DIY心臟泵血及循環系統運行動態模型

李子牧

對人類而言，心臟有著非常特殊的地位，它是我們循環系統的總樞紐，通過心臟四腔運動，運送血液到全身各處。根據人體血液循環路徑的不同，血液循環可分為體循環和肺循環兩部分。血液由左心室進入主動脈，再流經全身的動脈、毛細血管網、靜脈，最后經上、下腔靜脈流入右心房的循環稱為體循環;血液由右心室進入肺動脈，再流經肺部的毛細血管網，最后由肺靜脈流回左心房的循環稱為肺循環。這個過程對我們人體非常重要，了解這個過程，會幫助我們更好地認識人體。

一、研究背景

制作心臟模型，是我對生物課老師講解的“人體內的物質運輸和能量供給”的一種深入探究。課堂上，老師在講解時展示了靜態的心臟模型，讓我對血液如何通過心臟運輸產生了極大的興趣。

血液真的可以按照書本上說的那樣在我們身體里面運行嗎？懷著好奇，我嘗試著按照書本上的知識，研究和制作心臟泵血及循環系統運行動態模型。

二、制作準備

在制作過程中，需要的工具和器具有：剪刀、美工刀、膠帶紙、扎帶、白板、洗瓶、硅膠管、單向閥、三通、變徑通、玻璃膠。

我希望能夠利用這些簡單的材料建立起設想中的動態模型，一方面加深我對本章內容的認知，鍛煉和培養我的創新實踐能力;另一方面可以給以后學習這章課程的學弟學妹進行動態展示，激發他們的學習興趣。

三、制作過程

（一）認識心臟的基本構造

心臟最基本的組成部分是左心房、左心室、右心房、右心室。心臟內有瓣膜，房室瓣位于心房與心室之間，只能向心室開;動脈瓣位于心室與動脈之間，只能朝向動脈開。其特征如下表所示：

心臟由發達的心肌構成，能晝夜不停地收縮和舒張，推動血液在血管里循環流動，是血液循環的動力器官。心臟由左右兩個“泵”協同工作，一次心跳包括了心臟的收縮和舒張。

（二）認識血管

血管包括動脈、靜脈和毛細血管3 種。動脈是把血液從心臟輸送到身體各部分的血管，靜脈是把血液從身體各部分送回心臟的血管，毛細血管則是連接小動脈和小靜脈的血管。血管布滿全身，血液就在這些血管里循環流動。

（三）制作動態模型

1. 研究圖紙

經過對心臟和循環系統的研究，我設計了如下的制作步驟：制作心臟的4 個腔;制作體循環的主動脈及經過的毛細血管網和上、下腔靜脈;制作肺循環的肺動脈及經過的毛細血管網和肺靜脈;注入紅墨水模擬血液。

2. 制作與裝配

對照圖紙后，在裝配中要注意細節。比如，為了保證血液的流向，特別注意用單向閥代替心臟的瓣膜，保證血液朝一個方向流動;用洗瓶模擬心臟的各個腔時，因為上、下腔是連通的，進行開洞后，一定要用玻璃膠封好，防止漏液。現將裝配要點制成表格，嚴格按照表格裝配。

3. 心臟泵血與循環系統運行的調試

制作及裝配完成以后，需要對心臟的搏動和血液在血管中的運行進行調試，主要是調試左心室泵血是否可以向血管中運輸血液。當血液通過左心室泵入血管、回流進右心房后，用力按壓模擬右心房的洗瓶，右心房的血液可以進入右心室;用力按壓模擬右心室的洗瓶，血液可以通過肺循環進入左心房。

調試時，要特別注意各連接處是否存在漏液、返流問題。

四、研究總結與反思

按照圖紙制作了模型后，可以演示心臟搏動和血液的體循環、肺循環。其優點是制作方便快捷，所用器材簡單、容易獲得;裝置半透明，可以清晰地展示血液在各個心臟腔室及血管中的流動。

但是，由于知識結構的不全面，我沒有設計出血液在通過體循環或肺循環后，會因為氧含量不同而發生顏色變化。我還需要開動腦筋，在實踐中不斷地改進和創新。我希望通過初三化學知識的學習，進一步完善和改進我的模型。

五、研究感悟

研究設計模型是一種好的學習方式，我們可以根據教材，用一些日常可見的器材動手實驗，通過分析實驗的結果，探究、發現、總結規律。這不僅讓我學到了知識，更讓我懂得做事的重要途徑——重在實踐，只有靠自己的雙手才能得到收獲。研究性學習轉變了我的學習觀念，改變了我“死讀書”的學習方式。研究性學習的實踐，激發了我自由創新的熱情，培養了我獨立思考、探究新事物的科學精神。