Какое значение для мышечной системы имеет активный отдых?
Урок по теме: “Работа мышц. Утомление” в 9-х классах
Разделы: Биология
Ответы выделены курсивным шрифтом.
Цели: на основе самонаблюдений сформировать понятие работы мышц, роли нагрузки и ритма работы на развитие утомления, закрепить знания по физике.
Оборудование: видеофрагмент «Работа мышц», кодоскоп, дидактические карточки, таблицы по теме: «Гигиена опорно-двигательной системы» – «Влияние физических упражнений на организм».
В начале урока ставится проблемный вопрос, на который ученики должны ответить:
«От чего зависит работа мышц и утомление?»
1. Изучение нового материала
Класс перед уроком разбивается на 4 группы по 6 человек в каждой. Задания по дидактическим карточкам выполняются группой.
Учитель. Какие условия необходимы для работы мышц?
/Учащиеся отвечают, а учитель записывает на доске/
1) Нервные импульсы.
Учитель. Откуда поступают нервные импульсы?
(Из головного и спинного мозга)
Где находятся высшие двигательные центры?
(Кора больших полушарий, перед центральной бороздой)
Учитель. Каждая мышца имеет двойное подчинение. По одним нервам подаются импульсы от головного мозга. Они вызывают сокращение мышц. Каждое мышечное волокно изолировано от соседних с ним волокон и сокращается с максимальной для него силой. Сила и степень сокращения всей мышцы зависит от числа сокращения волокон. Другие импульсы, отходящие от узлов, которые лежат по бокам спинного мозга, регулируют их питание.
Рассмотрим эти физиологические процессы на примере нервно-мышечного препарата лягушки.
Включается видеофрагмент. После просмотра учащиеся в течение 5 минут заполняют схемы на дидактических карточках по группам. Эти схемы начерчены и на доске.
Вещества, необходимые и образующиеся при энергетических процессах в мышцах:
органические вещества + кислород => углекислый газ + вода + энергия
Схемы заполняются учениками из любой группы у доски, – кто быстрее.
Учитель. Какой вывод из этого следует?
(Для работы мышц необходимы нервные импульсы и энергия, которая образуется в результате окисления органических веществ в присутствии кислорода.)
Учитель. В каких органоидах клетки идет этот процесс?
Учитель. Различают динамическую работу мышц, когда сокращение чередуется с расслаблением, и статическую, например, удержание груза в одном положении. Статическая работа приводит к быстрому утомлению.
Работа с учебником (Биология: Человек – под редакцией гл.-корр. Российской Академии образования А. С. Батуева)
(Вопросы записаны на доске)
Найдите ответы на вопросы:
Что такое утомление?
(Временное снижение работоспособности мышц, наступающее в результате работы)
Что является ведущей ролью в утомлении?
(Не усталость мышц, а утомление двигательных нейронов)
Учитель. Установлено, что для более быстрого восстановления работоспособности благоприятнее не постоянный покой, а интенсивная работа другой группы мышц. Русский физиолог Иван Михайлович Сеченов, который разработал теорию утомления, назвал это активным отдыхом.
Определим, что влияет на продолжительность работы мышц; от чего зависит утомление.
Учащиеся в течение 10 минут группами работают по дидактическим карточкам. Текст заданий демонстрируется на доске с помощью кодоскопа. После выполнения работы идет обсуждение. Учащиеся каждой группы демонстрируют результаты, а учитель делает записи на доске.
а, б – точки приложения сил; в – точка опоры
демонстрируется с помощью кодоскопа
Во время физических упражнений человек встал на цыпочки и приподнялся на 10 см. Пользуясь рисунком и своими знаниями по физике о рычагах, объясните действие костей стопы как рычага: а) какую работу производит при этом икроножная мышца? б) Что является при таком положении костей стопы и голени точной опоры, плечом действующей силы и плечом силы сопротивления?
Икроножная мышца развивает большую силу
по принципу рычага, где «в» – точка опоры
– фаланги пальцев, «а» и «б» – l – плечо действующей силы
(мышц) и плечо силы сопротивления пола.
M = Fl, где M – момент силы, l – плечо.
Икроножная мышца одна из сильных, при ее работе
химическая энергия переходит в механическую.
В данной группе работу выполняют два ученика: один занимается в спортивной секции, другой – только на уроках физкультуры.
Влияние величины нагрузки на развитие утомления
Урок по теме: “Работа мышц. Утомление”
Урок по теме: “Работа мышц. Утомление”
Цели: на основе самонаблюдений сформировать понятие работы мышц, роли нагрузки и ритма работы на развитие утомления, закрепить знания по физике.
б) воспитательные: выявление условий работы человека, повышающих
работоспособность мышц.
в) развивающие – продолжить формирование у учащихся умения
сравнивать, сопоставлять, обобщать факты из разных областей науки и
переносить знания из одной области деятельности в другую.
Оборудование: видеофрагмент «Работа мышц», дидактические карточки, гантели, динамометр, секундомер. Презентация (приложение)
Класс перед уроком разбивается на 5 группы по 5- 6 человек в каждой. Задания по дидактическим карточкам выполняются группой.
В начале урока ставится проблемный вопрос, на который ученики должны ответить:
«Каким образом мышцы совершают работу?» «От чего зависит работа мышц и утомление?
а) механизм работы мышц.
Для того, чтобы ответить на первый вопрос, вам необходимо вспомнить из курса физики, что такое работа? Какие используются механизмы для совершения работы? Работа – это сокращение мышцы, при котором она может поднимать или перемещать какой-либо груз. (А=m•h•n)
Сейчас вы вспомнили, что такое механическая работа и знаете, что для её совершения используются простые механизмы, называемые рычагами. Давайте с вами подумаем, а в живой природе мы встречаемся с рычагами? Приведите примеры.
На данных рисунках показать примеры действия рычагов в теле человека.
На рисунке (Рычаг II рода, показывает, как мы можем удержать груз в руке. Вес груза уравновешивается силой мышцы).
Сокращаясь, мышцы приводят в движение кости, действуя на них, как на рычаги. Кости начинают двигаться вокруг точки опоры под влиянием приложенной к ним силы.
Движение в любом суставе обеспечивается как минимум двумя мышцами, действующими в противоположных направлениях. Их называют мышцы-сгибатели и мышцы-разгибатели. Например, при сгибании руки двуглавая мышца плеча сокращается, а трехглавая мышца расслабляется. Это происходит потому, что возбуждение двуглавой мышцы через центральную нервную систему вызывает расслабление трехглавой мышцы.
Скелетные мышцы прикрепляются с двух сторон от сустава и при своем сокращении производят в нем движение. Обычно мышцы, осуществляющие сгибание, – флексторы – находятся спереди, а производящие разгибание – экстензоры – сзади от сустава. Только в коленном и голеностопном суставах передние мышцы, наоборот, производят разгибание, а задние – сгибание.
Итак, мышцы при напряжении и сокращении совершают работу. Но ведь любой механизм требует контроля? и любая работа требует определённых затрат энергии.
– Для того, чтобы ответить на первую часть вопроса просмотрим фрагмент видеофильма.
– Итак, какая система регулирует работу мышц? (спинной и головной мозг);
– Где находятся центры движения мышц? ( кора больших полушарий; передняя центральная борозда)
– Мы выяснили какая система контролирует работу мышц. Но вы так же из курса физики знаете, что любая работа требует определённых затрат энергии
За счет какой энергии работают мышцы? Поперечно-полосатые мышцы – это «двигатели» в которых химическая энергия превращается в механическую.
Откуда же берется химическая энергия в мышцах? Просмотрим видеофрагмент.
– в мышечных волокнах происходит распад органических веществ при участии кислорода, в результате которого выделяется энергия
Известно, что мышцы используют на движение 33% химической энергии, а 67% энергии расходуется в виде тепла. Вот почему на холоде человек старается больше двигаться, подогревая себя за счет энергии, вырабатываемой мышцами.
Может ли мышца работать бесконечно? Почему?
Временное снижение работоспособности, наступающее в результате работы, называется утомлением. Установлено, однако, что утомление наступает прежде всего не в самой мышце, а в центральной нервной системе. В нервной системе и в мышцах временно изменяется обмен веществ. При длительной работе накапливаются вещества, которые препятствуют проведению возбуждения и сокращению мышц. Необходим отдых, чтобы восстановить работоспособность участков нервной системы и мышц. Работоспособность мышц находиться в прямо пропорциональной зависимости от быстроты утомления. Какие же факторы влияют на быстроту утомления мышц? – величина нагрузки, вид работы(статическая или динамическая) и ритм. Чтобы выяснить, как конкретно влияют эти факторы на работоспособность мышц, вам предлагается исследовать эту проблему опытным путем.
Но сначала давайте выясним, какие опыты вы бы предложили сами.
Перед вами находятся карточки с алгоритмом работы на задание вам даётся 10 мин.
(работа по группам)
Практическая работа №1
«Влияние величины нагрузки на развитие утомления».
Задание: Последовательно сгибайте руку с гантелями разной массы(1, 3, 6 кг.) с одной и той же скоростью. В каждом случае сосчитайте число движений, отметьте время наступления утомления (в секунду) и вычислите проделанную работу (A = F•S•n, F = 1 кг = 10 H, 1 кг = 1•9,8 H =10 Н
где S – расстояние; n – число движений.) Полученные данные занесите в таблицу.
Физиология двигательного аппарата. Биоэнергетика
Движения человека – это сложнейший вид деятельности организма. Они осуществляются двигательным аппаратом, активными тканями которого являются нервная и мышечная. Скелетные мышцы приходят в активное состояние под воздействием импульсов, посылаемых к ним мотонейронами, аксоны которых иннервируют мускулатуру туловища и конечностей. Мотонейроны возбуждаются импульсами, поступающими от других нейронов.
Влияние ЦНС на скелетные мышцы осуществляется посредством периферических нервов. К скелетным мышцам подходят смешанные нервы. Они имеют в своем составе центробежные волокна, несущие импульсы из ЦНС к мышцам, а также центростремительные волокна, несущие возбуждение от мышц в спинной и головной мозг. Чем больше в смешанном нерве волокон, тем он толще. В смешанном нерве имеются двигательные, чувствительные, вегетативные нервные волокна. Место контакта нервного окончания с мышечным волокном называется нервно-мышечным окончанием или нервно-мышечным синапсом.
Нервно- мышечный синапс способен обеспечить переход возбуждения с нервного окончания аксона на мышечную клетку.
Вопросы для самоконтроля:
Какое строение имеет синапс?
Что такое медиатор? Какое вещество является медиатором в нервно-мышечном соединении?
Какими особенностями характеризуется проведение возбуждения?
Основные понятия и термины: сократимость, мотонейрон, максимальная сила, относительная сила , анатомический поперечник, физиологический поперечник, абсолютная сила, силовой дефицит, гипертрофия мышцы, КПД мышцы.
Практическое занятие № 18
Выявление причин наступления утомления и изучение с помощью эргометра закона среднего ритма и средних нагрузок
Цель: выявить причины наступления утомления, значение закона средних нагрузок и закона среднего ритма.
Оборудование: гантели 1, 3, 5 кг, секундомер
Что такое утомление?
В чем причины утомления?
Что такое динамическая и статическая работа?
Испытуемый последовательно, после небольших перерывов (3-5 мин.), сгибает руку с гантелями разной массы ( в одном ритме). Экспериментатор фиксирует время начала утомления (чувства усталости в мышцах у испытуемого). В момент наступления упражнения прекращается.
Рассчитайте работу мышц, совершаемую ими в эксперименте, где t- время (с); S-путь руки (см); A- работа (см 2 х кг) /с; m-масса (кг) гантели. Формула расчета работы мышц при подъеме гантелей:
Ответьте на вопросы:
Проанализируйте таблицу. Какая зависимость между нагрузкой, совершаемой работой и утомлением? Какое значение для мышечной системы имеет активный отдых? Как на организм влияет гиподинамия? При какой нагрузке и каком ритме величина работы будет наибольшей при наименьшем утомлении?
Чусов Ю.Н. Физиология человека, стр. 95-100
ПК 1.1. Определять цели и задачи, планировать учебные занятия;
ПК 3.3. Оформлять педагогические разработки в виде отчетов, рефератов, выступлений;
ПК 3.4. Участвовать в исследовательской и проектной деятельности в области физического воспитания.
ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес;
ОК 2. Организовывать собственную деятельность, определять методы решения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество;
ОК 3. Оценивать риски и принимать решения в нестандартных ситуациях;
ОК 4. Осуществлять поиск, анализ и оценку информации, необходимой для постановки и решения профессиональных задач, профессионального и личностного развития;
ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии для совершенствования профессиональной деятельности;
ОК 6. Работать в коллективе и команде, взаимодействовать с руководством, коллегами и социальными партнерами;
Тема 2.2.
Физиологические состояния организма в разные периоды выполнения мышечной работы
Различают предрабочее, рабочее, послерабочее состояние организма, связанные между собой и переходящее одно в другое. При спортивной деятельности уже в предрабочий период изменяются функции организма. Возникают предстартовые и стартовые реакции. В начальный период мышечной работы происходит врабатывание организма. За период врабатывания при длительной мышечной деятельности наступает устойчивое состояние, для которого при работе умеренной мощности характерно равенство между кислородном запросом и его потреблением. При выполнении напряженной мышечной работы развивается состояние утомления, снижающее мощность работы. Оно предохраняет организм от переутомления. По прекращении работы наступает период восстановления истраченных во время работы энергетических ресурсов и функционального состояния организма. При очень глубоком утомлении восстановительные процессы затягиваются, работоспособность длительное время остается сниженной.
Предрабочее, рабочее, послерабочее состояния выражены наиболее ярко при значительных физических нагрузках (в условиях соревнований).
Основные понятия и термины: предстартовое состояние, боевая готовность, стартовая лихорадка, стартовая апатия, разминка, врабатывание, «мертвая точка», второе дыхание.
Практическое занятие № 19
Составление и обоснование с физиологической точки зрения комплекса физических упражнений для общей и специальной разминки.
Цель: составить и проанализировать с физиологической точки зрения комплекс упражнений для общей и специальной разминки.
1. Что такое разминка, и с какой целью ее проводят?
2. В каких случаях проводят общую и специальную разминку? Какова цель проведения общей и специальной разминки?
3. Какие требования существуют для проведения общей и специальной разминки?
Составьте в виде таблицы комплекс упражнений, которые можно проводить в общей разминке и специальной. Укажите физиологическое обоснование проводимых физических упражнений. Соревнования, для которых будете разрабатывать комплекс упражнений специальной разминки, выберите самостоятельно.
Проанализируйте таблицу, и выявите различия между комплексом упражнений, физиологическими требованиями со стороны работы внутренних органов для специальной и общей разминки.
Серопегин И.М. Физиология человека, стр. 197
Чусов Ю.Н. Физиология человека, стр. 205-206
ПК 1.1. Определять цели и задачи, планировать учебные занятия;
ПК 3.3. Оформлять педагогические разработки в виде отчетов, рефератов, выступлений;
ПК 3.4. Участвовать в исследовательской и проектной деятельности в области физического воспитания.
ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес;
ОК 2. Организовывать собственную деятельность, определять методы решения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество;
ОК 3. Оценивать риски и принимать решения в нестандартных ситуациях;
Практическое занятие № 20
Оценка с физиологической точки зрения занятий физическими упражнениями в режиме дня детей подросткового возраста.
Цель: оценить значение физических упражнений с точки зрения физиологии для подростков.
1. Что такое физическое развитие человека?
2. Чем характеризуется физическое развитие подростков?
1. Рассмотреть изменения деятельности сердечно -сосудистой, дыхательной систем, особенности кровообращения при выполнении физических упражнений.
2. Проанализировать таблицы, выявить физиологические изменения со стороны органов кровообращения и дыхания.
3. Сделайте вывод о том, как необходимо проводить физические упражнения у подростков, опираясь на физиологические особенности их возраста.
Возрастные показатели деятельности сердечно -сосудистой системы
Источники:
http://urok.1sept.ru/%D1%81%D1%82%D0%B0%D1%82%D1%8C%D0%B8/211045/
http://pandia.ru/text/79/088/13113.php
http://sites.google.com/view/3kurs/%D1%83%D1%87%D0%B5%D0%B1%D0%BD%D0%B8%D0%BA/%D1%84%D0%B8%D0%B7%D0%B8%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D1%8F-%D0%B4%D0%B2%D0%B8%D0%B3%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE-%D0%B0%D0%BF%D0%BF%D0%B0%D1%80%D0%B0%D1%82%D0%B0-%D0%B1%D0%B8%D0%BE%D1%8D%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%B5%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B0
