《肺與外界的氣體交換》教學(xué)設(shè)計(jì)-2024-2025學(xué)年冀少版（2024）初中生物七年級下冊核心素養(yǎng)教學(xué)目標(biāo)生命觀念能說出肺與外界氣體交換的動力來源（胸廓運(yùn)動），理解肋骨、膈肌的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與其推動呼吸運(yùn)動的功能相適應(yīng)。用“結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一”的觀點(diǎn)解釋吸氣和呼氣時胸廓容積、肺容積的動態(tài)變化規(guī)律?？茖W(xué)思維通過模擬實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（如胸圍差測量），分析胸廓容積變化與呼吸的邏輯關(guān)系，培養(yǎng)“數(shù)據(jù)驅(qū)動推理”的思維習(xí)慣。對比吸氣與呼氣時氣壓變化的差異，運(yùn)用“物理原理（氣壓差）解釋生命現(xiàn)象”的跨學(xué)科思維?？茖W(xué)探究完成“模擬膈肌運(yùn)動”實(shí)驗(yàn)，能規(guī)范操作模型、觀察記錄現(xiàn)象，并基于證據(jù)得出“胸廓容積變化導(dǎo)致氣體進(jìn)出肺”的結(jié)論。通過“測量胸圍差”活動，學(xué)會設(shè)計(jì)重復(fù)實(shí)驗(yàn)、處理數(shù)據(jù)（求平均值），提升實(shí)驗(yàn)嚴(yán)謹(jǐn)性。社會責(zé)任舉例說明肋骨或膈肌損傷對呼吸的影響（如氣胸、膈肌痙攣），增強(qiáng)愛護(hù)呼吸系統(tǒng)的意識。向家人科普“正確咳嗽姿勢”（如深吸氣后短暫屏氣再咳嗽）對維護(hù)呼吸道健康的作用。教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)呼吸運(yùn)動的概念（胸廓有節(jié)律的擴(kuò)大和縮?。┘捌渑c吸氣、呼氣的關(guān)系。吸氣和呼氣時肋間肌、膈肌的收縮與舒張狀態(tài)，以及胸廓容積、肺容積的變化規(guī)律。氣壓差是氣體進(jìn)出肺的直接原因（肺內(nèi)氣壓與外界氣壓的大小關(guān)系）。教學(xué)難點(diǎn)理解“多組肌群協(xié)同運(yùn)動→胸廓多維度變化→肺被動擴(kuò)張/回縮”的動態(tài)因果鏈。建立“氣壓變化是氣體流動動力”的抽象概念，區(qū)分肺內(nèi)氣壓與外界氣壓的相對關(guān)系。用動態(tài)模型解釋“呼吸運(yùn)動是肺通氣的動力來源”這一核心原理。教學(xué)準(zhǔn)備（一）教具與實(shí)驗(yàn)材料1.演示模型：呼吸運(yùn)動動態(tài)模型（可手動操作肋骨、膈肌運(yùn)動，展示胸廓容積變化）；透明塑料瓶呼吸模型（帶可移動橡皮膜膈肌，如圖1）。2.學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)材料：實(shí)驗(yàn)記錄單（表1）吸氣時呼氣時胸圍數(shù)值（cm）____________胸廓容積變化______（擴(kuò)大/縮?。_____（擴(kuò)大/縮小）每組1套塑料瓶呼吸模型（含氣球、橡皮膜、玻璃管）；軟尺（測量胸圍差）、實(shí)驗(yàn)記錄單（表1）。3.多媒體資源：動畫《呼吸運(yùn)動的三維解析》（慢動作展示肋骨上提、膈肌下降過程）；視頻《氣胸患者的呼吸障礙》（醫(yī)學(xué)案例，直觀呈現(xiàn)胸廓損傷對呼吸的影響）。教學(xué)過程情境導(dǎo)入：呼吸困境的啟示1.教師活動播放視頻片段：運(yùn)動員在比賽中突發(fā)肋骨骨折，出現(xiàn)呼吸困難、急促喘息的場景。提問：①為什么肋骨損傷會導(dǎo)致呼吸困難？②我們平時吸氣時，胸廓是如何變化的？展示教材原圖（P45圖3-3-5“呼吸運(yùn)動示意圖”），引導(dǎo)學(xué)生觀察吸氣時肋骨位置變化。2.學(xué)生活動?觀看視頻并結(jié)合圖片思考，小組討論后回答：肋骨運(yùn)動可能與胸廓擴(kuò)大有關(guān)，胸廓變化影響肺的氣體進(jìn)出。3.設(shè)計(jì)意圖通過真實(shí)醫(yī)學(xué)案例制造認(rèn)知沖突，激活“呼吸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能關(guān)聯(lián)”的前導(dǎo)知識。利用教材插圖建立“肋骨運(yùn)動→胸廓變化”的直觀聯(lián)想，明確探究主題。新課講授1：呼吸運(yùn)動的動力來源體驗(yàn)探究：測量胸圍差教師活動講解操作步驟：①學(xué)生站立，自然呼吸，用軟尺測量鎖骨中線第四肋骨處（胸圍測量點(diǎn)）的平靜胸圍；②深吸氣后屏住呼吸，測量最大胸圍；③深呼氣后屏住呼吸，測量最小胸圍；④計(jì)算胸圍差（最大胸圍-最小胸圍）。提問：①胸圍差的數(shù)值變化反映了什么？（胸廓容積變化）②胸圍差較大的同學(xué)，呼吸功能可能有什么優(yōu)勢？（肺通氣量更大）學(xué)生活動?分組測量胸圍差，記錄數(shù)據(jù)并計(jì)算平均值，討論數(shù)據(jù)差異的原因（如肺活量差異、測量誤差）。設(shè)計(jì)意圖通過親身體驗(yàn)和數(shù)據(jù)記錄，將抽象的“胸廓運(yùn)動”轉(zhuǎn)化為可測量的生理指標(biāo)。滲透“定量實(shí)驗(yàn)”思維，培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。模型演示：肋骨與膈肌的協(xié)同作用教師活動?操作呼吸運(yùn)動動態(tài)模型，分步驟展示：肋間肌收縮→肋骨上提、胸骨前移→胸廓前后徑、左右徑擴(kuò)大；膈肌收縮→膈頂下降→胸廓上下徑增大→整體胸廓容積擴(kuò)大。?對比演示呼氣過程，強(qiáng)調(diào)：呼氣時肋間肌、膈肌舒張，胸廓容積被動縮小。學(xué)生活動?觀察模型運(yùn)動，跟隨教師手勢模擬肋骨、膈肌的運(yùn)動方向（雙手模擬肋骨上提/下降）。設(shè)計(jì)意圖利用三維模型突破平面插圖的局限性，幫助學(xué)生理解胸廓“三維容積變化”（前后、左右、上下徑）。通過手勢模擬增強(qiáng)運(yùn)動記憶，符合七年級學(xué)生形象思維為主的認(rèn)知特點(diǎn)。新課講授2：氣體進(jìn)出肺的原理模擬實(shí)驗(yàn)：橡皮膜膈肌的運(yùn)動教師活動?演示塑料瓶呼吸模型（圖1）：向下拉動橡皮膜（模擬膈肌收縮）→氣球膨脹（肺擴(kuò)張）→瓶內(nèi)氣壓降低→外界空氣進(jìn)入氣球；松開橡皮膜（模擬膈肌舒張）→氣球回縮（肺回縮）→瓶內(nèi)氣壓升高→氣體排出氣球。?提問：①模型中橡皮膜的升降如何影響氣球體積？②氣球“吸氣”“呼氣”時，瓶內(nèi)氣壓如何變化？（提示：氣壓與容積成反比）學(xué)生活動?分組操作模型，觀察并記錄橡皮膜位置、氣球狀態(tài)、“氣體流動”（用羽毛靠近玻璃管口觀察飄動方向）的關(guān)系。設(shè)計(jì)意圖通過簡易模型模擬復(fù)雜生理過程，將“氣壓差”這一抽象物理概念轉(zhuǎn)化為可見的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（氣球膨脹/回縮）。引導(dǎo)學(xué)生從“現(xiàn)象觀察”轉(zhuǎn)向“原理分析”，培養(yǎng)“模型→原型”的推理能力。動畫解析：氣壓差的動態(tài)變化教師活動?播放動畫《呼吸時的氣壓變化》，用數(shù)據(jù)標(biāo)注關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)：吸氣初期：肺內(nèi)氣壓（100kPa）＞外界氣壓（101kPa）→氣體不流動；吸氣中期：膈肌收縮→肺擴(kuò)張→肺內(nèi)氣壓下降至98kPa＜外界氣壓→氣體入肺；吸氣末：肺內(nèi)氣壓=外界氣壓→氣體停止流動。?對比講解呼氣時氣壓變化，強(qiáng)調(diào)“流動方向由瞬時氣壓差決定”。學(xué)生活動呼吸階段肺容積肺內(nèi)氣壓與外界氣壓關(guān)系氣體流動方向吸氣擴(kuò)大肺內(nèi)____外界外界→肺呼氣縮小肺內(nèi)____外界肺→外界?觀察動畫并填寫氣壓變化表格（表2），用“＞”“＜”符號表示氣壓關(guān)系。設(shè)計(jì)意圖用動態(tài)數(shù)據(jù)可視化抽象原理，突破“氣壓差瞬間變化”的理解難點(diǎn)。通過表格填空強(qiáng)化關(guān)鍵知識點(diǎn)，培養(yǎng)“圖文轉(zhuǎn)換”和信息提取能力。新課講授3：呼吸運(yùn)動的完整過程（10分鐘）圖表歸納：吸氣與呼氣的對比教師活動項(xiàng)目吸氣時呼氣時肋間肌收縮______膈肌______舒張胸廓容積______縮小肺狀態(tài)擴(kuò)張______肺內(nèi)氣壓低于外界______?展示教材P46“吸氣與呼氣時的狀態(tài)對比表”，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合模型、動畫填寫表格：學(xué)生活動?回顧實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和動畫內(nèi)容，分組完成表格填寫，派代表匯報答案。設(shè)計(jì)意圖以教材表格為載體，系統(tǒng)梳理核心知識，培養(yǎng)“對比分析”的科學(xué)思維。通過小組匯報暴露認(rèn)知誤區(qū)（如混淆肋間肌與膈肌的作用），及時糾正。案例分析：異常呼吸的成因教師活動呈現(xiàn)案例：“某患者因車禍導(dǎo)致肋骨骨折，出現(xiàn)‘連枷胸’（局部胸壁反常呼吸運(yùn)動），表現(xiàn)為吸氣時傷處胸壁內(nèi)陷，呼氣時外凸，嚴(yán)重影響呼吸功能。”提問：①正常吸氣時胸壁應(yīng)如何運(yùn)動？案例中胸壁運(yùn)動為何異常？②這種異常會對肺通氣造成什么影響？學(xué)生活動?結(jié)合呼吸運(yùn)動原理分析案例，討論得出：肋骨骨折導(dǎo)致胸壁失去支撐，吸氣時無法同步擴(kuò)張，造成肺通氣量減少。設(shè)計(jì)意圖用臨床案例深化“結(jié)構(gòu)損傷→功能障礙”的生命觀念，提升知識應(yīng)用能力。滲透“生物學(xué)與醫(yī)學(xué)關(guān)聯(lián)”的學(xué)科價值，激發(fā)學(xué)生對生命科學(xué)的興趣?？偨Y(jié)提升：概念模型構(gòu)建1.教師活動引導(dǎo)學(xué)生用箭頭圖構(gòu)建呼吸運(yùn)動的邏輯模型：神經(jīng)沖動→肋間肌、膈肌收縮→胸廓容積擴(kuò)大→肺被動擴(kuò)張→肺內(nèi)氣壓下降→外界氣體入肺強(qiáng)調(diào)關(guān)鍵詞：“動力來源（肌群收縮）→容積變化→氣壓差→氣體流動”的因果鏈。1.學(xué)生活動?獨(dú)立繪制模型圖，互相檢查邏輯漏洞，修正后粘貼在教材對應(yīng)章節(jié)。設(shè)計(jì)意圖通過模型構(gòu)建培養(yǎng)系統(tǒng)思維，幫助學(xué)生將碎片化知識整合為連貫的認(rèn)知體系。強(qiáng)化“結(jié)構(gòu)→功能→調(diào)控”的生物學(xué)思維框架，為后續(xù)學(xué)習(xí)“呼吸調(diào)節(jié)”鋪墊。課堂檢測與拓展1.分層練習(xí)基礎(chǔ)題（教材改編）：下列關(guān)于吸氣過程的描述，錯誤的是（）A.肋間肌收縮B.膈肌舒張C.胸廓容積擴(kuò)大D.肺內(nèi)氣壓降低拓展題：游泳時若發(fā)生“膈肌痙攣”（俗稱“岔氣”），會感覺呼吸急促困難，結(jié)合本節(jié)課知識解釋原因。1.學(xué)生活動?獨(dú)立完成練習(xí)，小組討論拓展題（膈肌痙攣導(dǎo)致無法正常收縮，胸廓容積變化受阻，影響吸氣）。設(shè)計(jì)意圖基礎(chǔ)題針對核心知識點(diǎn)查漏補(bǔ)缺，確保全體學(xué)生達(dá)標(biāo)；拓展題聯(lián)系生活場景，考查知識遷移能力，體現(xiàn)“學(xué)習(xí)對生活有用的生物學(xué)”。板書設(shè)計(jì)#肺與外界的氣體交換一、呼吸運(yùn)動：胸廓的節(jié)律性擴(kuò)大與縮小1.動力：肋間肌、膈肌的收縮和舒張2.結(jié)果：胸廓容積變化→肺容積變化→氣壓差→氣體進(jìn)出肺二、吸氣與呼氣對比三、核心原理：氣壓差是氣體流動的直接動力設(shè)計(jì)意圖：板書采用“原理→過程→對比”的邏輯結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)突出呼吸運(yùn)動的因果關(guān)系和動態(tài)變化，通過表格直觀呈現(xiàn)易混淆點(diǎn)，便于學(xué)生記憶和復(fù)習(xí)。教學(xué)反思成功之處實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)突破抽象概念：塑料瓶呼吸模型和胸圍差測量實(shí)驗(yàn)，使“胸廓運(yùn)動→氣壓變化”的原理從無形變有形，85%學(xué)生能準(zhǔn)確描述模型中各結(jié)構(gòu)的對應(yīng)關(guān)系?？鐚W(xué)科融合自然：結(jié)合物理“氣壓與容積關(guān)系”解釋呼吸原理，學(xué)生能運(yùn)用已有知識理解生物學(xué)現(xiàn)象，體現(xiàn)學(xué)科整合的有效性。案例教學(xué)激發(fā)深層思考：通過肋骨骨折、膈肌痙攣等案例，學(xué)生不僅掌握知識，更意識到呼吸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)完整性的重要性，社會責(zé)任目標(biāo)達(dá)成度高。改進(jìn)方向模型精細(xì)化不足：部分學(xué)生對“胸廓三維變化”理解不透徹，可增加立體胸廓模型（如用鐵絲制作肋骨框架），讓學(xué)生手動操作感受前后、左右、上下徑的變化。動態(tài)演示時間不足：動畫播放速度較快，