生物兴趣小组在学习使用血氧仪过程中发现,人在不同运动状态下心率和血氧饱和度有明显差异,而且不同学生在进行同一运动后血氧饱和度有升有降。为了进一步探究学生运动前后血氧饱和度的变化规律,为阳光体育的指导工作提供更科学的依据,笔者带领学生进行了如下实验,以更好地培养学生生物学学科核心素养。

在七年级8个教学班中随机抽取71名学生进行有氧运动(10分钟跑步),并使用血氧仪测量他们参与有氧运动前后的血氧饱和度。发现有氧运动后学生心率加快,血氧饱和度增加,其中女生血氧饱和度略高于男生。如表1和表2所示。

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使用血氧仪对七年级8名女篮队员进行了1分钟快速仰卧起坐前后的心率和血氧饱和度检测,结果显示,女篮队员血氧饱和度高于普通学生,但1分钟快速仰卧起坐前后的血氧饱和度变化不大,说明这次的运动强度对女篮队员来说不大。其中队员2运动后血氧饱和度之所以有所下降,是因为这名女篮队员身体素质在被测人员中属于较弱等级,这说明相同年龄不同体质的学生在相同运动强度下血氧的变化有所不同,这一结果也与生物兴趣小组最初的发现相似。如表3所示。


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有氧运动需要消耗能量,而能量主要来源于细胞线粒体的有氧呼吸。人体运动时血液中的二氧化碳浓度、氧浓度和pH值等会有变化,如运动时人体血液中的二氧化碳浓度增加,氧气浓度降低,此时人体的呼吸会加快促进二氧化碳的排出和氧气的摄入,呼吸频率和心率会相应增加,这可以防止人体血液中二氧化碳浓度过高、氧气浓度过低,使它们保持在一个相对稳定的范围内,pH值调节也类似。这充分说明人体的各个系统是协调配合的,是一个统一的整体。如图1所示。

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血氧仪是在无创环境下对人体血氧进行实时监测的设备,学生学会使用血氧仪可以更好地解读和分析血氧饱和度数据,加深他们对生物学概念的理解,提升学生的知识应用能力,激发学生探究生命奥秘的动力,进而使其用科学的观点、知识、思路及方法等探讨和解决现实生活中的问题。如表4所示。

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这次的检测过程和数据也可用于大单元真实场景中的新授课、复习教学及项目式学习等,有利于培养学生的核心素养。为此,教师一定要激发学生的学习积极性和探究欲,培养学生的创新能力和动手能力,从而不断提升学生生物学学科核心素养。

作者单位  陕西省渭南初级中学  湖南省周南实验中学

责任编辑:张言