肋骨外翻运动模型的创新研究
呼吸运动时,由于呼吸肌的收缩和放松,胸部增大和收缩。这种生理过程在教学中很难让学生理解,尤其是胸廓的侧向扩张和收缩,是教学中的一大难点。实验室里的模型是一体化模型,胸廓只能前后摆动,大小一致,肋间肌不动,会给学生造成一种错误的理解。因此,笔者想制作一个模型,可以展示人体呼吸时肋间肌运动引起的胸廓变化,以帮助教学。
2研究过程
2.1首次生产
一个肋骨运动模型由四块木板、钉子和松紧带组成(图1)。教师演示,学生可以看到肋间外肌的收缩和放松,带动肋骨和胸骨运动,使胸廓前后径扩大和缩小。
缺点:没有名称标签,难以区分零件;牵拉肋间外肌时,中间收缩两端松弛,产生错觉;没有肋间肌;树荫很大。
2.2改进流程
肋骨运动模型的改进方案如图2所示,三种改进方案的比较见表1。
2.3最终模型的制作过程(图4)
(1)背板的制作:选择一块高100 cm,宽70 cm的铝塑板,用铝合金边框围起来,背面压上支架,制作背板。
(2)制作肋间肌:剪两条白色弹力带,长度均为50cm;用红色记号笔在弹力带上每隔9厘米画一条线段,标明肋外肌和肋内肌;将塑料管剪成6厘米长的段,每隔3厘米用缝衣针将塑料管缝在弹力带背面;在塑料管里放一根拉绳。
(3)胸廓制作:将白色躯干锯成4段,长度分别为43cm(肋骨两段)、40 cm(脊柱一段)、29 cm(胸骨一段),并贴上姓名;将每个线槽中间的缝隙分开,在交叉处(线槽的半个面)钻一个如图所示的小孔,孔的大小和螺钉的粗细差不多,将肋间肌的末端和拉带的起点放在脊柱和肋骨、脊柱和胸骨的重叠部分之间,然后穿过孔拧紧,最后拧紧每个线槽的另一个面。
(4)组装:用螺钉将胸椎的上下两端固定在背板的左侧,在背板靠近两根肋骨与脊柱的交叉处钻两个孔,将拉绳穿过孔,肋骨运动模型就完成了。
3使用验证
使用时,老师先给学生介绍每个部位代表人体的哪个结构。然后,拉动肋间外肌背面的拉带,肋间外肌上的红线间距变短,肋间内肌上的红线间距变长,说明肋间外肌收缩,肋间内肌松弛,肋骨向上向外移动,胸骨向前移动,使胸廓前后径增大。然后松开绳子的手,观察到的现象正好相反。通过几轮教学,该模型直观地反映了肋间肌收缩和舒张引起的胸廓横向大小的变化,便于学生理解呼吸运动原理,突破难点,取得了良好的教学效果。
4创新
(1)肋间肌正面有红线,背面有短塑料管和下拉绳。演示过程中肋间肌收缩均匀,整个模型完整呈现在学生面前,观察清晰,效果良好。
(2)肋间外肌和肋间内肌的收缩和舒张同时交替进行,可带动胸骨和肋骨同时运动。
(3)有背板和支架,演示时非常稳定。