать соответствующим 100 кДж. Для под­счета энергетической ценности съеденных продуктов округляют количество килоджоулей до 100 и переставляют хомутик (кон­чик карандаша) вправо на соответствующее число делений (см. правую колонку таблицы 17, а также рис. 31). Учащим­ся надо разъяснить, что такая степень точности вполне до­статочна для подобных измерений, поскольку о содержании питательных веществ в пищевых продуктах человек может су-

лить с известным приближением. Кому-то в борще попался жирный кусок мяса, кому-то — более постный. Естественно, что первый получил несколько больше килоджоулей, чем второй.

Однако простой подсчет энергетической ценности пищевого рациона сам по себе ничего не дает. Учащиеся в результате этих подсчетов должны оценить свой рацион, а для этого надо знать энерготраты. Из материала учебника устанавливают, что восьмиклассник, потративший—10 500 кДж, должен по­лучать—12 500 кДж.

Следует обратить внимание на особенности питания подростка. В отличие от взрослого человека энергетическая цен­ность рациона восьмиклассника должна превышать его энер­готраты примерно на 20%. Эта энергия расходуется на про­цессы ассимиляции, связанные с ростом и развитием орга­низма.

Витамины

Основная цель урока — рассказать о значении витаминов, показать их связь с ферментами, дать практические советы по сохранению витаминов в пищевых продуктах. В плане гигие­нического воспитания важно показать, что потребление вита­минов должно быть сбалансированным, что избыток витами­нов так же вреден, как и их недостаток. В плане развивающе­го обучения целесообразно предусмотреть экспериментальные задачи, показывающие разницу между строго доказанными утверждениями и вероятными предположениями. Последнее удобно дать на примере определения витамина С в пищевых продуктах методом иодометрии.

Начать урок целесообразно с просмотра диафильма «Ви­тамины — чудесные вещества». Полученные при этом сведе­ния необходимо закрепить работой с учебником, выделив в нем следующее положение: «Исследования последних лет по­казали, что в нашем организме витамины участвуют в образова­нии ферментов. Отсутствие витаминов приводит к задержке образования ферментов и к нарушению биохимических реакций, которые они обусловливают. Это приводит к серьезным рас­стройствам обмена веществ». Наряду с разъяснением пользы витаминов надо отметить, что чрезмерно большое потребление витаминов может привести к излишней активности некоторых ферментов и быть причиной заболевания и что поэтому не следует бесконтрольно принимать витаминные препараты.

Далее можно перейти к демонстрации качественной реак­ции на витамин С. Цель ее состоит не столько в том, чтобы домашними средствами научиться определять витамин С в продуктах, сколько в том, чтобы научить восьмиклассников критически подходить к оценкам тех измерений, которые они

18в

127

проводят. Учащиеся должны понимать, какие результаты сле­дует считать полностью достоверными, а какие — лишь ве­роятными.

Учитель напоминае/г, как можно обнаружить крахмал, глю­козу и другие соединения путем качественных реакций, и со­общает, что витамин С тоже можно обнаружить специальными реактивами. В частности, можно воспользоваться свойством витамина С обесцвечивать иод. Правда, этим свойством обла­дают и другие вещества. Учитель растворяет таблетку вита­мина С в воде в химическом стакане и добавляет туда спирто­вой раствор иода, разведенный в воде (20 капель спиртового раствора на стакан воды). Учащиеся видят, что иод обесцве­чивается. Чтобы было заметнее, можно повторить опыт, доба­вив в иод крахмального раствора. Так легче следить за исчез­новением синей окраски. После этого можно перейти к реше­нию экспериментальной задачи, еще раз напомнив учащимся, что иод обесцвечивается не только витамином С, но и многи­ми другими веществами.

Задание 1. Исследовать яблочный компот на предмет со­держания в нем витамина С.

К исследуемому веществу приливают несколько капель иода — он не обесцвечивается. (В качестве исследуемой жид­кости можно взять любую, даже чистую воду.) Учащиеся делают вывод, что в данной порции компота витамин С отсут­ствует. На вопрос, можно ли считать это утверждение оконча­тельным, учащиеся должны ответить утвердительно, посколь­ку, если иод не обесцвечивается, то нет веществ, которые его восстанавливают; следовательно, нет и витамина С, относяще­гося к таким веществам.

Задание 2. Определить, есть ли в яблочном соке витамин С. Исследование показало, что яблочный сок обесцвечивает иод. Какой вывод можно сделать? Обычно учащиеся говорят, что в соке есть витамин С. Однако с полной уверенностью такой вывод все же сделать нельзя, поскольку в яблочном со­ке могут находиться другие вещества, которые обесцвечивают иод. В этом случае можно лишь предположить с известной до­лей вероятности, что витамин С может в нем быть. Обесцве­чивание иода — необходимое условие для доказательства на­личия витамина С, но недостаточное. Отрицательный же ре­зультат можно расценить как окончательный: он говорит о том, что в исследуемом растворе нет веществ, восстанавли­вающих иод,— значит, нет и витамина С. В этом случае наша качественная реакция необходима и достаточна для вывода о том, что этого витамина нет.

В заключение урока полезно рассказать о правилах сохра­нения витаминов в пище и приемах получения витаминных на­стоев из еловой хвои, шиповника, молодой крапивы.

РУКОВОДСТВО УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬЮ УЧАЩИХСЯ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ТЕМЫ «КОЖА»

Урок на тему «Кожа»

Цель урока — дать понятие о строении и функции покров^ ных органов, рассказать о защитной, рецепторной, выдели­тельной и теплорегуляционнои функции кожи, познакомить с правилами гигиены кожи, дать сведения о гнойничковых и травматических болезнях кожи (ссадины, царапины, ожоги, отморожения), а также о заболеваниях, связанных с наруше­нием теплорегуляции (тепловой и солнечный удары). Спе­циальный урок надо посвятить закаливанию организма и ги­гиеническим требованиям к одежде._1

При проведении урока основная задача учителя состоит в том, чтобы по возможности связать гистологическое строение кожи с макроскопическим строением.

Рассмотрев по таблице основные слои эпидермиса, соб­ственно кожи и подкожной жировой клетчатки, можно прове­сти с учащимися следующие наблюдения:

Задание 1. Рассмотреть под лупой тыльную поверхность кисти. Назвать ткань, которая находится на поверхности кожи. (Эпидермис.) Установить, куда ведут отверстия, из которых выходят стержни волос. (Поры, образованные выводными про­токами сальных желез.)

Обычно учащиеся обращают внимание на рельеф кожи, хорошо видимый под лупой. Кожа как бы разделена борозд­ками на ромбовидные и треугольные дольки. В их углах за­метны небольшие отверстия, поры, из которых выходят воло­сы. Под лупой хорошо заметно, что кожа блестит. Это проис­ходит от того, что поверхностные клетки эпидермиса покрыты салом. Продукты сальных желез выделяются через эти отвер­стия по стержню волоса. Учащиеся находят волос на таблице и убеждаются, что в волосяную сумку впадают протоки двух сальных желез, сопровождающих каждый волос. Эти железы находятся в собственно коже и в подкожной клетчатке. При этом полезно обратить внимание на толщину эпидермиса (0,5 мм) и-собственно кожи (2—3 мм), только в особо плот­ных местах, например на пятке, она может достигать большей величины (до 5 мм).

Разбирая функцию эпидермиса, учитель снова обращается к таблице, показывая на ней, что клетки эпидермиса лежат в несколько слоев. Наружные клетки обычно мертвы. Они за­полнены воздухом, покрыты роговым веществом. Благодаря верхнему слою эпидермиса, пропитанному кожным салом, ко­жа практически не пропускает воду. Она отделяет внутреннюю среду организма от внешней среды.

128

9 Заказ № 000

129

Задание 2. Рассмотреть поры - кожи ладони, определить их

значение.

Учащиеся через лупу рассматривают кожу ладони. Здесь тоже заметен кожный рельеф в виде борозд, но волос нет. Учитель просит учащихся найти поры. Обычно восьмикласс­ники находят поры с трудом. Рассмотрев таблицу, учащиеся приходят к выводу, что поры, найденные ими на коже ладони, есть не что иное, как выходные отверстия потовых желез. На ладонной стороне их обычно бывает много.

Потовую железу мюжно сравнить с почечным канальцем. Она представляет собой тоненькую трубочку, стенки которой обильно снабжены/капиллярами. Плазма крови частично диф­фундирует в полость потовой железы, при этом происходит изменение ее состава и вырабатывается пот. Учащимся важно разъяснить, что кожа становится влажной не потому, что она пропускает тканевую жидкость, а потому, что работают пото­вые и сальные железы.

Иногда учащиеся спрашивают о кожном дыхании. Через ко­жу за сутки при температуре +30 °С выводится 7—9 г угле­кислого газа и поглощается 3—4 г кислорода. Это составляет 2% всего газообмена в организме. Учащимся надо напомнить, что благодаря эпидермису кожа непроницаема ни для воды, ни для газов. Остается предположить, что кожное дыхание идет через потовые железы. Воздух проникает в полость труб­ки потовой железы. Здесь кислород воздуха растворяется в во­де и диффундирует в капилляры стенок потовой железы. Углекислый газ перемещается в обратном направлении.

Все эти данные следует использовать для гигиенического воспитания восьмиклассников. Им необходимо разъяснить, что грязь закупоривает поры и доступ воздуха к кожным капил­лярам прекращается. Скопившееся на поверхности кожное сало, смешавшись с грязью и частичками отслоившегося эпи­дермиса, может заблокировать сальные протоки. В результа­те они воспаляются, образуются нагноения, угри. Не меньший вред может принести и слишком частое мытье, особенно если пользоваться моющими средствами, предназначенными не для мытья тела, а для других целей. Недостаток кожного сала мо­жет привести к растрескиванию кожи, появлению травм. То же самое может произойти, если приходится долго держать руки в воде: стирка, мытье и т. д. Под действием влаги кожа может набухнуть, стать морщинистой. Однако это проходит по мере высыхания рук. Учитель может рассказать о простых средствах ухода за кожей, подчеркнув, что косметическими средствами надо пользоваться осторожно, лучше посоветовать­ся предварительно с врачом-дерматологом. Далее можно рас-- смотреть строение волоса по таблице.

Задание 3. Доказать, что корни волос имеют нервные окон­чания.

130

Для доказательства достаточно каким-либо предметом при­коснуться к волосу. Чувствуется прикосновение. Можно обра­тить внимание учащихся на особенность этих рецепторов: они реагируют лишь на прикосновение и снятие раздражения. По­стоянное воздействие обычно раздражения не вызывает (шляпа на голове не чувствуется). Учащимся можно разъяс­нить, что волос действует как рычаг. Когда до него дотраги­ваются, он изгибается и деформирует рецепторы. В головной мозг поступает залп нервных импульсов, и человек чувствует прикосновение. Если предмет, согнувший волос, убрать, волос распрямится и снова будет деформировать рецептор, находя­щийся у его корня. Вследствие этого рецептор раздражается снова, и нервные импульсы поступают в головной мозг. Если же предмет давит на волосы с постоянной силой и не меняет их положения, форма рецепторов не меняется к импульсы не возникают: нет раздражения.

Задание 4. Рассмотреть строение ногтя. Ответить на во­просы:

1.  С какой стороны ноготь растет? (С задней части ногте­вой пластинки, которая называется корнем ногтя.)

2.  Почему передняя поверхность ногтевой пластинки имеет розовый цвет? (Просвечивают кровеносные сосуды, которые находятся под ногтем.)

3.  Задний край ногтя образует луночку. Почему она белая? (Луночка состоит из плотных клеток, через которые кровенос­ные сосуды не просвечивают.)

4.  Какие факты доказывают, что в ногтях нет кровеносных сосудов и нервных окончаний? (При стрижке ногтей не течет кровь и не чувствуется боли.)

5. Почему нельзя грызть ногти и заусеницы? (а) Можно за­
нести инфекцию или заразиться глистами, яйца которых могут
оказаться под ногтями, б) Ногтевой валик окружен надкожи­
цей. Она не имеет нервных окончаний и кровеносных сосудов,
и ее можно «сгрызть» без боли, но при этом нередко обнажа­
ются глубжележащие слои валика, не защищенные от пора­
жения микроорганизмами. Эти слои начинают засыхать, обра­
зуются заусеницы, ногтевой валик воспаляется, деформирует­
ся, что может привести к серьезным кожным заболеваниям.)

Задание 5. Рассмотреть в лупу узоры на подушечках паль­цев. Доказать, что в бороздках находятся осязательные рецеп­торы, которые повышают чувствительность кожи в этих местах.