Сердце работает циклически, но кровь не должна возвращаться назад при каждом расслаблении. Что задаёт направление?
Учителю: подготовка и план на 45 минут
На пару: распечатка ученической части PDF, карандаши двух цветов, линейка, простой калькулятор. Все схемы и исходные данные включены. Только готовые данные и бумажные модели. Не брать биологические пробы, не ограничивать сон, не проводить нагрузочных, болевых или иных физиологических испытаний. Не ставить диагнозы и не назначать лечение. Интернет, регистрация и аккаунты детям не нужны.
Уровень — начинающий исследователь, 9 класс. Предпосылки: понятия клетки, ткани и органа; чтение графиков, таблиц и стрелочных схем. В паре один описывает, второй проверяет, затем меняются. Все изображения и числовые серии учебные; работу по ним не выдавать за проведённый опыт. Подготовка и печать выполняются до урока; разборы открываются после самостоятельной попытки. При затруднении учитель разбирает первую строку вместе с классом, остальные учащиеся выполняют самостоятельно.
| Минуты | Работа | Результат |
|---|---|---|
| 0–5 | Проблема | Вопрос и первое решение |
| 5–14 | Понятия и пример | Способ проверки |
| 14–25 | Практика 1 | Готовый продукт и проверка |
| 25–33 | Практика 2 | Перенос способа |
| 33–40 | Обсуждение | Аргумент и ограничение |
| 40–45 | Индивидуальная проверка | Самостоятельный ответ |
01. Проблемная ситуация
0–5 минут. Представьте насос с камерой и двумя входами без клапанов. При сжатии жидкость может выйти в обе стороны. Нарисуйте, какие односторонние заслонки нужны. Затем объясните, достаточно ли просто назвать камеру «сердцем», чтобы поток стал направленным.
02. Понятия и разобранный пример
5–14 минут: 4 минуты на понятия, 3 на пример, 2 на объяснение способа партнёру.
Понятия и способ проверки
Сердечная мышца образует согласованно работающий миокард. Электрическое возбуждение и механическое сокращение связаны, но не тождественны: электрическая запись сама по себе не является измерением объёма выброшенной крови.
Систола — сокращение, диастола — расслабление соответствующих камер. Клапаны открываются и закрываются под действием разности давлений. Во время выброса из желудочка полулунный клапан открыт, предсердно-желудочковый закрыт. В некоторые фазы оба закрыты, поэтому правило «один всегда открыт» неверно.
В учебном упрощении длительность цикла T = 60/f, где f — число циклов за минуту. Минутный объём Q = f × V, где V — ударный объём одного желудочка. Правый и левый желудочки включены последовательно; их объёмы не складывают как два независимых источника для большого круга.
Работайте по подписям и масштабу; рисунки условные и не заменяют запись реального наблюдения.
Разбор: f = 75 мин⁻¹, V = 70 мл. T = 60/75 = 0,8 с; Q = 75 × 70 = 5250 мл/мин = 5,25 л/мин. Значения заданы для модели и не оценивают здоровье. Если известна только частота, минутный объём определить нельзя: нужен V.
03. Практика 1. Проверяем материал
Данные для самостоятельного анализа
14–25 минут. Все записи ниже — учебные данные, а не результаты обследования учеников. В паре: 3 минуты на чтение и разметку, 5 на решение, 3 на взаимную проверку по критериям.
| Фаза | Соотношение давлений | Что определить |
|---|---|---|
| А | В предсердии выше, чем в желудочке; в артерии выше, чем в желудочке | Клапаны и поток |
| Б | В желудочке выше, чем в предсердии, но ниже, чем в артерии | Клапаны до выброса |
| В | В желудочке выше, чем в предсердии и артерии | Клапаны при выбросе |
Для А–В обозначьте состояние обоих клапанов и наличие выброса в артерию. После этого рассчитайте T и Q для f = 60 мин⁻¹, V = 80 мл. Сдайте три строки объяснений и расчёт. Критерий: решение опирается на перепад давления, а не на заученное название фазы.
Практика 1: разбор и критерии
А: предсердно-желудочковый открыт, полулунный закрыт, идёт наполнение. Б: оба закрыты, выброса нет. В: первый закрыт, второй открыт, идёт выброс. T = 1 с, Q = 4800 мл/мин = 4,8 л/мин. 5 баллов: три состояния и две величины.
04. Практика 2. Перенос способа
Новое условие
25–33 минуты. Две условные записи имеют одинаковую частоту 80 мин⁻¹, но ударные объёмы 60 и 75 мл. Найдите минутные объёмы и разность. Затем ответьте: можно ли заменить данные об объёме одной электрической записью без дополнительных сведений?
Практика 2: разбор и критерии
Q₁ = 4,8 л/мин, Q₂ = 6,0 л/мин, разность 1,2 л/мин. Одинаковая частота не гарантирует одинаковый выброс; электрическая запись не даёт ударный объём напрямую. 4 балла: два объёма, разность, ограничение.
05. Обсуждение и границы вывода
33–40 минут. Сравните «клапан сам выталкивает кровь» и «клапан направляет поток, создаваемый перепадами давления». Как случаи Б и В помогают выбрать объяснение?
Обсуждение: возможный вывод
В Б давления ещё недостаточно для открытия выхода, в В оно становится выше артериального. Клапан не заменяет мышечный насос; его роль — ограничивать обратный поток. Оба закрытых клапана возможны без прекращения всего цикла.
06. Индивидуальная проверка
40–45 минут. В модели f = 100 мин⁻¹, V = 50 мл. Найдите T и Q. Назовите состояние клапанов во время выброса из желудочка.
Индивидуальная проверка: ответ и критерии
T = 0,6 с, Q = 5 л/мин. Предсердно-желудочковый закрыт, полулунный открыт. 3 балла: время, объём с единицей, оба клапана.
07. Соответствие исходной программе
Пункт программы → действие → результат
| Пункт программы | Действие ученика | Проверяемый результат |
|---|---|---|
| Особенности сердечной мышцы | Разделяет возбуждение и сокращение | Не приравнивает электрическую запись к выбросу |
| Строение и работа органов кровообращения | Анализирует давления и цикл | Объясняет клапаны и рассчитывает объём |
Источники и права на изображения
Тексты, задания, учебные данные и схемы разработаны для портала «Школы России». Числовые серии — учебные модели, не результаты проведённых классом опытов. Схемы авторские, не копии микрофотографий; сторонние изображения не используются. Фактические сведения сверены по указанным источникам 19.10.2026. Материалы полностью даны, переход по внешним ссылкам ученику не требуется.