人体血液循环演示仪的制作

文　何春林 杜振发 祖连娥

人体血液循环演示仪的制作

文何春林 杜振发 祖连娥

一、创新演示仪的目的

血液在心脏和血管组成的封闭管道内进行的循环流动只是一个过程，而血液循环可以不断地将氧气和营养物质送到组织细胞，同时把组织细胞产生的二氧化碳等废物及时的运走，从而保证了身体细胞正常的生理活动。这一过程既复杂，又抽象，我们设计了一套实验仪器，既能演示人体心脏的跳动，又能演示血液的循环，关键的是形象的显示出血液在组织细胞内的物质交换这一教学难点，演示效果大大增强。

二、制作用品及设计思路

1.用品

单向阀、盐水瓶、输液软管、盐酸溶液、氢氧化钠溶液、紫色石蕊溶液、无色酚酞试液等。

2.设计思路

(1)用单向阀作为房室瓣和动脉瓣；用静脉滴注软管作为血管。

(2)用四个塑料盐水瓶制作心脏。

(3)用酸碱指示剂，通过与酸碱反应时颜色的变化，揭示血液在组织细胞内的交换。

(4)制作偏心轮(或传动杠杆)，通过偏心轮的转动(或杠杆连动)挤压心脏，演示心脏的跳动。

详细的草图如图1所示。

图1　设计草图

三、制作过程

1.心脏制作

取4个250 cm的塑料盐水瓶，用单向阀两两黏合，最后黏合在一起(如图2所示)。注：务必注意单向阀的流向。

图2　心脏制作示意图

2.肺部毛细血管网和全身毛细血管网的制作

(1)将注射器软管盘成环状，底部固定，环的上半部打孔，内径为1.5 mm左右。

(2)将环状软管从盐水瓶口放入瓶内，将软管从盐水瓶两侧打孔拉出，用无影胶粘合密封(如图3所示)。

图3　肺部和全身毛细血管网制作

(3)连接

在左侧下部的盐水瓶上安装进液单向阀，相当于静脉瓣。在右侧下部的盐水瓶上安装出液单向阀，相当于动脉瓣。盐水瓶中间的单向阀相当于房室瓣。

用输液软管代表血管，按照血液循环的方式连接心脏与肺部毛细血管网和全身毛细血管网，形成人体血液循环系统(如图4所示)。

图4　演示仪组装示意图

浅蓝色代表肺动脉；深蓝色代表腔静脉；粉红色代表肺静脉；红色代表主动脉。

3.指示剂的配置

(1)静脉血指示剂配置

取480 ml纯净水，加入5 ml石蕊试液和15 ml饱和酚酞试液，制成静脉血指示剂。

(2)动脉血脉血指示剂

取480 ml纯净水，加入10 ml石蕊试液、5 ml饱和酚酞试液、5 ml氢氧化钠溶液，制成动脉血指示剂。

(3)肺部毛细血管网内指示剂配置

取480 ml纯净水，加入20 ml氢氧化钠溶液，制成肺部毛细血管网内指示剂。

(4)全身毛细血管网指示剂配置

取480 ml纯净水，加入20 ml盐酸溶液，制成全身毛细血管网内指示剂。

4.驱动杠杆制作

利用钢管和钢片制作一套驱动杠杆，长度为24 cm，固定轴距离下部10 cm。(如图5、6所示)

图5　驱动杠杆制作

图6 驱动杠杆安装位置

5.心脏搏动演示仪

用硬纸板剪出两片心形的纸片，大小略小于四个盐水瓶。

重叠后在上部中间连接，下端开放。(如图7所示)

图7　心脏搏动演示片

6.演示仪安装盒的制作

演示仪安装盒的制作尺寸：(30×60×10)cm。

制作材料：宝丽板、木板，亚克力板

(1)先用木板钉好框架，用宝丽板制作盒面。

(2)盒内填充厚度为6 cm左右泡沫板，根据演示仪的尺寸与形状切割安放孔。

(3)根据盒体尺寸制作演示仪面板，根据演示仪的具体位置，在面板上打出血管穿出孔，割出心脏、肺部毛细血管网和全身毛细血管网观察窗。

图8　演示仪安装盒制作

图9　安装示意图

四、仪器组装

(1)将驱动杠杆安装到相应的位置。

(2)将演示仪安放在泡沫板内，用胶带固定。

(3)将面板覆盖在布面并固定。

(4)心脏搏动演示仪连接到杠杆上。

(5)将指示剂注入相应的盐水瓶内。

五、反应原理及实验操作过程

(1)静脉血是石蕊与酚酞的混合液，呈现淡紫色。

(2)动脉血是石蕊、酚酞、氢氧化钠的混合溶液，呈现鲜红色。

(3)挤压心脏，静脉血由右心房进入右心室，然后进入肺部毛细血管网，酚酞与过量的氢氧化钠溶液完全反应，呈现鲜红色，静脉血变成动脉血。

(4)动脉血由左心房进入左心室，然后进入全身毛细血管网，动脉血中的氢氧化钠溶液与过量的盐酸完全反应，溶液呈酸性，鲜红色褪去，溶液恢复紫红色，动脉血变成静脉血，经体静脉进入右心房。

(5)扩张心脏，动脉血经肺静脉进入左心房；静脉血经体静脉进入右心房。

图10　人体血液循环课堂教学

六、创新点及意义

(1)利用酸碱指示剂演示了静脉血与动脉血的变化过程。

(2)一套实验仪器，既能演示人体心脏的跳动和血液的循环，又能揭示血液在组织细胞内的物质交换。

(3)制作简单，操作方便，现象明显。

作者信息

何春林，本科，中教一级。山东省寿光市侯镇二中，262724

杜振发，本科，中教高级。山东省寿光市教研室，262700

祖连娥，本科，中教一级。山东省寿光市侯镇二中，262724