Atmen Sie einfach - Aktivität

Schneller Blick

Klassenstufe: 5 (3-5) Benötigte Zeit: 50 Minuten Expendable Kosten / Grp

Obwohl keine Gebühr oder Gebühr für die Nutzung TeachEngineering curriculare Materialien im Unterricht erforderlich ist, benötigen die Lektionen und Aktivitäten oft Material liefert.

Die Verbrauchskosten sind die geschätzten Kosten der Versorgung für jede Gruppe von Studenten an der Aktivität beteiligt benötigt.

Jede wiederverwendbare Geräte, die notwendig ist, um die Aktivität zu lehren ist nicht in dieser Schätzung enthalten sind; siehe die Materialliste / Zubehör für Details.

US $ 2.00 Gruppengröße: 2 Aktivität Dependency

Aktivität Abhängigkeit zeigt an, dass diese Aktivität beruht auf den Inhalt des TeachEngineering Dokument (e) aufgeführt.

Assoziierte Sprinkle zeigt an, dass eine verkürzte Version dieser Aktivität zur Verfügung steht. Diese 60-Minuten oder weniger, easy-to-prep „Geschmack von Engineering“ -Aktivitäten sind für informelle Lernumgebungen gedacht.

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Verwandte Curriculum

Die meisten curricularen Materialien in TeachEngineering sind hierarchisch organisiert; d.h .. die meisten Mitmach-Aktionen sind Teil des Unterrichts. Unterricht in multiday curriculare Einheiten gruppiert und diese wiederum sind in Themenbereiche gebündelt.

Einige Aktivitäten oder Lektionen wurden jedoch entwickelt, allein zu stehen, und daher könnten sie nicht auf diese strenge Hierarchie entsprechen.

Verwandte Curriculum zeigt, wie das Dokument, das Sie gerade betrachten paßt in diese Hierarchie der curricularen Materialien.

Die Schüler erkunden die Einatmung / Ausatmung Prozess, der in der Lunge während der Atmung auftritt. Mit alltäglichen Materialien erstellt jeder Student Team ein Modell Paar Lungen. Das Engineering Lehrplan erfüllt Next Generation Wissenschaft Standards (NGSS).

Engineering-Verbindung

Durch die Atemwege zu studieren, haben die Ingenieure Technologien wie die Herz-Lungen-Maschine geschaffen, die Patienten am Leben während Herztransplantationen hält. Ingenieure arbeiten derzeit an eine implantierbares, künstliche Lunge zu schaffen Menschen mit schweren Lungenerkrankungen zu unterstützen. Eine Möglichkeit, dass Ingenieure komplizierte Systeme zu studieren ist durch Modelle zu schaffen, ähnlich wie die Schüler ihre eigene Modell Lunge in dieser Aktivität erstellen.

Lernziele

Nach dieser Aktivität sollten die Schüler in der Lage:

• Beschreiben der Funktion der Atmungsorgane.
• Erstellen Sie ein Modell der Lunge und erklären, was mit ihnen geschieht, wenn Sie einatmen und ausatmen.
• Geben Sie Beispiele von technischen Fortschritte, die mit Atemsystemen geholfen haben.

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Einatmen Ausatmen

Die Schüler werden auf das Atmungssystem eingeführt, der Lunge und der Luft. Sie lernen, wie die Lunge und Zwerchfell Arbeit, wie Luftverschmutzung wirkt sich Lunge und Atemfunktionen, einige weit verbreitete Atemwegsprobleme und wie Ingenieure helfen uns gesund zu bleiben, indem sie Maschinen und Medikamente, die so zu entwerfen.

Middle School Lektion

Verschmutzte Luft = Verschmutztes Lungs

Um ein besseres Verständnis der Rollen und Funktionen der Komponenten des menschlichen Atmungsorgane und unser Bedürfnis für saubere Luft zu gewinnen, bauen Studenten Modell Lunge, die eine Membran und Brusthöhle umfassen. Studenten-Teams entwerfen und bauen Filter einen Prototyp Gesichtsmaske Verschmutzung und nutzen ihr Modell Lunge.

Mittelschule Aktivität

Der Kern der Sache

Diese Lektion beschreibt, wie das Kreislaufsystem arbeitet, einschließlich des Herzens, Blutgefäße und Blut. Die Schüler lernen über die Kammern und Ventile des Herzens, die Differenz zwischen Venen und Arterien, und die verschiedenen Bestandteile des Blutes. Diese Lektion umfasst auch die Technologie Ingenieure Entwickler haben.

Bildungsstandards

Jede TeachEngineering Lektion oder Aktivität korreliert mit einem oder mehreren K-12 Wissenschaft, Technologie, Ingenieurwesen oder Mathematik (STEM) Bildungsstandards.

Alle 100,000 K-12 STEM Standards in TeachEngineering abgedeckt werden gesammelt, gepflegt und verpackt durch das Achievement Standards Network (ASN). ein Projekt von D2L (www.achievementstandards.org).

In der ASN werden Standards hierarchisch aufgebaut: zunächst durch Quelle; z .. von Staat; innerhalb Quelle nach Typ; z .. Wissenschaft oder Mathematik; innerhalb Art von Subtyp, dann nach Besoldungsgruppen usw.

NGSS: Next Generation Wissenschaft Standards - Wissenschaft

• Definieren Sie ein einfaches Design-Problem ein Bedürfnis oder Kauf reflektiert, die bestimmten Kriterien für den Erfolg und Einschränkungen für Materialien, Zeit oder Kosten beinhaltet. (Klasse 3 bis 5) Details. Mehr ausgerichtet Lehrplan. Sind Sie mit dieser Ausrichtung einverstanden? Ja Nein Vielen Dank für Ihr Feedback!

International Technology and Engineering Educators Association - Technologie

• Technologische Fortschritte haben es ermöglicht, neue Geräte zu erstellen, zu reparieren oder bestimmte Teile des Körpers zu ersetzen, und ein Mittel zur Mobilität. (Klasse 3 bis 5) Details. Mehr ausgerichtet Lehrplan. Sind Sie mit dieser Ausrichtung einverstanden? Ja Nein Vielen Dank für Ihr Feedback!
• Materialien haben viele verschiedene Eigenschaften. (Klasse 3 bis 5) Details. Mehr ausgerichtet Lehrplan. Sind Sie mit dieser Ausrichtung einverstanden? Ja Nein Vielen Dank für Ihr Feedback!

Colorado - Wissenschaft

• Beurteilen Sie weitere wissenschaftliche Erläuterungen zu den grundlegenden menschlichen Körper Systemfunktionen (Grad 5) Details. Mehr ausgerichtet Lehrplan. Sind Sie mit dieser Ausrichtung einverstanden? Ja Nein Vielen Dank für Ihr Feedback!
• Erstellen und bewerten Modelle der menschlichen Körpersysteme und Organe (Grade 5) Details. Mehr ausgerichtet Lehrplan. Sind Sie mit dieser Ausrichtung einverstanden? Ja Nein Vielen Dank für Ihr Feedback!

Materialliste

Jede Gruppe muss:

• 2-Liter-Plastikflasche leer mit Kappe
• 2 Kunststofftrinkhalm; kostengünstig im Restaurant-Versorgung-Läden oder durch Fast-Food-Ketten gespendet; nicht die flexible Trinkhalme verwenden
• 2 9-Zoll-Ballons
• 1 größerer Ballon; beispielsweise für eine Stanzkugel
• 2 Gummibänder
• Lung Arbeitsblatt. eine pro Student

Einführung / Motivation

Haben Sie schon einmal auf einer überfüllten U-Bahn oder den Bus gewesen? Sie könnten wahrscheinlich nicht raus warten, wo es nicht so viele Leute waren und man sich frei bewegen konnten. Dies ist ähnlich den Prozess, die Luft bewirkt, dass in fließen und aus der Lunge. Die Luftmoleküle werden entweder außerhalb gedrängt (in der Umgebung) und wollen in die Lunge gelangen, wo es weniger Luftmoleküle (Inhalation) oder sie wollen außerhalb bekommen, weil auch sie in der Lunge (Ausatmung) gedrängt.

Ingenieure müssen die Atemprozess zu entwerfen, um Maschinen und Medikamente zu verstehen, Menschen, deren Atemwege funktionieren nicht richtig oder mit Schwierigkeiten zu helfen. Haben Sie sich jemals jemand bekannt, die an Asthma oder Lungenentzündung leidet? Nun, Chemieingenieure Design Geräte und Medikamente, wie Inhalatoren mit einem adrenergen Bronchodilatator gefüllt, um Menschen zu helfen, besser zu atmen. Ingenieure haben auch künstliche Lunge entwickelt, die Menschen atmen helfen, während Infektionen abzuwehren. Und Ingenieure entwerfen auch die Systeme, die Astronauten leicht während des Raumfluges atmen helfen, wenn sie weit weg von der Erdatmosphäre sind.

Ingenieure nutzen Modelle komplizierte Prozesse zu untersuchen und besser zu verstehen. In dieser Aktivität werden Sie sich wie Ingenieure wirken, indem sie Modelle der Lunge, um den Aufbau der Atemprozess zu studieren und was passiert, wenn Sie in und aus atmen.

Vocabulary / Definitionen

Bronchien: Zwei große Rohre mit der Trachea verbunden, die Luft zu und von den Lungen zu tragen.

Membran: Ein Regal mit Muskel über die Unterseite des Brustkorbs erstreckt.

Lunge: schwammige, sackartige Atmungsorgane, die die Brusthöhle, zusammen mit dem Herzen einnehmen. Sie bieten Sauerstoff zum Blut und Kohlendioxid daraus entfernen.

Vor der Tätigkeit

• Sammeln Sie Materialien und Kopien der Lung-Arbeitsblatt.
• In jedem der 2-Liter-Flaschenverschlüsse, 2 Löcher, die gerade groß genug für einen Trinkhalm passen durch. Tipp: Achten Sie darauf, die Löcher weit genug auseinander zu bohren, dass die Löcher werden nicht ein großes Loch!
• Unter Verwendung einer Schere schneiden den Boden jeder 2-Liter-Flasche aus.

Mit den Studenten

1. Abschälen der Etiketten ab, wenn überhaupt, auf den 2-Liter-Flaschen.
2. Erklären Sie, dass die 2-Liter-Flasche der menschliche Brusthöhle darstellt.
3. Kleben Sie zwei Trinkhalme durch die beiden Löcher in der Flaschenkapsel.
4. Platzieren einer 9-Zoll-Ballon an dem Ende jedes Stroh und sichern sie mit Gummibändern, wie in Figur 2 gezeigt.

1. Sagen Sie den Schülern, dass die Halme der Bronchien darstellen und die Ballons repräsentieren die Lunge.
2. Haften des Ballon Ende der Halme durch die Flaschenöffnung und dicht Schraube auf dem Deckel.
3. Ausstrecken den größeren Ballon und legen Sie es über den offenen Boden der Flasche.
4. Erklären Sie, dass diese größere Ballon die Membran darstellt. Jetzt haben sie ein fertiges Modell der Lunge! (Siehe Abbildung 3,) Als nächstes wird es Zeit ist, die Lunge Arbeit zu machen!

1. Lassen Sie die Schüler das Arbeitsblatt abzuschließen.
2. Zum Schluss haben Teams Präsentationen ihrer Modell Lungen machen, wie es in der Beurteilung Abschnitt beschrieben.

Zubehör

Tipps zur Fehlerbehebung

Wenn die Plastikflasche Boden abschneiden, stellen Sie sicher, dass die Kanten so glatt wie möglich sind, um den Ballon auf dem Boden nicht reißen. Wenn Kanten rauh sind, binden sie mit Maskierung oder Klebeband.

Siegel mögliche Lecks mit Plakat Tack.

Bewertung

• Wie funktioniert die Lunge? Wie inhalieren Sie und ausatmen?
• Ist Ihre Atmung ändern, wenn Sie trainieren? Wie?

Aktivität Embedded-Bewertung

Präsentation und informelle Diskussion: Haben Sie eine oder mehrere Gruppen ihre Projekte verwenden zu zeigen, wie die Lungen arbeiten. Als nächstes hypothesize mit der Klasse: Was die Atemwege passieren würde, wenn wir es durchbohrt? Habe eine Gruppe, die den Hohlraum durchsticht (Flasche) oder Membran (Gummiboden) und zeigt, was in den Lungen passiert, wenn dieser Körperteil beschädigt ist. (Antwort: Die Lungen sind nicht in der Lage aufzuzublasen und / oder zu entleeren, wenn die Brusthöhle ein Leck hat die Lunge kann die Druckdifferenz aufrechtzuerhalten..) Besprechen Sie mit der Klasse: Was könnten Ingenieure in einer Person, der Lungen einen Plattfuß zu helfen, tun zu beheben?

Aktivität Extensions

Lassen Sie die Schüler Forschung Erkrankungen der Atemwege und deren Auswirkungen auf die Funktion der Atmungsorgane. Können sie verändern ihr Modell mit diesen Krankheiten zu zeigen, was in der Lunge geschieht? Können sie auf ihre Modelle zeigen, was getan wurde, um Menschen mit Atemproblemen zu helfen?

Ingenieure haben eine künstliche Lunge entwickelt, um Menschen Infektionen bekämpfen zu helfen. Die künstliche Lunge ist ungefähr 18 Zoll lang und besteht aus Membranen, den Sauerstoff in das Blut und entfernt Kohlendioxid bestehen. Es wird durch eine Vene im Bein eingeführt und in der Hauptader (die Hohlvene), die Blut zum Herzen eingelegt. Das Blut wird wieder mit Sauerstoff angereichert durch einen Katheter an eine Sauerstoffquelle angeschlossen. Lassen Sie die Schüler eine Zeichnung einer Maschine erstellen, die sie ihr Modell Lunge „atmen“, ohne nach unten ziehen oder drücken Sie auf den unteren Ballon helfen könnte. Erklären Sie, dass dies ist, wie Ingenieure lebensrettende Maschinen zu entwickeln beginnen könnten.

Aktivität Scaling

Für untere Klassen haben die Schüler eine Lunge statt zwei machen. Verwenden Sie eine kleinere Wasserflasche anstatt eine 2-Liter-Flasche und einen Ballon Lunge statt zwei.

Referenzen

Mitwirkende

Rahmenprogramm

Integrierte Lehr- und Lernprogramm, College of Engineering, University of Colorado Boulder

Anerkennungen

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