Thời gian Hƣớng dẫn của GV Hoạt động của SV
5 phút Giới thiệu chủ đề “Điện thế sinh vật” dùng bài thuyết trình powerpoint
Tiếp nhận và có hứng thú với thông tin
5 phút - Yêu cầu chia lớp thành các nhóm. Giới thiệu “Phiếu học tập KWL”
- Hướng dẫn SV điền các thông tin: tên nhóm, lớp, chủ đề vào phiếu học tập
10 phút - Yêu cầu SV thảo luận theo nhóm và điền kết quả thảo luận vào cột K và W
+ Cột K: Bạn đã biết gì về các loại hiệu điện thế trên màng tế bào sống? + Cột W: Bạn muốn biết gì về sự tồn tại của các hiệu điện thế trên tổ chức sống? - Nhận xét các nhóm và và thể chế hóa kiến thức
Thảo luận trong nhóm và giữa các nhóm để điền đáp án vào cột K và L của phiếu.
10 phút Sau khi kết thúc chủ đề, yêu cầu SV điền vào cột “L” của phiếu những gì vừa học được. GV nhận xét và thống nhất phương án của các nhóm.
SV xác nhận kiến thức đã học được qua bài học đối chiếu với điều muốn biết, đã biết để đánh giá kết quả học tập, sự tiến bộ của mình qua giờ học. e. Kết quả PHIẾU HỌC TẬP KWL Tên nhóm:…………………………………………………Lớp……………… Chủ đề:……………………………………………………………… K (Những điều đã biết về các loại điện thế trên màng tế bào sống)
W (những điều muốn biết sự tồn tại của các hiệu điện thế trên tổ chức sống?)
L (Những điều đã học đƣợc sau chủ đề)
- Khái niệm điện thế màng tế bào, điện thế nghỉ, điện thế hoạt động trên màng tế bào - Giải thích cơ chế hình thành điện thế nghỉ
- Có hiện tượng điện trên từng tế bào sống, vậy có tồn tại các hiện tượng điện trên các cơ quan/ tổ chức sống khơng?
- Giải thích sự tồn tại của các hiện tượng điện
- Khái niệm điện thế hoạt động của tổ chức sống - Giải thích cơ chế hình thành điện thế hoạt động của tim
- Ứng dụng điện thế hoạt động của tim trong y học:
- Giải thích cơ chế hình thành, cơ chế lan điện thế hoạt động
trên tổ chức sống? - Các hiện tượng điện trên tổ chức sống có ứng dụng như thế nào trong y học?
- Khi dịng điện ngồi đi qua cơ thể sống có thể gây ra những hiệu ứng vật lí, sinh học gì và ứng dụng?
(pacemaker) và phương pháp đo điện tâm đồ trong chẩn đoán
- Tác dụng của dòng điện với cơ thể sống và ứng dụng
- Tác hại của dòng điện lên cơ thể sống và các biện pháp an toàn điện trong bệnh viện
2.3.4.2 Hoạt động 2: Tìm hiểu về điện thế hoạt động của tổ chức sống - Điện thế
hoạt động của tim và ứng dụng a. Kiến thức cần đạt
- Trình bày được khái niệm điện thế hoạt động của tổ chức sống, điện thế hoạt động của tim
- Giải thích được cơ chế hình thành điện thế hoạt động của tim
- Phát biểu được khái niệm, cơ sở vật lí và giải thích nguyên tắc ứng dụng phương pháp ghi điện tim trong y học
- Giải thích được vai trị, cấu tạo của máy tạo nhịp tim b. Mục tiêu bồi dưỡng năng lực
- Quan sát, mơ tả được tình huống trong thực tế về phép đo điện tâm đồ - Đặt được các câu hỏi liên quan đến tình huống
- Phân tích được các thơng tin liên quan đến vấn đề - Đề xuất được các phương án để giải quyết vấn đề - Trình bày và giải thích được các kết quả
c. Phương tiện dạy học
- Các phiếu học tập của tình huống kèm theo các phiếu trợ giúp (nội dung cụ thể ở mục d)
d. Tổ chức hoạt động dạy học (70 phút)
Nhiệm vụ 1: (20 phút) tìm hiểu khái niệm hiệu điện thế hoạt động của một tổ chức sống
- GV phát phiếu học tập số 1 của TH và yêu cầu SV hoạt động theo nhóm: Nghiên cứu tình huống, tìm nội dung trình bày về khái niệm điện thế hoạt động của tổ chức sống.
- GV hướng dẫn SV phân tích điều kiện để xuất hiện điện thế hoạt động trên tổ chức sống.
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1
Yêu cầu: đọc phần 1 của tình huống và thảo luận nhóm để trả lời câu hỏi số 1
Phần 1: Nam, một sinh viên năm thứ nhất trường Y, đưa mẹ có dấu hiệu bị đau
ngực trái, tăng huyết áp tới bệnh viện khám. Bác sĩ yêu cầu mẹ cậu đo điện tâm đồ. Khi được hỏi thêm, bác sĩ trả lời điện tâm đồ là đồ thị phản ánh điện thế hoạt động của tim, sẽ cho biết tình trạng tim như thế nào. Nam thắc mắc “Điện thế hoạt động của tim là gì?”. Cậu tìm tài liệu và được biết: Người ta ghi được những hiệu điện thế tuy rất nhỏ nhưng ổn định và mang tính chu kỳ rõ rệt giữa các vùng nhất định trên cơ thể. Những hiệu điện thế này không bắt nguồn từ bên ngoài mà do các tổ chức sống trong cơ thể sinh ra trong khi thực hiện những hoạt động sinh lý chức năng bình thường, do vậy người ta gọi chúng là điện thế hoạt động của tổ chức sống. Những hiệu điện thế lớn nhất (có thể hơn 1mV) và cũng quan trọng nhất đối với y khoa được ghi đo trên cơ thể là những điện thế được tạo ra bởi hoạt động của tim.
Sách sinh học 11 đã cho Nam biết về sự hình thành hiệu điện thế trên màng tế bào sống, nhưng kiến thức về hiệu điện thế do một tổ chức sống như tim tạo ra thì chưa. Nam tự hỏi:
Câu hỏi 1: hiệu điện thế hoạt động trên tim được hình thành như thế nào?
e. Kết quả
SV tìm được phần chữ in nghiêng trong phiếu thể hiện khái niệm hiệu điện thế hoạt động của tổ chức sống và phân tích được điều kiện hình thành.
Nhiệm vụ 2 (30 phút) giải thích cơ chế hình thành hiệu điện thế hoạt động của tổ chức sống, cụ thể là tim
Đưa ra giả thuyết (10 phút)
- GV yêu cầu SV hoạt động nhóm trả lời câu hỏi số 1 của TH. Mỗi nhóm SV có được giả thuyết của nhóm về cơ chế hình thành điện thế hoạt động của tim. GV sử dụng phiếu gợi ý số 1 với nhóm cần trợ giúp.
- GV tổ chức cho các nhóm trình bày về giả thuyết của nhóm mình và thảo luận giữa các nhóm.
PHIẾU TRỢ GIÚP SỐ 1
1. So sánh điện thế nghỉ và điện thế hoạt động trên màng tế bào theo bảng sau:
Điện thế nghỉ Điện thế hoạt động Đặc điểm
Cơ chế hình thành
2. Xem video về hoạt động sinh lí của tim tại địa chỉ và trả lời câu hỏi: https://www.youtube.com/watch?v=5RME6MudWhQ
- Hoạt động co bóp của tim được điều khiển bằng cơ chế nào?
- Hoạt động co bóp ảnh hưởng như thế nào đến sự hình thành các loại hiệu điện thế trên màng tế bào của tim?
- GV yêu cầu SV nghiên cứu phiếu học tập số 2 của tình huống, từ đó thống nhất một giả thuyết chung.
PHIẾU HỌC TẬP TÌNH HUỐNG Phần 2:
Cậu rủ 2 bạn thân là Trang và Thành cùng tìm hiểu. Trang suy luận: Hoạt động co bóp của tim liên quan mật thiết tới sự hình thành hiệu điện thế hoạt động của tim. Nhóm tìm hiểu kĩ hơn về hoạt động sinh lí của tim. Quan trọng nhất là sự phát sinh các xung điện của nút SA trên tim, xung điện này điều khiển q trình co bóp của tim. Ví dụ, khi xung điện này lan truyền ở tâm nhĩ (thời kì tâm nhĩ co), nó làm tâm nhĩ co bóp để đẩy máu xuống tâm thất, trong khi đó tâm thất vẫn ở trạng thái bình thường.
Nam cũng đặt câu hỏi: tế bào là đơn vị cấu thành tổ chức sống. Liệu nguyên nhân hình thành điện thế hoạt động của tim có liên quan tới điện thế hoạt động trên màng tế bào sống mà Nam đã biết ở lớp 11 hay khơng? Khi có kích thích lan truyền qua, hiệu điện thế nghỉ trên màng tế bào sẽ đổi dấu thành hiệu điện thế hoạt động. Vậy trong trường hợp của tim, những vùng bị kích thích sẽ bị đổi dấu so với vùng chưa bị kích thích.
Đến đây nhóm đã đưa ra được giả thuyết về sự hình thành điện thế hoạt động của tim, nhưng làm thế nào để chứng minh được giả thuyết của mình là đúng?
Câu hỏi 2: Giả thuyết của nhóm bạn là gì? Hãy đưa ra hệ quả và thiết kế phương án thí nghiệm kiểm tra hệ quả để chứng minh giả thuyết của nhóm?
- Kết quả:
Giả thuyết về cơ chế hình thành điện thế hoạt động của tim: hoạt động co bóp của tim được điều khiển bởi các xung điện sinh học kích thích các vùng cơ tim hoạt động. Ví dụ, ở thời kì tâm nhĩ thu, xung điện từ nút AV lan truyền rất nhanh đến các cơ co của tâm thất. Khi đó, cả vùng tâm thất ở trạng thái bị kích thích, cịn vùng tâm nhĩ ở trạng thái “nghỉ”. Như vậy, hai vùng này sẽ tích điện trái dấu. Quả tim như một máy phát điện có cơng suất rất nhỏ, có suất điện động thay đổi, hai cực là tâm nhĩ và tâm thất. Toàn bộ cơ thể bao quanh tim có thể mơ hình hóa như mạch điện phức tạp gắn với máy phát này.
- GV tổ chức hoạt động nhóm để trả lời câu hỏi 2 của tình huống. Sử dụng phiếu trợ giúp số 2 nếu cần.
PHIẾU TRỢ GIÚP SỐ 2
1. Vẽ sơ đồ thí nghiệm mơ tả phép đo hiệu điện thế của nguồn điện, ở đây là tim. Ghi chú rõ cần dùng những dụng cụ gì, bố trí như thế nào, cách tiến hành và đọc kết quả?
2. Tim là một tổ chức sống, nếu bố trí thí nghiệm như trên gặp khó khăn gì, cách khắc phục?
3. Quan sát hình ảnh vẽ đường đẳng thế trên cơ thể và cho ý tưởng để thực hiện phép đo hiệu điện thế hoạt động của tim?
4. Đọc tài liệu về dao động kí điện tử và cho biết vai trị của nó? Có thể ứng dụng dao động kí điện tử thế nào vào sơ đồ thí nghiệm trên?
https://vi.wikipedia.org/wiki/Dao_%C4%91%E1%BB%99ng_k%C3%BD
- GV tổ chức thảo luận nhóm nghiên cứu phần 3 của tình huống để thống nhất phương án thí nghiệm. GV thể chế hóa kiến thức phương pháp ghi điện tim và khái niệm điện tâm đồ.
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 3
Yêu cầu: hoạt động nhóm, trả lời câu hỏi số 3
Thành phát biểu: “Việc gắn trực tiếp 2 điện cực của Vôn kế lên tim là khó, vì tim là một tổ chức sống cần gắn liền với cơ thể sống”. Trang nghĩ: “vậy thay vì
đặt trực tiếp 2 điện cực vào tim ta có thể tìm các điểm ở trên cơ thể có điện thế bằng với 2 điện cực đó hay khơng?” nhóm tìm tài liệu về các đường đẳng thế trên cơ thể và có câu trả lời.
Trong giờ gia sư, Nam vơ tình đọc lướt qua bài thí nghiệm của em học sinh có sử dụng dao động kí điện tử. Biết được cơng dụng của thiết bị, Nam có thêm ý tưởng để lấy được đồ thị hiệu điện thế cần đo.
Giải quyết được vấn đề đặt ra, nhóm bạn rủ nhau đi chơi và chụp ảnh. Thành yêu cầu chụp nhiều góc độ khác nhau để cho được những tấm ảnh tốt nhất. Đến đây, nhóm bạn lại hồn thiện thêm cho thí nghiệm của mình.
Khi tìm hiểu, 3 bạn được biết những ý tưởng của nhóm cũng là những cơ sở chủ đạo của phương pháp ghi điện tâm đồ đã có trong y học. Ghi đo điện tâm đồ trong y khoa chính là thí nghiệm ghi đo điện tim bài bản nhất. Nhóm tới bệnh viện để quan sát “thí nghiệm” và theo dõi một đồ thi điện tim chuẩn để kiểm tra các hệ quả mình đưa ra. Các kết quả thực tế khẳng định giả thuyết ban đầu đúng.
Vậy là nhóm bạn đã giải thích cơ chế hình thành điện thế hoạt động của tim, khám phá kiến thức về phương pháp ghi điện tim và khái niệm đồ thị điện tim. Đến đây, Nam nhớ lại trường hợp của mẹ, cậu thắc mắc:
Câu hỏi 3: tạo sao điện tâm đồ giúp BS chẩn đoán được các vấn đề về hoạt động của tim?
- Kết quả:
Khái niệm phương pháp ghi điện tim: là kỹ thuật ghi lại sự thay đổi điện thế hoạt động của tim khi làm việc. Kết quả ghi được gọi là điện tâm đồ (ECG) được thực hiện với sự hỗ trợ của máy điện tim, các dây dẫn và các điện cực.
Điện tâm đồ: tại một điểm bất kì của mạch điện bao quanh tim (ở đây là toàn bộ cơ thể), đều có một điện thế nhất định. Thơng thường người ta đo hiệu điện thế giữa hai điểm nào đó trên cơ thể có chênh lệch điện thế đáng kể. Đồ thị biểu diễn sự biến thiên hiệu điện thế giữa hai điểm được lựa chọn trên cơ thể theo thời gian được gọi là điện tâm đồ (ElectroCardioGram- ECG).
Quan sát thí nghiệm và rút ra kết luận (10 phút)
+ Phân tích được các dụng cụ trong phương pháp ghi điện tim
+ Phân tích được các giai đoạn của chu kì tim trong điện tâm đồ chuẩn
- Kết quả: Hình 2.4 Minh họa một đoạn điển hình của ECG tương ứng với một chu kì hoạt động của tim khỏe mạnh:
Hình 2.4: Một đoạn điển hình của điện tâm đồ ở tim khỏe mạnh (Nguồn: http://icu.vn ) (Nguồn: http://icu.vn )
Ở đồ thị này, ta thấy có các đơn sóng được đặt tên bằng các chữ cái P, Q, R, S, T, có thể cịn đơn sóng U nhưng hiếm thấy. Ta nhận thấy các sóng khác nhau về hình dạng, biên độ và thời khoảng. Những dữ kiện đó đều phản ánh tình trạng hoạt động của tim.
Đơn sóng P : đặc trưng cho sự phát sinh xung điện từ nút SA và sự kích hoạt trực tiếp cả tâm nhĩ. Pha này có biên độ 0,05 - 0,30 mV, thời khoảng 0,08 - 0,1s.
Đoạn đẳng thế PQ: phản ánh dẫn truyền xung điện từ nút SA đến nút AV, pha này kéo dài khoảng 0,12 - 0,22 s.
Tổ hợp sóng QRS : phản ánh sự kích hoạt nút AV và sự lan truyền xung điện động đến hệ cơ co của tâm thất. Pha này kéo dài khoảng 0,12s.
Đường đẳng thế giữa S và T (đoạn ST) : tương ứng thời kỳ kích thích bao trùm hết cả các cơ tim, kéo dài khoảng 0,12s.
Đơn sóng T : phản ánh sự trở về trạng thái nghỉ của tâm thất, biên độ điện áp từ 0,25 đến 0,5 mV thời khoảng cỡ 0,25s. Biên độ của sóng T phản ánh sự trao đổi chất tăng cao tại cơ tim.
Đường đẳng thế giữa T và P : biểu hiện thời gian tim nghỉ.
Ý nghĩa : Những dữ kiện của một đoạn ECG phản ánh tình trạng hoạt động của tim. Đồng nhất được các nét của một đoạn ECG điển hình với các sự kiện đặc thù trong một chu kì hoạt động của tim làm cho ECG trở thành một công cụ chuẩn
đốn vơ cùng q giá.
Nhiệm vụ 3: (10 phút) tìm hiểu ứng dụng phương pháp ghi điện tim trong chẩn đốn bệnh
- Tổ chức SV thảo luận nhóm để trả lời câu hỏi 3 của tình huống. Sử dụng phiếu trợ giúp số 3 trong trường hợp cần.
PHIẾU TRỢ GIÚP SỐ 3
1. Nếu hoạt động co bóp của tim bị rối loạn sẽ ảnh hưởng như thế nào đến điện tâm đồ?
2. Đọc phần thông tin ở địa chỉ dưới đây và cho biết cơ sở của việc chuẩn đoán bệnh dùng điện tâm đồ?
https://lib.uet.vnu.edu.vn/bitstream/123456789/89/1/Luan%20van.pdf
- GV trình chiếu và phân tích về sự khác nhau giữa 2 điện tâm đồ chuẩn và có bệnh. GV giới thiệu phần 4 của tình huống để hồn thiện kiến thức.
- Kết quả :
Khi cơ thể biểu hiện bệnh lý dạng đặc trưng của đồ thị điện tim sẽ thay đổi. Căn cứ vào sự thay đổi đó, người ta chẩn đốn và xác định nguyên nhân gây bệnh,