一种循环测量肺活量的科学教具的制作方法

1.本实用新型涉及教学用品技术领域、教学实验装置技术领域，提供了一种循环测量肺活量的科学教具。


背景技术：

2.教具可提高学生的学习兴趣，丰富感性认识，帮助形成明确的概念，发展学生的观察能力和思维能力。一般分普通教具、特殊教具、幼儿教具3类。
[0003]“肺活量”的概念：是指一次尽力吸气后，再尽力呼出的气体总量。小学科学课程中学习“肺”这个内容时常常会涉及到开展测量肺活量的活动，教材中常用排水集气法测量肺活量，看似简单，但实际却不便于操作。
[0004]
(根据《国家学生体质健康标准(2014修订)》有关肺活量数据，最高学段六年级学生的肺活量，男生肺活量在1500毫升～3200毫升、女生肺活量在1200毫升～2500毫升，所以集气瓶的容量不能低于3200ml)
[0005]
现有技术
[0006]
1、教材中装置及操作(教科版小学科学四年级上册、苏教版小学科学五年级上册、初中化学排水集气)
[0007]
教科版小学科学四年级上册，肺活量测量袋实验步骤：
[0008]
(1)展开测量袋。
[0009]
(2)深吸一口气，然后将气体从通气管呼人测量袋。
[0010]
(3)肺部气体全部呼出后，收紧通气管，避免空气跑出。
[0011]
(4)读取鼓起的测量袋上的最大数值(单位为毫升)，这就是测得的肺活量。
[0012]
材料：肺活量测量袋、回形针
[0013]
缺点：
[0014]
第二步通气管与塑料袋连接处无法密封，吹气时需要调整多次。
[0015]
第三步收紧通气管时，在实际操作过程中，容易漏气。
[0016]
2、苏教版小学科学五年级上册，测量肺活量实验步骤：
[0017]
(1)将塑料瓶装满水倒扣在水槽中并做好刻度；
[0018]
(2)插入弯头吸管后，倒置在水槽里；
[0019]
(3)吸一口气，尽所能向水里吹起气；
[0020]
(4)标出排出的水量；
[0021]
材料：大容量(3000ml～4000ml)塑料瓶。
[0022]
缺点：
[0023]
(1)容量瓶容积大，小学生难操作，很难做到独立将大塑料瓶装满水倒扣在水中，且容易将水撒落在桌面；(2)测量容器不稳定，扶不正会影响读数；(3)操作复杂，每测量一次都需要重新装水。
[0024]
相似的实验教具改进(期刊)
[0025]
1、曹晓春，杨文珍，肺活量测量装置[j].教学仪器与实验，2005(x2)：33
‑
34。公开了一种自动连续肺活量测量器，实验步骤：
[0026]
①
先把一个容器装满水，另一个容器不装水。
[0027]
②
让被测者猛吸一口气，吹入装满了水的容器里。此容器里的水受压后会流入另一个容器。此时若两容器里的水不一样多，则水多的容器重会往下落，水少的容器轻而悬空。
[0028]
③
用止夹钳夹住连通两容器的橡胶软管，并读取吹入了空气的数值作为被测者的肺活量。
[0029]
④
数据记录完成后，松开止夹钳。由于虹吸的作用，悬空容器中的水会自动被抽入到落下的容器里，水面返回起点刻度的位置可对下一位进行测量。
[0030]
缺点：
[0031]
吹气时，水要克服重力流向另一个容器，测试者需要用很大力吹气对水做功，实际测量肺活量大小会比真实值低。
[0032]
2、罗益群，“测量肺活量”实验的改进[j].生物学通报，2007(08)：22。公开的肺活量测量实验步骤：
[0033]
①
将塑料软管不带吹嘴的一端伸入到油瓶底，再将油瓶开口朝下倒立在盛水容器中并充满水；
[0034]
②
然后用票夹夹紧油瓶底部的乳胶管；
[0035]
③
受试者尽力吸气，然后迅速通过吹嘴向油瓶尽量呼气，直到不能再吹为止，折叠软塑料管；
[0036]
④
从油瓶上的标尺读出气体的体积数，就是受测者的肺活量数值(读数时要注意读的是油瓶内液面的数值)；
[0037]
⑤
实验后，打开票夹，用手按住油瓶底部轻轻加压，让瓶内气体从瓶底导管排出，直到油瓶内重新充满水，再夹紧票夹，洗净并消毒吹嘴，即又可重新进行实验。
[0038]
缺点：
[0039]
①
将油瓶开口朝下倒立在盛水容器中并充满水的过程，水容易洒出，难操作；
[0040]
②
测量容器不稳定，扶不正会影响读数。
[0041]
相关专利
[0042]
1、郑有志，陈晨，一种分体式可移动小学科学实验箱[p].江苏省：cn211544303u，2020
‑
09
‑
22.
[0043]
2、张新刚，惠明，孙艳，冯桂玲，张萌，李宝磊，翟静.一种肺活量测量装置[p].河南省：cn107007283b，2020
‑
05
‑
05.
[0044]
3、陈敏，刘芙蓉，小学科学四季形成演示教具[p].陕西省：cn213123530u，2021
‑
05
‑
04.
[0045]
针对教材教学中教具存在的缺点
[0046]
现行教材中用排水集气法原理测量肺活量，实际操作时常会遇到以下问题：
[0047]
1.容量瓶容积大，小学生难操作，很难做到独立将大塑料瓶装满水倒扣在水中，且容易将水洒落在桌面；
[0048]
2.测量容器不稳定，扶不正会影响读数；
[0049]
3.操作复杂，每测量一次都需要重新装水；
[0050]
4.实验材料多且零散；
[0051]
5.肺活量测量袋气密性不够好。


技术实现要素：

[0052]
本实用新型的目的在于提供一种实验者可以独立完成，读数准确方便，能循环测量的简单一体化装置，且其操作实验过程环境干净。
[0053]
为实现上述目的本实用新型采用以下技术手段：
[0054]
一种循环测量肺活量的科学教具，包括密闭容器，密闭容器的底端分别设置有水阀与吹气软管，密闭容器的容器盖上设置有透气孔和容器进水口，透气口的设置使得在关闭水阀，关闭吹气软管后，通过容器进水口注入水时，能将容器中的空气排出，以便能够保证水能够正常注入容器之中，同时在测试的时候需要关闭透气口，保证只能通过吹气软管进入空气，水阀排除液体。
[0055]
上述技术方案中，还包括用于控制吹气软管通断的止水夹。
[0056]
上述技术方案中，还包括电动水泵，电动水泵的出水口接容器进水口。
[0057]
上述技术方案中，还包括有提手。
[0058]
上述技术方案中，密闭容器上设置有标识容器对应容积的刻度。
[0059]
上述技术方案中，密闭容器采用透明材质。
[0060]
上述技术方案中，容器进水口接自来水管。
[0061]
上述技术方案中，水阀口径尺寸为35～45mm，太小会阻碍水流出，从而影响实验结果。
[0062]
上述技术方案中，塑料桶容积不能小于5l(依据《国家学生体质健康标准(2014修订)》有关肺活量的数据)
[0063]
因为本实用新型采用上述技术方案，因此具备以下有益效果：
[0064]
1、教具运用到排水集气的原理，简单易操作、可循环测量得出更可靠的数据、效率高、观察更直观、有利于学生学习。操作简便，结果准确，便于推广、教师可直接在教室演示。
[0065]
2.在容器底部安装带开关水阀，减少了原有教材装置中需要将容器装满水倒扣的操作，避免了容量瓶容积大，小学生难操作，且容易洒出水的问题；
[0066]
3.将自动抽水泵密封在容器上，能够实现循环抽水循环测量，得出更可靠的数据，且减少了每测量一次都需要重新装水的操作，使实验简单化，提高效率；
[0067]
4.容器一直保持竖直立在水中，读数时更准确；
[0068]
5.整个教具简单，一体化。
附图说明
[0069]
图1、图2为本实用新型示意图。
[0070]
附图标记说明
[0071]
图中1为密闭容器，1
‑
1为刻度，2为容器盖，2
‑
1为透气孔，3为提手，4为电动水泵，4
‑
1为进水口，4
‑
2为出水口，5、为抽水管、6为吹气软管，7为吹气口，8为水阀，8
‑
1为阀门开关，9为止水夹。
具体实施方式
[0072]
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0073]
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0074]
需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0075]
本发明提供了一种循环测量肺活量的科学教具，包括密闭容器，密闭容器的底端分别设置有水阀与吹气软管，密闭容器的容器盖上设置有透气孔和容器进水口。值得注意的是透气孔应当保证打开实现透气，关闭实现密闭。其可采用密封盖、塞子、螺纹盖等结构。
[0076]
还包括用于控制吹气软管通断的止水夹。本领域技术人员在本技术的启示下，应当得知止水夹的作用主要是控制吹气软管的通断，为达到这个目的，本领域技术人员可以采用其他等同技术手段，如采用阀门等替代吹气软管。
[0077]
还包括电动水泵，电动水泵的出水口接容器进水口。本领域技术人员在本技术的启示下，应当得知电动水泵的作用是向容器内注入水，为达到这个目的，本领域技术人员可以采用其他等同的技术手段，如采用自来水管、其他注入水的方式。
[0078]
还包括有提手。提手的设置是方便提起并移动该实验装置，为达到该目的，不限于采用提手结构，还可采用其他如，提绳结构。
[0079]
密闭容器上设置有标识容器对应容积的刻度。值得注意的是对于容器上端刻度值，仅仅是示意，不是实际产品的可刻度，本领域技术人员可以根据实际情况调整刻度的表示方式。值得注意的是因为容器顶部采用的锥形结构，其容积大小渐变，刻度标记存在难度，因此该部分不注入水。水注入到容器刻度最大值即可。
[0080]
密闭容器采用透明材质。采用透明材质的目的是方便观察容器内水位的变化，透明材质不限于玻璃、透明孰料材料。
[0081]
水阀口径尺寸为35～45mm，太小会阻碍水流出，从而影响实验结果。
[0082]
实验步骤：
[0083]
步骤1、关闭水阀开关、止水夹夹紧吹气口；
[0084]
步骤2、打开电源开关，等待抽水，待水抽满后，关闭电源，值得注意的是电动水泵可以采用内置电池或者外接电源的不同类型的电动水泵，如条件允许，也可以直接自来水
管等；
[0085]
步骤3、关闭透气孔，准备测量肺活量；
[0086]
步骤4、打开水阀开关，止水夹；
[0087]
步骤5、受试者尽力吸气，然后尽力吹气，直到不能再吹为止，加上止水夹：
[0088]
步骤6、关闭水阀开关，读数。
[0089]
步骤7、实验后，关闭透气孔，打开电源开关，抽满水，又可重新循环实验，得出更多数据。