Урок на тему «Работа мышц»

Задачи урока: дать элементарное понятие физиологии мышечного сокращения и утомления; установить значение ритма и нагрузки для работы мышц, важных для повышения производительности труда.

Демонстрационное оборудование: настенные таблицы.

Раздаточное оборудование: гантели или гири в 1, 3 и 5 кг, ручной динамометр, метроном.

Проведение урока. Для выявления опорных знаний учитель предлагает учащимся устно решить такую задачу. Когда маленький ребенок учится ходить, он шатается, падает, балансирует руками. Чем объясняется такая неточность движений?

Комментируя ответ, учитель подчеркивает сложность ходьбы, при которой необходимо согласование работы множества мышц. Вызванный учащийся рассказывает о нервной регуляции работы мышц.

Затем следует приступить к изучению нового материала. Любая работа требует затраты энергии. Мышца при напряжении и сокращении производит работу. За счет какой энергии она работает? Учитель напоминает, что механическая работа совершается тогда, когда на физическое тело действует сила и оно движется. Механическая работа прямо пропорциональна силе и длине пути и вычисляется в джоулях по формуле: работа = сила X путь. Энергия с точки зрения физики — физическая величина, показывающая, какую работу может совершить тело.

Телам присуща еще внутренняя энергия, зависящая от движения и взаимодействия частиц. Мышечное сокращение — работа, при которой затрачивается энергия химических веществ. В мышечном волокне происходит распад органических веществ, главным образом углеводов, в процессе которого и выделяется необходимая для работы мышцы энергия. В этом процессе обязательно принимает участие кислород, работающая мышца усиленно его потребляет, а в результате образуется оксид углерода. Полезно сообщить учащимся, что происходит при упражнении мышц. При силовой нагрузке увеличивается масса цитоплазмы, волокна утолщаются и вся мышца становится мощнее, улучшается и согласованность движений.

На нервное возбуждение мышцы отвечают более сильным сокращением или напряжением. Учитель ставит вопрос: каким путем извещается сердце о необходимости усиления кровообращения? Если учащиеся не ответят, то учитель напоминает о рецепторах в мышцах, возбуждение которых информирует центральную нервную систему о работе определенных мышц. Из центральной нервной системы идут сигналы, которые побуждают усилить работу дыхательных мышц и сердца. Имеются и химические вещества, которые также дают знать о работе мышц другим органам.

Теперь обсуждается вопрос об утомлении мышц. От чего оно зависит?

Учитель предлагает учащимся такую задачу. При рефлекторном сокращении мышцы в организме лягушки, т. е. когда ответ следовал за раздражением рецепторов кожи, через не очень продолжительное время наступало утомление и мышца переставала сокращаться. Эту же мышцу вместе с нервами быстро изолировали из организма, и она при раздражении через нерв сокращалась более длительное время. Но когда мышца снова перестала отвечать на раздражение и нерв удалили, она сокращалась еще некоторое время при непосредственном раздражении.

Нерв, отделенный от мышцы, тоже долго не терял способности проводить возбуждение. Какие выводы можно сделать, где скорее наступает утомление — в мозгу, в нерве, в мышце или в месте перехода нерва в мышцу? Некоторые учащиеся делают правильные выводы: утомление развивается раньше всего в центральной нервной системе, затем в местах, где нерв контактирует с мышцей, затем уже в самой мышце.

Учитель дает краткую справку о том, что утомление развивается в результате временного изменения обмена веществ в нервной системе и мышцах. Во время длительной работы накапливаются вещества, которые препятствуют проведению возбуждения и сокращению мышцы. Нужно некоторое время отдыха, чтобы восстановилась работоспособность участков нервной и мышечной системы.

Как же можно достигнуть высокой производительности труда, препятствовать преждевременному утомлению? Какая работа скорее вызывает утомление? На двух мальчиках надо показать более скорое наступление утомления при удерживании груза неподвижной рукой, чем при подъеме его и опускании.

Организуется самостоятельная работа по установлению значения ритма и нагрузки для повышения работоспособности мышц.

При одном наборе гантелей работу можно организовать следующим образом. К столу учителя подходят трое учащихся. Один под удары метронома сгибает руку с гантелями, другой подсчитывает число движений руки, третий записывает данные опыта на доске. Потом роли учащихся меняются. Цифровые данные ученики записывают в свои тетради. Упражнения по сгибанию руки проделывают сначала с гантелью в 1 кг, затем другой учащийся работает с гантелью в 3 кг, и после того как он прекращает работу, приступает к выполнению опыта третий с гантелью в 5 кг. Сгибание руки учащиеся выполняют до начала утомления, которое отмечается по ощущению усталости и затрудненности дальнейшего сгибания руки. Учащиеся вписывают полученные данные в таблицу.

Затем упражнения проделывают при постоянной нагрузке в 3 кг, но при переменном ритме и также заполняют таблицу.

Из полученных данных учащиеся делают выводы о значении скорости движений и нагрузки для получения наибольшей работы и преодоления утомления. В связи с вопросом изучения работы мышц учитель говорит об исследованиях И. М. Сеченова по изучению закономерностей физиологии труда и предлагает такую задачу. Два человека поспорили, как лучше нести груз, попеременно без отдыха правой и левой рукой или нести груз в одной руке, потом отдыхать и снова его нести той же рукой. Как вы думаете?

Для решения этого вопроса ставят следующий опыт. Ученик сжимает ручной динамометр правой рукой четыре раза. Показания динамометра записывают. Затем он отдыхает 30 с и снова сжимает его столько же раз. Полученные данные обсуждаются. В одном из таких опытов были получены следующие данные:

Теперь после минутного отдыха опыт повторяют в другом порядке. После правой руки работает левая, а потом опять правая. Отдыха между работой рук не дается. При второй серии опыта такие данные:

Какой же вывод можно сделать из опытов?

При чередовании работы правой и левой рук скорее снимается утомление, чем при чередовании работы и отдыха одной и той же руки. Учащиеся решают, что, следовательно, груз лучше нести попеременно обеими руками без отдыха.

В заключение урока делается следующий вывод. Для достижения высокой производительности физической работы важны: средний ритм рабочих движений и средняя нагрузка на мышцы. Во всех случаях полезен активный отдых.