1、深圳市初中生物教學資源建設精品課 發生在肺內的氣體交換教學設計 編制：張麗娟 20220115PAGE PAGE 84.3.2發生在肺內的氣體交換（第1課時）教學設計一、教材分析教材在上一節介紹了外界空氣經過呼吸道的處理進入肺，本節就接著介紹發生在肺內的氣體交換。“發生在肺內的氣體交換”這部分內容，是在初中生物學課程標準（2011年版）中提出的要求是：幫助學生構建重要概念“呼吸系統包括呼吸道和肺，其功能是從大氣中攝取代謝所需的氧氣，排出代謝所產生的二氧化碳”，具體內容是“概述發生在肺部及組織細胞處的氣體交換過程”。本節教學內容選自人教版生物學七年級下冊第四單元第三章第二節“發生在肺內的氣體交換

2、”。教材包括“肺與外界的氣體交換”和“肺泡與血液的氣體交換”，這兩個部分是有內在關聯的統一整體，教學課時為2課時。本節課的教學任務是完成“肺與外界的氣體交換”的教學，引導學生構建“肺通氣”的概念，學生能準確概括肺通氣過程中的運動變化、概述肺與外界的氣體交換過程，教學課時為1課時。學生學習“肺通氣”的知識有很大難度。首先，學生沒有學習運動系統的知識，導致認識胸腔、胸廓的運動變化等內容有一定難度，對理解呼吸運動的結構基礎造成障礙。其次，缺乏物理學知識，難以理解在呼吸運動中胸腔容積變化引起的肺內壓變化，也就無法理解“肺通氣”的原理。教材在闡述這一問題時，在原實驗版教材的基礎上作出較多精簡，不再深入探

3、討其中的物理學原理。本節課在引導學生體驗生命現象的基礎上，以問題為主線通過多組課堂活動（一“摸”、二“看”、三“演示”）以不同形式認識“肺與外界的氣體交換”的結構基礎、物理學原理。本節課通過設置多樣化的課堂活動倡導學生進行探究性學習，力圖改變學生的學習方式，引導學生主動參與，培養學生處理科學信息的能力，突出創新精神和實踐能力的培養。二、教學目標1.知識方面（1）概括肺通氣過程中的運動變化；（2）概述肺與外界的氣體交換過程。2.技能方面 通過設置多組課堂活動、進行模擬實驗，提高動手、觀察和交流合作能力。3.情感態度與價值觀方面（1） 認同結構與功能相適應的生命觀念。 （2）在自主探究過程中，激發

4、學習科學的熱情，體驗科學探究的樂趣，培養實事求是的科學精神、主動的學習態度及健康的合作精神。三、教學重點和難點1.教學重點（1）概括肺通氣過程中的運動變化；（2）概述肺與外界的氣體交換過程。2.教學難點 概述肺與外界的氣體交換過程。四、學情分析七年級的學生對科學知識的學習興趣濃厚，對未知的世界具有強烈的探知欲，對未知的事物具有強烈的好奇心。根據自己的生活經驗，對呼吸有初步的感性認識，知道肺的重要性，但對于肺內的氣體交換的工作原理并不了解。而這個階段的學生具有一定的觀察和分析能力，但是對于事物的理性分析和總結歸納能力不強，本課需要學生較強的理解與想象力，對學生的學習有一定的難度。學習難度體現在以

5、下兩個方面。1.學生在學習本節內容之前有一些錯誤的前概念。錯誤的前概念：呼出的氣體中沒有氧氣，只有二氧化碳。錯誤的前概念：吸氣導致胸廓擴張。2.本節學習內容涉及學生未學習的運動系統的相關知識、物理學知識。首先，學生沒有學習運動系統的知識，對理解呼吸運動的結構基礎造成障礙，難以理解“你所感覺到的胸廓的擴張和收縮，是肋骨間的肌肉收縮和舒張的結果”。其次，缺乏物理學知識，難以理解在呼吸運動中胸腔容積變化引起的肺內壓變化，也就無法準確理解“肺通氣”的原理。 因此，在教學設計過程中，應著重針對以上問題采取適當的教學策略來轉變學生的錯誤的前概念，幫助學生理解晦澀難懂氣體交換的工作原理。五、教學設計思路教材

6、淡化了深入探討其中的物理學知識，因為學生沒有有關的物理學知識儲備，收效甚微。學生學習新知識之前頭腦中已具備某種認知結構，并試圖應用已有的認知結構同化新知識，一旦出現認知差異，就會引發認知沖突。這種沖突越強烈，越容易引起學生的好奇心，激發學生的探知欲，對新知識就越關注。因此本節課設置多組課堂活動：1.摸，即用手感知呼吸運動的過程；2.看，通過圖片、視頻認識與呼吸直接有關的結構，理解呼吸運動的變化；3.演示，通過觀察模擬實驗讓學生更好的理解呼吸運動中胸腔容積變化引起的肺內壓變化，準確理解“肺通氣”的原理。通過設置不同梯度的問題組織多組有趣的課堂活動誘發學生的認知沖突，讓學生在解決問題中建構概念，引

7、導學生主動學習、自主探究，轉變角色意識，讓學生在老師的引導下成為課堂真正的主人。六、教學過程教學內容教師活動學生活動教學意圖導入【創設情境】俗話說：“生命不息，呼吸不止。”同學們，我們一起來數一數一分鐘內自己的呼吸次數。（請注意呼氣和吸氣各一次才算完成一次呼吸。）【歸納總結】通過活動發現，人在平靜時的呼吸頻率大約是每分鐘16次。緊張或運動時會有所增加，而呼吸的停止則代表生命的結束。 【課前活動】學生數數自己一分鐘內的呼吸次數。【感受體驗】通過呼吸次數的數數體驗呼吸對人類生存的重要性。創設真實情境，體驗呼吸 對人類生存的重要性。構建核心概念肺是呼吸系統的主要器官【問題驅動】同學們，請仔細閱讀下表

8、中的數據，分析呼出的氣體成分發生了什么變化？【歸納總結】通過比較，我們知道呼出的氣體中氧氣的含量減少，二氧化碳和水的含量增加，而氮氣、氣體氣體的含量則不變。由此可知：外界的空氣經過呼吸道的處理進入肺，在肺里與血液進行氣體交換。【圖片展示】肺是呼吸系統的主要器官。【簡要介紹】（1）位于胸腔內，左右各一個，左肺有兩葉，右肺有三葉；（2）肺富有彈性，易于擴張和收縮；（3）胸廓主要由胸骨、肋骨、胸椎構成的骨質籠狀支架，保護肺和心臟等器官。【觀察思考】學生認真分析、比較數據。發現氧氣含量減少，二氧化碳和水的含量增加，而氮氣、其他氣體的含量則不變。【觀察圖片】通過觀察“肺的結構示意圖”與“豬肺實物圖”初步

9、了解器官肺。結合文字介紹，自主構建核心概念肺是呼吸系統的主要器官。通過不同的圖片展示了解器官肺，使得抽象的概念具象化，有利于學生自主構建核心概念肺是呼吸系統的主要器官。重要概念的建構肺與外界的氣體交換過程 【自主探究】活動一：“摸”請大家雙手放在胸部，做一個深深的吸氣和呼氣，有什么感覺？（肋骨和胸廓怎樣變化）知識補充：我們感受到的胸廓的擴張和收縮，是肋骨間的肌肉收縮和舒張的結果。活動二：“看”請大家通過視頻觀察我們呼吸時肋間肌、膈肌、膈頂以及胸廓上下徑的運動變化。請大家結合視頻、圖片進行分析。 【巧設懸念】同學們，請問胸廓的變化與呼吸有什么關系呢？是由于胸廓擴大導致吸氣還是因為吸氣使胸廓擴大呢

10、？【模擬實驗】補充：針筒小實驗1.氣體具有壓力；2.當溫度一定，氣體總量不變時，氣體體積越小，氣壓越大；而氣體體積越大，氣壓越小。活動三：“演示”請觀看演示實驗，觀察實驗中氣球體積、橡皮膜位置變化的關系。【實驗分析】手向上推容積減小瓶內氣壓增大外界氣體被壓出球（呼氣）；手向下拉容積增大瓶內氣壓減小外界氣體被壓入球（吸氣）。【提問】你的結論是？【自主探究】活動一：“摸”學生雙手放在胸部，做一個深深的吸氣和呼氣，體驗胸廓的運動變化。【得出結論】【觀看視頻】認真觀看視頻。【觀看視頻】認真觀察圖片。學生通過觀看視頻、觀察圖片，進行認真思考、分析得出結論。【觀看視頻】學生認真觀看“針筒小實驗”的視頻，初

11、步感知“氣壓”。在老師的引導下得出有關結論。【模擬實驗】認真觀看模擬實驗視頻，識別模擬裝置中的各部分結構分別對應呼吸系統的各個結構。【實驗分析】從實驗中氣球體積、橡皮膜位置變化進行思考與分析，在老師的引導下得出正確結論。手向上推容積減小瓶內氣壓增大外界氣體被壓出球（呼氣）；手向下拉容積增大瓶內氣壓減小外界氣體被壓入球（吸氣）。【回答】胸廓的擴大導致吸氣。活動一：“摸”用手感知呼吸運動的過程，仔細體會呼吸過程中胸廓、肋骨的變化。把抽象的概念轉化成最直觀的感受，有利學生內化知識。活動二：“看”結合視頻、圖片直觀感受呼吸時肋間肌、膈肌、膈頂以及胸廓上下徑的運動變化，有助于學生對人體的呼吸過程有一個動

12、態的、真實的、完整的認識。巧設懸念，誘發認知沖突，引導學生進行深度思考。缺乏物理學知識，無法準確理解“肺通氣”的原理。補充“針筒小實驗”使學生具有相應的物理知識進行知識鋪墊。從“針筒小實驗”到理解模擬實驗，符合學生從簡單到復雜，由淺入深的認知規律，使學生在思辨中得到理性升華。通過設置多樣化的課堂活動倡導學生進行探究性學習，力圖改變學生的學習方式，引導學生主動參與。內化知識，自主構建知識體系 【歸納總結】我們通過三組實驗探究活動了解了肺通氣過程中的氣體交換過程。現在我們可以用一個表格進行歸納總結。肋間肌與膈肌統稱為呼吸肌。【提問】通過學習后，同學們可以科學的概述概述肺與外界的氣體交換過程嗎？（展

13、示框架，引導學生回答）【追問】那么當肋間肌、膈肌舒張時，又是怎樣呢？【歸納總結】學生通過老師的引導，以表格的的形式進行知識梳理。【回答】（根據框架，概述吸氣過程）肋間肌收縮，胸廓前后徑、左右徑增大；膈肌收縮，胸廓上下徑增大。從而導致胸廓增大，肺擴張，肺內氣壓減小，導致肺內氣體經呼吸道被壓入肺，為吸氣過程。【回答】肋間肌舒張，胸廓前后徑、左右徑減小；膈肌舒張，胸廓上下徑減小。從而導致胸廓減小，肺回縮，肺內氣壓增大，導致肺內氣體經呼吸道被壓出肺，為呼氣過程。通過不同的形式進行知識的歸納總結，有利于學生內化知識，有助于學生自主構建知識體系。知識鞏固，及時反饋【斬關奪隘】T1-2是基礎題，對答案不講評

14、。T3-4較有難度，進行簡要分析。T3（引導學生學會分析曲線，比較肺內氣壓與大氣壓的關系）（引導學生學會分析圖像）【蟾宮折桂】通過題目引導學生關注科技前沿，認識“抗疫神器”、“終極救命神器”體外膜肺氧合裝置ECMO。【習題演練】認真思考，做題。【回答】肺內氣壓小于大氣壓，故AB段為吸氣。肺內氣壓大于大氣壓，故BC段為呼氣甲圖為呼氣，乙圖為吸氣。學生通過老師的引導關注科技前沿，初步認識體外膜肺氧合裝置-ECMO，認真閱讀題目中圖像，嘗試理解其工作原理。通過當堂練習進行知識鞏固，得到及時反饋。有利于老師了解學生對本節課的知識掌握程度，有助于老師進行個別輔導。通過題目引導學生關注科技前沿，認識“抗疫神器”、“終極救命神器”體外膜肺氧合裝置。七、板書設計4.3.2 發生在肺內的氣體交換1.肺是呼吸系統的主要器官2.肺與外界的氣體交換過程八、教學反思現行義務教育生物學課程標準倡導探究性學習，并且將探究活動設定為生物新課程標準的十大主題之一。各個版本的新教材均通過編入大量的各種形式的探究活動，在考試內容中也設定專項題目“實驗探究”，促進學生進行探究性學習，進而提高學生的生物科學素養。相較于線下教學，線上課程限制了師生間的互動，容易變成“滿堂灌”課程。而本節課在引導學生體驗生命現象的基礎上