第一篇:《心脏和血液循环》教案
心脏和血液循环
十堰市竹山县张振武小学 谢小丽
科学知识:、知道心脏的形态和功能。2、认识血液循环器官及其作用。科学探究:、会利用模型来研究心脏的功能。2、能准确测定自己的脉搏。科学态度:、体会到利用模型研究问题的乐趣,并认识到这是一种重要的研究方法。2、意识到坚持体育锻炼有利于心脏健康。科学、技术、社会与环境:
体会模型在科学技术中的应用,培养学生对模型地设计技术。教学重点:了解心脏跳动的意义。教学时间: 一 课时
教学准备:视频资料、心脏模型、小橡皮球、水槽。教学过程:
第一课时
一、导入:、活动:把手放在胸口感受心脏的跳动,说说你的感受。2、讲述:今天我们学习“心脏的跳动”。
二、自主学习: 1、认识心脏。
(1)提问:心脏在身体的什么部位?它的形状像什么?它有多大?这些问题你能回答出来吗?
学生试着回答。
(2)讲述:大家回答的都不是很准确,让我们通过心脏模型来认识心脏。(出示模型)心脏共分为 4 个室,分别是左心房、左心室、右心房和右心室,上面还布满了各种血管,它是人体血液循环系统的主要器官。
(3)提问:心脏每时每刻都在不停地跳动,你知道什么是心跳吗?你觉得心跳是什么?
学生汇报。
(4)讲述:我们做一个实验来进一步理解什么是心跳。演示并讲解:一只手握住皮球,有节奏地反复挤压与松开皮球,连续做 20 次,来模拟心脏的跳动。请仔细体会手上有什么感觉。(指名演示实验,谈体会)
(5)要求:我们换个方法再做模拟实验。每个同学反复地把拳头握紧与松开,连续做 20 次,模拟心脏的跳动,体会手上的感觉。(分组实验、交流)
全班汇报。
(6)讲述:通过模拟实验,大家感觉到手有节奏地握紧与张开,感觉到手臂上的肌肉也随着一起紧张、放松。这只是模拟实验,我们再来看一段真实的录像,看看心脏究竟是怎样跳动的?
学生汇报。
(7)小结:心脏也是由肌肉构成的,心跳就是心脏的收缩与舒张。心脏收缩舒张一次,我们就会感觉到一次心跳。2、探究心脏不停地跳动的原因。
(1)讲述:我们的心脏始终处于跳动状态的,这也是生命存在的必要条件。可是心脏为什么要不分日夜地跳动呢?下面,我们通过几组实验来看一看。(2)演示实验 1,反复挤压塑料瓶,你们仔细观察发生了什么现象?(水被挤压到另一个瓶子里了)
(3)提问:谁知道心脏把血液运输到哪里去了?(全身)(4)提问:为什么血液能被运输到全身呢?通过什么来运输的?(全身分布了很多血管)
(5)讲述:我们来看人体的血管是怎样分布的。
出示血液循环模型,讲述:人除了依靠心脏的收缩与舒张引起心跳外,全身分布了动脉和静脉供血液流动,保证人体的正常活动。在第 1 课中,我们已经学会测量 1 分钟内脉搏的方法,是怎样测量的?今天我们要测量 1 分钟内心跳的次数。你们会测量吗?(把手放在胸口,有力地跳动)
每人测量 1 分钟内的心跳次数,并记录。每人测量 1 分钟内的脉搏次数,并记录。
(6)提问:把 1 分钟内的心跳次数与 1 分钟内的脉搏次数进行比较,你能发现什么?
(心跳次数和脉搏次数差不多„„)3、血液循环的意义。
(1)提问:你能推测出心脏不停地跳动是干什么吗?(小组讨论、汇报)(2)小结: 心脏和血管都是人体的血液循环器官,心脏推动血液在血管里不停地循环流动。血液经过流动,把氧气和养料带给身体各部分,又把二氧化碳和废物通过排泄器官输出。(3)提问:在《肺和呼吸》一课中我们已经知道人在运动时呼吸和心跳会同时加快,这是为什么呢?
小组讨论、汇报。(运动时需要消耗大量的氧气、养料和能量,所以需要肺部尽快尽多的吸进氧气,心脏更有力的搏动,使血液循环流动加快,以便更多更快的运输氧气和营养物质)
(4)提问:由此可见,心脏是身体上重要的器官之一,我们应该怎样保护自己的心脏呢?
(加强锻炼、合理饮食、保持良好情绪„„)三 拓展延伸:
制订家庭健身活动计划。
第二篇:《3. 心脏和血液循环》教案1
《3.心脏和血液循环》教案
教学目标
1、知道血液循环系统的组成及其作用。
2、知道心脏的形态和功能。
3、会测量自己的脉搏,知道心跳和脉搏的关系。
4、知道坚持锻炼有利于心血管的健康。
教学重点难点
重点:认识心脏。难点:认识心脏的功能。
教学准备
教师准备:模型
学生准备:收集有关心脏的知识
教学过程设计
一、认识心脏和心跳
1、谈话:
今天我们先来搞一个比赛,比赛就叫“看谁找得快”要求大家在老师说完比赛内容后,迅速去找,然后坐端正。
2、教师讲解:
血管遍布我们的身体,它们有的粗,有的却很细,最细的毛细血管10根合起来才有一根头发粗,如果把一个人全身的血管连起来,足足有9.6万多千米,这个长度是1路车从姚家跑到火车站4800多趟的距离!血管里装满了血液。血液在血管里是静止的吗?你怎么知道的?
3、提问:那么是什么推动血液在血管里不停的流动?
4、学生猜测,汇报。
5、根据学生回答教师小结:血液要想在血管里不停流动,必须有一个动力源,这个动力源就是心脏。你知道心脏是什么样子吗?
6、学生回答。
7、结合学生回答教师出示心脏模型,向学生介绍心脏的形状和大小:心脏是由肌肉构成的,形状像一个桃子,大小和自己的拳头接近,成人的心脏重量在300克左右,和一个大鸡腿的重量差不多。
8、提问:心脏大致在我们身体的什么位置,请你找找看。
9、学生找后汇报。
10、提问:你是根据什么找到心脏的位置的?
11、根据学生回答再问:你知道心脏是怎样跳动的?
12、学生回答后教师指导学生看课件并小结:心跳就是由心脏的收缩与舒张产生的,人们常常用心脏停止跳动来表明生命的结束。的确,只要还有一口气,心脏就会跳动。一个正常人的心脏每天跳动10万次左右。
二、认识心跳的作用
1、心脏不停的跳动和血液在血管里不停的流动有什么关系呢?我们来研究一下。
2、教师出示课件,学生对照课件试着说心脏跳动与血液流动的关系。教师讲解:心脏就像一个泵一样,借助不停的收缩和舒张来压出血液,同时又抽进血液,把血液泵到全身各处血管中。血管也跟着收缩和舒张,这就是脉搏。血液就是这样在全身不停的流动。
三、了解血液循环的意义
1、血液为什么要不停的流动呢?你能联系前几课所学的知识推测一下吗?
2、结合猜想,教师出示课件讲解。
3、小组讨论:为什么运动之后,呼吸和心跳会同时加快?
4、汇报讨论结果。
四、讨论应该怎样关爱自己的心脏
1、心脏是如此重要,如果这个泵出现毛病,那么人的生命就岌岌可危了,全世界每年由于心脏和血管出现问题而死亡的有1670万人,占总死亡人数的29.2%。常见的心脏疾病有先天性心脏病、风湿性心脏病、心瓣性心脏病、冠状动脉性心脏病等。我们应该怎样保护它呢?
2、讲解阅读资料。
3、小结:经常参加体育锻炼,可以增强心脏的收缩能力;但是体育锻炼一定要适当,否则会增加心脏的负担。烟酒对心脏、血管伤害很大,烟能使血管硬化、血液循环不畅,过量饮酒能使心脏麻痹,甚至停止跳动。
第三篇:《心脏和血液循环》教学设计 郭志利
《心脏和血液循环》教学设计
教材分析:
本课围绕心脏的跳动这一主题来展开的。内容有四个部分:第一部分,认识心脏。教材通过皮球这样一个富有弹性的模型和反复握拳松手的模拟活动,帮助学生认识到心脏是由肌肉构成的,从而很容易理解心跳其实就是心脏的收缩和舒张。第二部分,认识心脏的功能。教材利用塑料瓶泵水这样的模拟实验,帮助学生建立认识心脏功能的模型,让学生测定1分钟的脉搏与心跳次数,使学生认识到两者是一致的。第三部分,了解血液循环的意义。首先,教材引导学生讨论“心脏不停的跳动是在干什么?”然后介绍血液循环的作用。再思考:为什么运动时,呼吸心跳会同时加快。第四部分,制定一份锻炼计划。教学本课时,可以通过感觉心脏的跳动、认识心脏、了解心脏不停地跳动的原因和血液循环的意义等活动开展教学。教学目的:
1、会利用模型来研究心脏的功能,能准确的测定自己的脉搏;
2、知道心脏的形态和功能,认识血液循环器官及其作用;
3、体会到利用模型研究问题的乐趣,并认识到这是一种重要的研究方法;
4、意识到坚持体育锻炼有利于心脏健康。
教学准备:心脏模型、人体血管分布挂图、小橡皮球、水槽、计时器或秒表、空塑料瓶。教学过程:
一、活动1:感觉心脏的跳动。
1、师:同学们,把手放在胸口,感觉到什么了?说说你们的感觉。
2、师:今天我们学习“心脏的跳动”。
(板书课题:心脏的跳动)
二、活动2:认识心脏。
1、师:心脏在身体的什么的部位?它的形状像什么?它有多大?这些问题过去你们思考过吗? 学生试着回答。
2、师:同学们,我们通过心脏模型一起来认识心脏。
(出示心脏模型,没有实物模型的,可借助书本上的心脏模型的图片)
师:现在你能再说一说心脏的形状像什么吗?
学生回答。
(心脏的形状近似一颗桃子,这颗桃子的尖端称做心尖,指向左前下,底朝右后上方。如把手掌放在左侧乳头附近,可以清楚地触到心尖的搏动。心脏重约300克,约占人体重量的0.5%,其大小相当于本人的拳头。)
3、师:心脏每时每刻都在不停地跳动,你知道什么是心跳吗?
学生试着回答。
4、师:看来同学们对心跳还是有一些了解的,但这还不够。下面我们一起来做一个实验,进一步了解什么是心跳。
师演示并讲解:一只手握住皮球,有节奏地反复挤压与松开皮球,连续做20次,来模拟心脏的跳动。请你仔细体会手上有什么感觉。
(若皮球数量有限,可让学生反复地把拳头握紧与松开。)
5、学生分组实验、交流。
6、全班交流、汇报。
(手有节奏地握紧与张开,手臂上的肌肉也随着一起紧张、放松。心脏也是由肌肉构成的。心跳就是心脏的收缩与舒张,心脏收缩舒张一次,我们就感觉到一次心跳。)
三、活动3:认识心脏不停地跳动的原因。
1、师:我们的心脏始终处于跳动的状态,这也是生命存在的必要条件。可是心脏为什么要不分日夜地跳动呢?要研究这个问题我们先一起来做个实验。
师示范讲解:在水中反复挤压塑料瓶,仔细观察发生了什么现象。
2、学生分组进行实验、讨论。
(可事先在塑料瓶中滴几滴红墨水,这样现象会更明显。)
3、全班交流、汇报。
4、师:谁知道心脏把血液运输到哪里去了?通过什么来运输的?
(血液能被运输到全身,因为全身分布了很多血管)
5、组织学生通过出示挂图认识人体的血管情况。可借助课本上的人体血管分布图。
(人除了依靠心脏的收缩与舒张引起心跳外,全身分布了动脉和静脉供血液流动,保证人体的正常活动。动脉是从心脏运送血液到全身器官的血管。静脉是运送血液回心脏的血管。我们看到的条条“青筋”就是静脉。)
6、前面我们已经学会测量1分钟脉搏的方法,是怎样测量的?今天我们要测量1分钟心跳的次数,你们会测量吗?
(测量脉搏常选用浅表的大动脉,最方便和常用的是最靠拇指侧手腕上的桡动脉。其次是靠近外耳道处的颞动脉和颈部两侧的颈动脉。测量脉搏时应该用食指、中指、无名指并排按在动脉上,压力大小以能摸到脉搏跳动为准,每次要测量1分钟,一定要在安静的情况下测量,不能只用拇指进行测量,因拇指本身的小动脉搏易与被测量的脉搏混淆。)
7、学生两人一组,测量1分钟内的心跳和脉搏次数。并将结果记录在书上表格内。
(在这个活动中学生可能找不到动脉或“搭脉”方法不妥,不能准确地得出结论,老师要注意行间指导,不能一带而过。)
四、活动4:了解血液循环的意义。
1、师:现在,你能推测出心脏不停地跳动是在干什么吗? 小组讨论、汇报。
2、师:你们的回答是否正确呢?让我们来看看科学的研究是怎样的。请同学们第54页,阅读最上面的两个小节。
3、学生阅读教材内容
(心脏和血管都是人体的血液循环器官,心脏推动血液在血管里不停地循环流动。血液在循环流动的过程中,把呼吸器官吸收的氧气和消化器官吸收的养料运送到全身各处去,又把全身各处产生的二氧化碳和其它废物通过肺和排泄器官排出体外。)
4、师:为什么运动时,在运动时呼吸和心跳会同时加快?
(随着人体活动加强,呼吸频率和心率都会相应增加,这是运动时身体需要消耗大量的氧气、养料的缘故。)
5、师:我们应该怎样保护自己的心脏?
小组讨论、汇报。(加强锻炼)
五、活动5:制定一份锻炼计划。
1、师:心脏是身体上重要的器官之一,我们应该怎样保护自己的心脏呢?大家思考根据自己的实际情况,制定一份合理的锻炼计划。
2、学生分组讨论锻炼的计划、目的、内容、要求、注意事项等。
例:目的:通过适当适量的体育运动,增强自己的体质,保护我们的心脏。
内容:(1)跑步
(2)扩胸、振臂等徒手操练习
(3)游泳
要求:定期测量和记录。
注意事项:注意安全,像游泳等项目一定要有家长陪同。
3、课后完成锻炼计划。
第四篇:血液循环
[血液循环]
教学目标
知识目标
1、复述血液循环的概念
2、通过录像、VCD的演示、老师的讲述,使学生掌握体循环、肺循环的途径、血液成分的变化及意义
3、通过实际测量,使学生了解血压和脉搏的基本知识,血液循环。
4、通过观察出血状况的录像,使学生了解出血护理的基础知识。
能力目标
1、通过学习血液循环的途径,培养学生的观察能力及归纳、总结的思维能力。
2、通过分析血液循环的血液成分变化,培养学生的分析思维能力。
3、通过学习血压、脉搏,学会用血压计给同学测量血压及自己会测量脉搏,培养学生的自我保健意识。
4、通过对出血的初步护理方法的学习,使学生掌握紧急救护的一些方法。
5、查阅有关冠心病的知识,培养学生收集资料的能力。
情感目标
1、通过对科学史的学习,了解科学方法。
2、介绍最新医学动态,培养学生探索科学奥秘的兴趣。
3、通过出血的初步处理这部分教学,对学生进行自我救护和互爱的教育。
4、通过对“切脉”诊病的学习,对学生进行爱国主义教育。
5、通过小组测量血压的活动,培养学生的合作意识。
教学建议
教材分析
人体需要的氧气和养料必须及时运来,二氧化碳等废物必须运走,人体才能正常进行生命活动,这些物质的运输靠血液循环来实现,所以本节成为本章重点内容的核心。体循环和肺循环的途径是本节的教学重点,在循环途径中血液成分的变化及血压是本节的难点。解决办法:从学生已有的知识—哺乳动物的血液循环入手;从感性入手——让学生观察血液循环的录像及VCD获得感性知识,再结合挂图讲解来突破重点和难点。
教法建议
关于《血液循环》:
1、课上结合血液循环的录像、VCD和挂图,从感性认识入手,识记血液循环途径。先安排学生观察录像,在观察录像时,最好采用分步观察,先观察体循环,再观察肺循环,为了使观察针对性强,教师指导学生观察时,最好列出观察提纲:(1)、体循环的起点、止点、大致路径?(2)、体循环中血液成分的变化及发生变化的地点?(3)、肺循环的起点、止点及大致路径?(4)、在肺循环过程中,血液成分又有哪些变化?在何处发生的变化?使观察明确具体,并且每观察一步都及时进行反馈,以培养学生的观察能力。再结合挂图归纳并板书血液循环途径(见板书设计)。
2、分析循环过程中血液成分的变化:在分析体循环过程中血液成分的变化时,采用教师引导学生联系已有的知识:毛细血管壁的特点、血红蛋白、动脉血的特点来分析,而肺循环中血液成分的变化可让学生自己分析,以锻炼学生举一反三及语言表达能力。分析完后,教师在板书结构里,把流动脉血的结构用红粉笔来表示(如体循环中的动脉和肺循环中的肺静脉),流静脉血的结构用兰色粉笔来表示(如体循环中的静脉和肺循环中的肺动脉)。这样使学生更深刻地理解并不是动脉血管里一定流动脉血,静脉血管并不一定流静脉血。
3、最后教师用投影写出下列图解并配合录像来使学生获得:体循环和肺循环是同时进行的,它们的起止点都是心脏,二者在心脏处汇合,组成一条完整的循环途径,血液循环的原动力来自心脏。
关于《血压》:
联系有关医学知识,有条件的学校最好安排几人一台血压计让学生分组实验——亲自用血压计来相互测量血压,学会血压计的使用方法,同时加深学生对血压的理解。
在用血压计测量血压的实验教学时:教师要先介绍血压计的结构,并找几个学生上讲台来示范,演示测量血压的完整步骤及介绍如何读数,如果是老式血压计,教师要介绍毫米汞柱和千帕的换算关系:
1mmHg=0.133千帕
1千帕= 7.5mmHg
学生在测量时,首先是血压计的摆放:如果两人一台,将血压计摆放在实验桌的两个同学的中央,若四人一台,则让前面的两个同学和后面的两人为一组;血压计带有水银柱刻度的朝向学生,不要倒放,生物教案《血液循环》
测量前让学生不要太兴奋,不要参加剧烈运动,因为在兴奋和剧烈运动后会使血压升高,从而使测量的数值不真实。测量时,教师一定要让学生保持安静,不要有任何声音,否则听不清动脉的声音。每次测量血压最好在半分钟内完成,第二次测时相隔1--2分钟,以免被测量者有不舒服的感觉。如果被测量者心理紧张,应暂时停止测量,等他恢复正常后再测,否则测量的血压不准确。冬季测量血压时最好脱下棉衣,如果把长袖卷起来会压紧上臂,影响听音。
为了减少测量误差,每人最好重复测量三次,记录数值,求平均值。
血压计用毕后,让学生立刻将其右倾45℃,把水银放回壶中,然后关闭贮汞阀,以防水银泄漏。
测量后对全班的测量结果进行分析讨论:本班是否有高血压和低血压?计算男生和女生的平均值,比较男女血压是否有差异?
关于《脉搏》
课上安排学生测量自己安静时的脉搏和下蹲运动后的脉搏,使学生学会脉搏的测量方法,通过不同人脉搏数据的比较,加深学生对脉搏的理解。对于“切脉”还可以结合我国古代医生最早应用于诊断疾病,来对学生进行爱国主义的教育。
脉搏与运动的关系建议采用探究式方法进行:先引导学生提出问题,如 :不同的运动量对脉搏的影响相同吗?
然后让学生根据生活经验做假设及根据假设设计实验。如:在一定范围内运动量越大,使脉搏增加得越多
设计实验要考虑:①运动量递进的关系,②实验可操作性,且一节课内能完成。
具体教学过程:
1.指导学生测脉搏,先找准桡动脉的位置(位于桡骨的内侧),测量安静状态下的脉搏在教室内进行,为了减少实验误差,每个人测3次,记录数值,求平均值。为了节约时间,每次可以测30秒钟,把测得的脉搏数值乘以2得每分脉搏次数。
2.测运动后的心率:运动结束后,立即测运动状态的脉搏。每一个运动完成后,要恢复到平静状态下才能进行下一个运动。
3.运动地点:若到操场去测量:首先要对学生进行安全教育,并提醒学生带好笔和纸做记录,注意:因体质差不能参加剧烈运动的学生要考虑运动项目。如果学校条件有困难,可在教室测量,运动项目可以采用深度下蹲。
4.教学生如何设计表格(可参考书上的):
5.教给学生对实验结果进行分析的方法,对实验数据进行正确处理的方法:教学生如何画脉搏变化曲线图,如何统计全班的数据,画出全班平均脉搏变化曲线图。
6.实验结束后,教师应及时组织评比,作为本次实验的一次升华。评比的内容包括:①实验设计方案的优缺点 ②各自记录的实验数据是否准确 ③分析实验结果的方法是否正确 ④结论的推导是否恰当。评比可以采用小组讨论与全班讲评相结合的方法,通过讨论达到互相交流和学习的作用。
7.除按书上探索不同的运动量对脉搏的影响外,有条件的学校还可探索剧烈运动对身体素质不同的人的脉搏的影响:选学校田径队的、球队的学生或经常参加运动的学生5-6名,平时运动不多的学生5-6名,平时常不运动的学生5-6名做对比实验,先测安静状态下的脉搏3次,求个人平均值,小组平均值;再让他们分别跑300米后,立即测运动后的脉搏,与安静状态下的脉搏做对比,统计个人脉搏的变化和不同身体素质的人的平均脉搏的变化情况,分析数值得出结论。
关于《出血的初步处理》:
用总结三种血管的血流速度、血的颜色来学习出血的初步处理。课上可安排学生一些演习活动:由老师给出出血现象,让学生判断是哪种血管出血?并当场练习护理方法。
课时安排:
本节内容较多,又有两个实验,从培养学生的能力出发,建议用三课时。
教学设计示例
第一课时 血液循环
复习提问:心脏的结构:四个腔名称及与它们相连的血管
导入:我们已学习了血液、血管、心脏,心脏和全身的血管组成一个密闭的管道系统,血液就在这个管道中循环地流动。
板书 第三节 血液循环
一、血液循环
(一)概念:血液在心脏和全身的血管所组成的密闭的管道系统内循环地流动叫做血液循环。
提问:血液在心脏内如何流动?(回答:从心房à心室à动脉)
过渡:那么血液在血管内按什么方向流动?
板书:
(二)途径
1.提问:哺乳动物家兔血液循环途径有几条?哪几条?
学生回答:有两条;体循环和肺循环。
讲述:人的血液循环也分体循环和肺循环。下面我们通过录像来了解人的血液循环途径。
2.演示录像了解人的血液循环途径:
先观察体循环:指导观察:
(1)体循环的起点、止点及大致路径(或体循环是由心脏的哪一腔开始?血液流经何处?最后流回心脏的哪一腔?)
(2)在体循环过程中,血液成分有哪些变化?在何处发生的变化?
反馈观察情况。
继续观察录像——肺循环
指导观察:
(3)肺循环的起点、止点及大致路径(或肺循环是由心脏的哪一腔开始?血液流经何处?最后流回心脏的哪一腔?)
(4)在肺
第五篇:血液循环文档
人体内的血液是怎样流通的?几千年来人们一直在不断地探索、寻找。古希腊学者希波克拉底(Hippocrates,约公元前460~公元前377)认为,脉搏是血管运动引起的,而且血管连通心脏。亚里士多德认为心脏是体内最重要的器官,是智慧的所在地,并给血液以热量。但是他们认为动脉内充满了由肺进入的空气,因为他们解剖的尸体中动脉中的血液都已流到静脉。古罗马医生盖仑(Claudius Galen,公元130~200)解剖活动物,将一段动脉的上下两端结扎,然后剖开这段动脉,发现其中充满了血液,从而纠正了古希腊流传下来的错误看法。盖仑创立了一种血液运动理论,认为食物营养由肠送到肝脏后,在那里变成静脉血,经过静脉送到心脏右侧,再从心脏中隔的小孔流到左侧,碰到从肺部来的新鲜空气,再经过由上帝赐给的热的作用,变成充满着“生命灵气”的动脉血,然后从动脉送到全身。血液在血管中就象潮水般一阵阵向前涌去,最后在身体四周消失。盖仑的学说正好符合宗教的需要,因而被纳入基督教的教义,被奉为学术界和医生的“圣经”而不可逾越,关于血液流动的探索就此停止了1000多年。
16世纪中叶,比利时医生、解剖学家维萨里(Andreas Vesalius,1514~1564)在解剖实验中发现心脏的中隔很厚,没有可见的孔道,盖仑关于左心室与右心室之间有小孔相通的观点是错误的。维萨里以大无畏的精神违反当时教会的禁令,向盖仑的理论提出挑战,在1543年出版了《人体的结构》一书。但是他本人的结局是十分悲惨的,教会迫使他去耶路撒冷朝圣赎罪,结果他不明不白地死于旅途中。
维萨里在巴黎大学读书时结交的好友西班牙人赛尔维特(Michael Servetus,1511~1553)继续进行科学实验,包括当时被人禁止的人体解剖。他发现,血液从右心室经肺动脉进入肺,再由肺静脉返回左心室,这一发现被称为肺循环。赛尔维特在发现血液循环的道路上迈出了第一步。1553年,他秘密出版了《基督教的复兴》一书,用6页的篇幅阐述了自己的发现,这触犯了当时被教会奉为权威的盖仑学说。1553年10月27日,年仅42岁的赛尔维特被宗教法庭判处火刑,活活烧死,而且在被烧死前还被残酷地烤了两个小时。
尽管通向真理的道路如此坎坷不平、荆棘丛生,可仍有为寻找真理而不怕艰难,不怕死亡的追求者。
1574年,意大利解剖学家法布里修斯(Fabricius,1537~1619)公开出版了著作《论静脉瓣膜》。在这部书中,他详细描述了静脉内壁上的小瓣膜,它的奇异之处在于永远朝着心脏的方向打开,而向相反的方向关闭。遗憾的是法布里修斯没有认识到这些瓣膜的意义,他仍然信奉盖仑学说。科学的血液循环学说的建立还是留待他的一个学生在他逝世9年后完成,这就是英国人哈维(William Harvey,1578~1657)。
哈维于1578年4月1日生于英国一个农民家庭。他曾在意大利帕多瓦(Padua)大学向法布里修斯学习解剖学。帕多瓦大学素以政策开明、学术自由著称。维萨里开创的亲自动手做解剖学实验的方法,为这所大学的医学院吸引了一大批热情好学的青年。哈维留学期间,伽利略正在帕多瓦任教。这位近代实验科学大师所倡导的实验——数学方法和力学自然观,对许多学科领域产生了很大的影响,哈唯亦获益匪浅。他懂得了:无论是教解剖学或是学解剖学,都应以实验为依据,而不应以书本为依据。
哈维是个观察敏锐的人。有一次,他的朋友被匕首割断了动脉,血液从动脉喷出来,与血液从静脉中平静地流出完全不同。这促使他重新思考血液循环的问题,并对心血管系统进行了认真的研究。
1628年哈维发表了《动物心脏及血液运动的解剖学研究》,在这部只有72页的小书中系统地总结了他所发现的血液循环运动的规律及其实验依据。其理论简述如下:血液从左心室流出,经过主动脉流经全身各处,然后由腔静脉流入右心室,经肺循环再回到左心室。人
体内的血液是循环不息地流动着的,这是心脏搏动所产生的作用。哈维从三方面论证他的学说:(1)由于心脏的活动,血液被不断地从腔静脉输送到动脉,其量之大是不可能由被吸收的营养物来提供的,而且全部血液是以很快的速度通过心脏的。如果心室的容量为56.8克,心跳每分72次,则一小时由心脏压出的血液应为245.376千克。这么大的血量不可能马上由摄入体内的食物供给,肝脏在这么短的时间内也决不可能造出这么多的血液来。(2)血液在动脉脉搏的影响下连续不断地、均匀地流经身体各部分,其量大大超过提供营养之需,也不是全身液体所能供给的。哈维用捆扎手臂的实验证明,血液是从动脉流到四肢以及身体其他各部分的。(3)静脉从身体各部分把血液不断地送回心脏。哈维阐明了静脉中瓣膜的真正意义在于防止血液从较大的静脉流至较小的静脉;防止血液由中心部位流向四周部位;只让血液由较小的静脉流向较大的静脉,由四肢、头部等处流向心脏。
虽然哈维发现了血液循环,但是在当时的条件下,他并不能清楚地了解血液是怎样由动脉流到静脉的。在他逝世后,显微镜才得到改进,意大利的解剖学家马尔比基(Marcello Malpighi,1628~1694)在1661年发现了蛙肺部的毛细血管,从而完善了哈维的血液循环学说。
哈维(William Harvey,1578~1657),英国生理学家、解剖学家。1597年在英国剑桥大学获文学学士学位,1602年在意大利帕多瓦大学获医学博士学位。毕业后在英国开业当医生。1618年至1642年任英王的御医,为皇家医学会会员。1628年发表了《动物心血管运动的解剖研究》一书,确立了血液循环学说,为近代生理学奠定了基础。1651年又出版了《动物的生殖》一书,对胚胎发育过程等生理问题进行了广泛的论述,对胚胎学的发展发挥了重大的作用。
用新的眼光思考循环问题
在欧洲历史上,文艺复兴是新兴资产阶级在思想文化领域里开展的反封建斗争。这个时期曾出现过许多杰出的人物,他们积极热情,思想解放,富有探索和创新精神。这期间,在生物学领域中也出现了一批杰出的学者,其中之一便是哈维。
哈维出生于英国南部的福克斯通,父亲虽说是一个农夫,但他头脑清醒,脚踏实地,想给
予孩子们以充分的教育。哈维性格文静,但思想活跃,聪明好学,从小就对生物的活动方式充满了好奇。当他还是一个孩子时,就对从当地屠宰场弄来的动物心脏很感兴趣。
哈维16岁入剑桥大学学习,19岁获文学学士学位,然后他决定要当一名医生,于是便到意大利的帕多瓦大学学习医学。这所著名的学府是16世纪最伟大的解剖学家维萨里曾经教过书又被赶走的地方。维萨里出生于比利时的布鲁塞尔,1537年任帕多瓦大学教授。他在医学教学工作中,一改以前教授们讲授解剖学课程时从不动手解剖的作风,自己执刀解剖。这不仅给学生以良好的教育,而且获得了许多新的发现。1543年他发表了著名的《人体的构造》一书,纠正了古罗马解剖学家盖仑学说中的许多错误,于是引起了一场**,被攻击为对“上帝著作”的“不敬”。维萨里激愤之余,于1544年辞职而去,但最后还是遭到教会的迫害,死于流放途中。虽然如此,维萨里所使用的解剖学方法已在帕多瓦大学深深地扎下了根。故当时帕多瓦大学既有解剖学传统,又有重视科学实验的风气。哈维的老师是有名的解剖学家、科学胚胎学的奠基人法布里修斯。在解剖学上,法布里修斯最重要的贡献是发现了静脉瓣膜。他对静脉瓣膜的研究和他的讲学以及解剖实习,使年轻的哈维对血液循环产生了兴趣,对哈维未来的事业产生了深刻的影响。
哈维是一个沉静的青年,他专心地在帕多瓦大学研究解剖学,整整研读了5年。哈维又是一个观察敏锐的人。有一次,在一场争吵中,他的朋友被匕首割断了动脉。他注意到血液从朋友的动脉中一阵阵地喷出来,并发现这与血液从静脉中平静地流出来的现象完全不同。丰富的解剖学实践、对静脉瓣膜的了解与兴趣以及这类富有戏剧性的事件,促使他用一种新的眼光来思考血液循环的问题。
心脏每次搏动向全身送出多少血液?
1602年,哈维获得帕多瓦大学博士学位后不久就回到英国,在伦敦开业行医。哈维行医顺利,很快就成了一个杰出而富有的医生,并娶了国王御医的女儿布朗为妻。接着,他很快当选为皇家医学会的会员,被任命为圣·巴塞洛缪医院的医师、内外科医生进修学院的解剖学教授以及英王詹姆士一世的特命医生。这些头衔不是一般医生所能得到的,何况这时他还只有32岁。
在这种平静快乐的环境中,哈维并未停止对于人体循环系统的研究。在繁忙的医务工作之余,他常为血液运动问题陷入沉思。他想知道,为什么心脏的两个在结构上相似的左右心室,在功能上却有这么大的差异?按照盖仑的学说,它们一个控制血液的流动,一个控制生命灵气的流动。除了肺运动以外为什么右心室也必须运动?……在这一连串的问题中,最突出的问题就是:心脏每次搏动向全身到底送出多少血液?
他的老师法布里修斯的静脉瓣膜演示实验启发他从循环方面来思考问题。实验是这样的:如果用绑带扎住手臂,沿着静脉所经之处就会看见突起的小瘤。这些鼓起的地方正好与解剖的静脉瓣膜的位置相对应。如果挤压这些小瘤,想把血液经过这些小瘤挤回到手掌里去,便可以清楚地看到,正是这些小瓣膜阻止了血液的倒流。
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2楼
除了动脉瘤的跳动,哈维在对病人的观察中又注意到了手腕、太阳穴和颈部动脉的搏动等一系列现象,这些都向他暗示好像有一个中心泵在活动。哈维原先所受的教育使他认为存在着两种区别显著的血液——从肝脏出来的血液和从心脏出来的血液。但哈维从各方面的观察中却看不出两者有何大的不同。哈维把动脉、静脉、心脏的作用和血液的运动联系起来考虑,逐渐形成了一个全新的想法,即血液从心脏到动脉,从动脉到静脉,再从静脉回到心脏,是一个连续的循环运动。但这与传统的盖仑的理论不符。盖仑认为,血液由消化了的食物不断合成出来,肝脏是静脉血的源泉,血液从右心室流到左心室后产生了动脉血和灵气,再通过动脉系统分布到全身直至消失。
哈维与大多数同时代的人不同,他没有把上述结论仅仅停留在假设和逻辑推理上,而是独特地把实验和定量方法应用于医学研究之中。他认真地解剖动物,细致地观察研究,每次都写下详细的记录,常常忙到深夜。
在实验时,哈维没有采用其他解剖学家的习惯做法,他们往往只解剖死人。哈维却认识到应用冷血动物和垂死哺乳动物的优越性,特别注意选择快死的动物,因为这些动物的心脏跳动越来越慢,间隔较长,便于观察。
哈维做了许多实验,目的在于求出每次心跳喷出血液的准确数量。他指出,即使根据最粗略的计算,也能证明心脏泵出的血液量是如此之多,一小时泵出的血液数量就超过了整个生物体的总重量。根据对人左心室容血量的测量,可算出人的心脏1个小时排出的血液差不多有245千克,几乎是一个强壮成年人体重的3倍。按照盖仑的观点,那么肝脏每小时就要造出相当于人体3倍重的血液,每天则要造出相当于人体72倍重的血液,这显然是不可能的。哈维由此得出结论:这么多血液“决非消化过的食物所能供给。所以,除了循环往复以外是没有别的办法可以供给如此多的血液的”。然后,哈维又通过结扎和剖切的放血实验,确定了血液流动的方向,从而得出血液从心脏经过动脉流到静脉,再回到心脏这样一个沿着一定方向循环运行的通道,也就是所谓的体循环。把循环论的思想与血液运动结合起来,是哈维多年来的大量实验和反复思考的结果。1615年,他根据实验研究,阐明了心脏对血液循环的作用,公开宣讲了血液循环的理论。完整论述他这一思想的最重要的著作则是1628年出版的《动物心血管运动的解剖研究》(又称《心血管运动论》)一书。
“以自然为师”,“以实验为根据”
1628年,哈维在法兰克福出版了《动物心血管运动的解剖研究》一书。以后又发表了两篇补充论文,对心脏和血液运动进行了详细的描述。哈维的这部著作结构紧凑,论证严密,以确凿的实验证据论证了血液循环的途径,并提出了心脏是循环系统的中心。
由于哈维确立的血液循环学说,推翻了统治达十几个世纪之久的古罗马医学家盖仑提出的血液产生于肝而消失于全身的错误理论,从而为近代生理学奠定了基础。所以,恩格斯指出:“哈维由于发现了血液循环而把生理学(人体生理学和动物生理学)确立为科学。”
哈维的《动物心血管运动的解剖研究》一书是历史上第一次出现的有明确实验证据的生理学著作,对当时的解剖学、生理学以及整个生物学界,甚至广大的知识界都有很大的影响。哈维以火一样的热情、坚忍不拔的毅力和尊重事实、重视实验的科学思想追求真理,以敏锐的观察和科学的实验取代了一般的猜测,开创了生物学的实验研究方向。当时在生物学领域,定量研究方法用得极少,而推测则用得较为普遍。哈维则不然,他把帕多瓦大学的解剖学传统和英国哲学家培根所提倡的科学实验结合起来,扎扎实实地做了一系列设计周密的实验,亲自解剖了80多种动物,经过几十年的时间才确立了血液循环的学说。正如他在该书的前言中所说的,“无论教解剖学或学解剖学都当以实验为据,而不应当以书籍为据;以自然为师,……我自誓为真理的信徒。”也就是说是尊重事实、重视实验的科学思想使他作出了重大发现。哈维在这一点上超过了前人。因此,哈维的贡献不仅是提供了血液循环的基本规律,更重要的是为近代生理学乃至整个生物学提供了科学实验的思想及活体解剖的具体实验方法。
哈维的血液循环学说遭到了宗教迷信势力的强烈反对,《动物心血管运动的解剖研究》出版后数周就出现了一股反对哈维新体系的潮流。批评他的人宣称他肯定是疯了,他的行医业务也因此而大大地清淡衰落下来。但不管怎样,哈维的学说可以解释许多以前难以解释的现象,如循环理论解释了为什么被毒蛇或患有狂犬病的动物咬伤后,毒素或感染会影响全身。它还可以用于解决一些医学实践中的问题,如药物可以通过静脉注射分布到全身。另外,输血也很快得到了发展。尽管有强烈的反对者,哈维的学说还是逐渐传播开来,为人们所接受,其影响在他生前就相当明显了。特别是年轻一代的科学家们从他的科学思想中受到很大的启发和鼓舞。哈维以后直到18世纪末,生理学研究基本抛弃了“灵气”之类的观念,出现了许多重视实验的生理学家,实验方法也发展起来。在血液循环研究的基础上,有关消化吸收、营养、生理化学等新陈代谢功能得到了研究,实验生理学的研究又向前迈进了一大步。哈维无愧为实验生理学的开拓者,历史上伟大的科学家之一。