Інформація для вчителів
Опис
Використання спірометра для визначення різних показників
Мета цього експерименту - визначити об'єм легень залежно від розмірів тіла і відобразити це у вигляді графіка.
Для ознайомлення з темою рекомендується попередньо виконати експеримент "Пряме визначення об'єму легень за допомогою спірограми з Cobra SMARTsense" (P8001169), оскільки там також визначається життєва ємність легень. Значення життєвої ємності легень можна визначити повторно, або використати значення, яке вже було визначено в експерименті.
Додаткова інформація для вчителів (1/4)
попередні знання
Принцип
Учні вже повинні знати серцево-судинну систему організму і те, як організм отримує кисень. Вони також повинні мати базові знання про функцію легень.
Зв'язок між об'ємом легень і розміром тіла показує лінійну залежність.
Додаткова інформація для вчителів (2/4)
Мета навчання
Учні мають усвідомити, що відмінності в спортивних результатах чоловіків і жінок не залежать від об'єму легень. (Замість цього вони залежать від різниці в м'язовій масі, але в цьому експерименті це не розглядається).
Завдання
Учні та студенти за допомогою спірометра визначають життєву ємність легень у літрах. Вони об'єднують ці дані з даними інших учасників дослідження в групі.
Учні також визначають розміри тіла і встановлюють зв'язок між розмірами тіла (або статтю) та життєвою ємністю легень.
Додаткова інформація для вчителів (3/4)
Зв'язок об'єму легень від розміру тіла має лінійну залежність. У цьому експерименті вона представлена у вигляді рівняння прямої (яке є унікальним для учасників досліджуваної групи). Це рівняння представляє остаточний результат експерименту. Тому необхідно, аби учні або студенти зрозуміли, що об'єм легень залежить не від статі, а від розмірів тіла (а також від ваги, віку, курця/некурця тощо). Крім того, можна також побудувати графік залежності об'єму легень від маси тіла.
Ця серія експериментів особливо актуальна для фізіології спортивних вправ, оскільки можна показати, що більша швидкість бігу у чоловіків, порівняно з жінками, не залежить від об'єму легень (тобто від кількості кисню, вдихається легенями).
Додаткова інформація для вчителів (4/4)
Зауваження щодо виконання роботи
Переконайтеся в тому, що випробовувані проводять експерименти в положенні стоячи. Це важливо для створення однакових умов під час проведення експерименту. Легені людини поводяться по-різному з точки зору їхнього об'єму в положенні сидячи, ніж у положенні стоячи. Це гарантує порівнянність результатів.
Крім того, з гігієнічних міркувань, переконайтеся, що кожен учасник експерименту використовує свій загубник (мундштук) з фільтром (нову запаковану картонну трубку).
Для визначення різних параметрів легень поясніть учасникам дослідження, наскільки глибоко вони мають вдихати та видихати повітря.
Об'єм легень відрізняється від людини до людини. Це залежить від віку, рівня фізичної підготовки, захворювань легенів та інших факторів.
Інструкції з техніки безпеки
- Враховуйте фізичну статуру учнів і студентів у межах фізичного навантаження!
Прилад, що використовується, не є медичним вимірювальним приладом. Вимірювані параметри дають уявлення про спірометрію. Відхилення результатів вимірювань між учасниками експерименту або приведеними прикладами не повинні розглядатися як патологія в медичному сенсі. Медична експертиза може бути отримана тільки в рамках повного обстеження легень, проведеного лікарем.
До цього експерименту застосовуються загальні інструкції щодо безпечного проведення експериментів під час викладання природничих наук.
Крім того, з гігієнічних міркувань, переконайтеся, що кожен учасник експерименту використовує свій загубник (мундштук) з фільтром (нову запаковану картонну трубку).
Інформація для учнів
Мотивація
Мета цього експерименту - визначити залежність між об'ємом легень та розміром тіла і відобразити це у вигляді графіка. Крім того, метод дослідження цього експерименту показує, що об'єм легень не є гендерно-специфічною характеристикою, яка призводить до відмінностей у спортивних результатах між чоловіками та жінками.
Використання спірометра для визначення різних параметрів
Завдання
- Визначте життєву ємність легень в літрах за допомогою спірометра. Об'єднайте ці дані з даними інших учасників дослідження в групі.
- Визначте свій зріст у сантиметрах, щоб можна було обговорити взаємозв'язок між зростом (або статтю) і життєвою ємністю легень.
- За бажанням, замість розмірів тіла у порівнянні життєвою ємністю легень можна використовувати масу (вагу) тіла.
Матеріал
| Позиція | Матеріал | Пункт №. | Кількість |
|---|---|---|---|
| 1 | Cobra SMARTsense Spirometer - Датчик для вимірювання об'єму дихання ± 10 л/с (Bluetooth + USB) | 12936-01 | 1 |
| 2 | Рулетка, l=2 м | 09936-00 | 1 |
| 3 | measureAPP - безкоштовне програмне забезпечення для вимірювання для всіх пристроїв та операційних систем | 14581-61 | 1 |
Підготовка (1/2)
Для вимірювання за допомогою датчиків Cobra SMARTsense необхідне додаток PHYWE measureAPP. Цей застосунок можна безкоштовно завантажити з відповідного магазину додатків (QR-коди дивіться нижче). Перед запуском додатка, будь ласка переконайтеся, що на Вашому пристрої (смартфоні, планшеті, персональному комп'ютері) активовано Bluetooth.
iOS
Android
Windows
Підготовка (2/2)
Спірометр Cobra SMARTsense
- Увімкніть спірометр Cobra SMARTsense, натиснувши кнопку живлення. Датчик розпізнається автоматично.
- Виберіть спірометр Cobra SMARTsense (Cobra SMARTsense Spirometer) у PHYWE measureAPP. Тепер завантажено всі попередні налаштування, необхідні для запису значень прямого вимірювання. Під час вимірювання об'єм автоматично відображається як функція часу.
Виконання роботи (1/2)
Об'єм видиху як життєва ємність у літрах
- У положенні стоячи, кілька разів зробіть нормальний вдих і видих. Тепер вдихніть якомога глибше.
- Помістіть загубник (мундштук) спірометра так, щоб Ваші губи повністю притискали мундштук. За необхідності затисніть ніс, щоб повітря не виходило через ніс.
- Почніть вимірювання.
- Тепер видихніть якомога більше раніше вдихуваного повітря.
- Виміряйте об'єм видиху як життєву ємність легень (VC) у літрах. Завершіть і збережіть вимірювання
Виконання роботи (2/2)
- Визначте свій зріст у сантиметрах.
- Зберіть дані учасників дослідження і використовуйте Excel для створення таблиці, в якій об'єми легень показані залежно від розміру тіла (приблизна таблиця вгорі праворуч).
- Також створіть другу таблицю, в якій представте об'єм легень залежно від розміру тіла та статі (чоловік/жінка).
- Створіть діаграму "Об'єм легень залежно від розміру тіла" (приклад на рисунку внизу праворуч).
- Знайдіть об'єм легень для людини такого ж віку, що й Ви, але зростом 205 см.
Протокол
Завдання 1
Яка Ваша життєва ємність легень у літрах? Ви можете проаналізувати графік за допомогою інструменту "Вимірювання".
Дані вимірювань для визначення VC
Завдання 2
Питання
Завдання 3
Питання