自制简易肺活量计
一,材料
(一)制作材料
1. 带盖儿透明塑料桶(如装金龙鱼食用油的塑料桶,5升;或鲜橙多塑料瓶,2升),60 ~80长的乳胶管 (约塑料桶身 高的2倍多),玻璃管.
2. 废旧搪瓷缸或油漆盒(内口径为8~10cm,高为9~11cm).
(二)其它使用材料
500 ml量杯,250ml量杯,直尺,三角尺,油性记号笔,酒精喷灯,瓷碗碎片,剪刀,锉刀等.
二,制作原理
肺活量是指一次深吸气后的最大呼出的气体容积.由于人体呼出的气体密度比水轻,在水中会上升,所以可以用"排水法"制作简易肺活量计.在塑料桶中装满水后倒过来放在水中,通过导管向桶内吹气,利用气体上升把桶底的水排出,水受重力自动向下流而水面下降的原理,可以进行肺活量测量.人体吹出气体的体积,就是桶内被排出的水所占的体积,即桶内被排空部分的容积.
三,制作方法
1. 标画刻度
(1)将塑料桶清洗干净.
(2)把塑料桶正放在水平桌面上.用量杯量500ml 水倒入塑料桶中,待水面平静后,在凹痕平行的两个面中央,用直尺刻度边与水的平面平行,用记号笔分别画出两条1.5cm 长的横线与水面水平重叠.(实际操作中要根据笔尖的粗细调整直尺刻度边与水的平面之间平行的距离,要让画的刻度线与水面水平重合,以减少误差.)
沿桶身分别在画出的两条横线的右端垂直画一条竖线,接下来应在两条垂直竖线的左边分别画水平刻度线,具体做法是:量100ml水,倒入塑料桶中,待水面平静后,画出1cm 长的横线与水面水平重合;再倒入100ml水,重复以上操作,只是在1000ml,1500ml,2000ml,2500ml,…… 刻度处用1.5cm 长的横线 ,其余用1cm 长的横线.一直画到5000ml 刻度线处为宜.(实际操作中,由于所选塑料桶表面凹凸不平,所画出的刻度线间的宽度并不均匀,能找到表面平整一致的透明塑料桶最好.画两组刻度,便于学生较多时进行自读和他读.)
(3)根据器材在三年级上学期使用时学生的年龄,身体,及动手操作的特点,我们还用容积为2l的鲜橙多瓶特意制作了一个2000ml 的,刻度精确到50 ml .特别适合刚升入三年级的学生使用.
2. 制作导管
(1)用酒精喷灯烧制弯曲出一个90°的直角弯玻璃管,两直角边长约4—8cm为宜,并将两端截面熔烧光滑.再制作一根长约8cm的直玻璃管,也将两端截面熔烧光滑,用做肺活量计的吹嘴.
(2)将直玻璃管和弯玻璃管分别连接在乳胶管的两端,制作成导管.
3. 制作支架
(1)支架的实际用途
教学中我们发现,刚升入三年级的小学生在自己动手测量时,在将装满水的塑料桶倒放入盆中,塑料桶极易滑倒,所以宜制作一个较沉重的,底部着力面积较大的支架支撑塑料桶.同时,塑料桶应垂直放立才利于准确读出测量值,然而,在实际的测量中,要学生自己使塑料桶垂直起来,操作起来是有一定难度的.为使学生的测量活动更为科学和准确,借助一个支架操作起来当然要容易一些.
(2)支架的制作方法
在废旧搪瓷缸或油漆盒的外壁上沿缸底起剪出一个高×长为7cm ×9cm 的洞,再在其对面也沿缸底剪出一个高×长为5cm ×5cm的洞.用锉刀将洞口边缘锉光滑不致伤人.这样,支架就算制作好了.
四,使用方法
1. 在平底盆中装如入小半盆水,把支架放入盆中.
2. 将塑料桶装满水,把盖儿拧紧后,倒扣入盆里放到支架上面,让桶嘴浸入水中后,再拧下盖儿,将直角玻璃管插入桶嘴,并调整塑料桶保持垂直.
3. 手持吹嘴,站立深深吸气至最大限度,双唇紧含吹嘴玻璃管,徐徐向桶内吹气,不要让气外漏,截止到不能再吹为止.沿水平位置读取刻度所对应的值,这个值就是所测得的肺活量. (在进行体格检查中的肺活量测试,测试者需要测量2~3次,每次间隔30秒以上,再次测试,记录时取最大值.)
4. 作为吹嘴使用的玻璃管,每个学生使用后,都应让唾液从直玻璃管中流出后清洗干净,再用酒精严格消毒,才能由下一个人使用.
五,在教学中的使用意义
一台精密的肺活量计(电子型,筒型)的价值从几百元到几千元不等,十分昂贵,一般学校均未能配备.这种自制的简易肺活量计虽然没有正规厂商生产的那样标准,但是它能弥补教学仪器的不足.它不仅可以应用于三年级的科学课教学中,还可以在学生成长各阶段的体育课中使用(进行体质测量).教学中引导学生在不同年龄阶段进行测量记录,统计全班同学的肺活量,从中体验自己的成长变化,还可以分析同班同学性别,年龄,自身健康情况及参加体育锻炼对肺活量的影响,从而激发学生学习科学的兴趣,提高学生科学素养,促进学生的全面发展.