4.3.2 发生在肺内的气体交换教学设计-2024--2025学年人教版生物七年级下册

究能力。教学目标包括让学生掌握肺与外界气体交换的过程,理解肺泡与血液的气体交换机制,以及气体交换的原理(气体扩散作用)。在教学方法上,建议采用讲授法、实验法、讨论法和直观演示法,结合多媒体课件、模拟实验和小组讨论,帮助学生将抽象知识形象化。通过模拟膈肌运动实验、测量胸围差实验等,让学生直观感受呼吸运动。同时,利用动画视频展示气体交换的动态过程,增强教学的直观性。 二、学情分析 学生在日常生活中对呼吸过程有一定的直观感受,但对肺内气体交换的具体机制和原理缺乏系统的科学认识。在认知能力方面,七年级学生已经具备了一定的观察和分析能力,能够理解一些基础的生物学知识,但对呼吸运动中胸廓容积变化与肺内气压变化的关系,以及肺泡与血液气体交换的微观机制理解不足。情感态度方面,学生对呼吸系统的健康和环境保护表现出一定的兴趣,但可能对呼吸道对空气处理能力的有限性缺乏足够的认识。因此,在教学《发生在肺内的气体交换》这一单元时,教师应设计富有趣味性和探究性的活动,如模拟膈肌运动实验、观察气体交换的动画视频等,以激发学生的学习兴趣和参与热情。同时,教师还应注重培养学生的科学探究能力,引导他们从多角度、多层次地认识肺内气体交换的过程,提高他们的分析和判断能力。 三、教学目标 1.概述肺与外界的气体交换过程。【科学思维、探究实践】 2.概述肺泡与血液的气体交换过程,说出肺泡适于进行气体交换的特点。【科学思维、生命观念】 3.关注身体内外各种因素对呼吸系统健康的影响,在体育锻炼、疾病预防等方面形成健康生活的态度和行为习惯。【态度责任】 四、教学重难点 1. 教学重点:肺与外界气体交换的过程,包括呼吸运动中胸廓容积、肺内气压的变化,以及肺泡与血液的气体交换过程。 2. 教学难点:理解呼吸运动中胸廓容积变化与肺内气压变化的关系,以及肺泡与血液气体交换的微观机制。 五、教学方法:分析讨论法、模型演示法、问题驱动法、归纳推理法 六、教学准备:PPT课件、相关视频和图片等资料。 七、教学过程: 发生在肺内的气体交换 教师活动及教学内容 学生活动 设计意图 (一)复习回顾,导入新课 教师出示图片并引导学生回顾呼吸系统的组成。 学生思考回顾,并回答:图中1-5分别表示鼻、咽、喉、气管和支气管,它们共同构成了呼吸道,呼吸道是气体进出肺的通道。图中的6表示肺,位于胸腔,左右各一个,分别称左肺和右肺,肺是呼吸系统的主要器官,也是气体交换的场所。 通过复习回顾上节课的知识,为新课学习做铺垫。 (二)肺与外界的气体交换 1.肺的概况 教师出示图片并讲解肺的概况:左肺和右肺长得并不完全相同,左肺可分为两叶,右肺分为三叶。肺可以与外界进行气体交换,也可以与血液进行气体交换。在不知不觉中,肺在有节奏地吸气和呼气,一分钟大约呼吸16次。外界空气通过吸气进入肺,通过呼气我们又可以将肺中的气体排出到外界。 2.呼吸时胸廓的变化 请你把双手放在胸部两侧,做一次深深地吸气和呼气,感受自己的胸廓发生了怎样的变化? 教师出示图片并补充:胸廓是由脊柱的胸段(A)、胸骨(B)、肋骨(C)和肋间肌构成的骨性笼状支架。 3.呼吸运动 我们把胸廓节律性地扩大和缩小的过程称为呼吸运动,呼吸运动包括呼气运动和吸气运动两个过程。 出示动图,并总结深深地吸气和呼气时,肋骨和胸廓的变化。 教师出示图片并讲解:骨不可以自己运动,骨的运动要靠肌肉来牵引。牵动肋骨发生位置变化的肌肉叫做肋间肌。当肋间肌收缩时,它就会牵拉肋骨向上向外运动,于是胸廓扩大,此时对应的状态是吸气;当肋间肌舒张时,松弛下来,肋骨向下向内运动,胸廓就缩小,此时对应的状态是呼气。总结来说,肋间肌的活动使胸廓的前后和左右径发生了变化,也就是横向扩张。 4.呼吸时膈肌的运动和胸廓变化的关系 教师出示图片并讲解:胸廓容积的扩大和缩小,还与膈的运动有关。膈肌位于胸腔的底部(即腹腔的顶部),是将胸腔和腹腔分隔开的结构,主要由肌肉组织构成,可以收缩和舒张。胸腔是由胸廓与膈围成的空腔。 教师补充讲解:当膈肌收缩时,膈顶下降,胸腔扩大,导致胸腔的上下径变长,此时对应的状态是吸气;当膈肌舒张时,膈顶部上升,胸腔缩小,此时对应的状态是呼气。总结来说,膈肌的活动使胸腔上下径发生变化,即纵向扩张。 教师带领学生小结:胸腔横向(前后、左右径)的扩张和收缩,是肋间肌收缩和舒张的结果;胸腔纵向(上下径)的扩张和收缩,是膈肌收缩和舒张的结果。当肋间肌、膈肌收缩时,胸腔扩大;当肋间肌、膈肌舒张时,胸腔缩小。 5.模拟膈肌收缩与舒张与呼吸的关系 提问:廓的变化与呼吸有什么关系呢?是由于胸腔扩大导致吸气?还是因为吸气导致胸腔扩大呢? 教师补充:其实,肺本身不具有自主收缩和舒张的能力,只能依靠胸廓的扩大和缩小而被动舒缩。 教师出示模型并提问:该模型代表的结构是?每个部分分别代表的是? 教师进行模拟膈肌的演示实验。 教师播放视频马德堡半球实验,并讲解:这个实验旨在证明大气压的存在。 教师利用注射器进行模拟大气压实验,并讲解:当注射器内外气压相等时,活塞保持静止。当向内推活塞后,再撤掉推活塞的力,发现活塞又向外移动了,这是因为在外界温度和气体总量不变的情况下,容积与气压成反比,容积越小,气压越大,因为向内推使注射器内容积变小,里面的气压就会变大,注射器内气压大于了外界气压,于是就会推着活塞向外移动。 教师出示填空,并引导学生总结概括。 学生对照教师的讲解了解肺的概况。 学生感受呼吸时胸廓的变化,并回答:深深地吸气时,明显可以感受到肋骨在向上向外运动,使得胸廓扩大。深深地呼气时,也可以明显感受到肋骨在向下向内运动,使得胸廓缩小。 学生对照教师的讲解,回顾吸气和呼气时,肋骨和胸廓的变化。 学生对照教师的讲解,感受肌肉的变化。 学生对照讲解,在课本图片中找到膈肌。 学生对照教师的讲解,理解相关知识。 学生思考并尝试回答。 学生以小组为单位讨论回答:这个装置模拟的就是我们人的胸腔,其中玻璃罩A模拟的是胸廓;玻璃管B模拟的是气管,C则代表支气管;气球D模拟的是肺;橡皮膜E模拟的就是膈肌。 学生观察演示实验并回答:用手向上推橡皮膜,气球回缩,缩小了;再放松橡皮膜,气球又胀大了。通过演示实验,能得出结论:是胸腔扩大导致了吸气。 学生讨论总结回答:胸腔扩大导致吸气的过程:当肋间肌和膈肌收缩时,胸腔扩大,肺富有弹性,肺也会随之扩张,肺内的气体压力相应降低,小于外界大气压,此时外界气体就会被压入肺,对应状态为吸气;胸腔缩小导致呼气的过程刚好相反:当肋间肌和膈肌舒张时,胸腔缩小,肺也会随之收缩,肺内的气体压力相应增大,大于外界大气压,此时气体从肺中被压出,对应状态为呼气;这就是肺与外界的气体交换。 培养学生理解能力, 利用学生亲身感受,将抽象的知识具体化,帮助学生理解。 培养学生总结能力以及归纳能力。 利用动图以及图片,并结合学生亲身感受,帮助学生突破难点。 培养学生获取信息的能力。 利用动图,将抽象的知识具体化,帮助学生理解。 利用问题,激发学生探索欲望。 本部分内容较抽象,利用模型实验帮助学生理解难点。 培养学生表达能力以及总结概括能力。 (三)肺泡与血液的气体交换 复习回顾:教师引导学生利用概念检测回顾肺与外界的气体交换过程。 1.人体吸入气体和呼出气体的成分变化 请同学们仔细阅读阅读下表中的数据,比较吸入的气体和呼出的气体成分发生了什么变化。呼出的气体中,含量增加的成分是从哪里来的?含量减少的成分又到哪里去了? 2.肺-气体交换的场所 教师补充:肺是气体交换的主要器官。呼吸道中的左、右支气管分别进入左、右肺,并形成树枝状分支,越分越细,在最细的分支末端形成了许多突出的小囊泡,即肺泡。肺泡是肺结构和功能的基本单位,也是肺部气体交换的主要部位。 提问:肺泡有哪些适于气体交换的结构特点呢?请同学们观察课本100页图4-27,总结肺泡适于气体交换的结构特点。 3.肺泡与血液的气体交换 教师出示动图并讲解:当吸气时,肺泡中充满了肺刚吸进来的新鲜空气,因此肺泡中氧气含量比血液中的氧气含量高,这里补充一个概念扩散作用:是指一种气体总是由浓度高的地方向浓度低的地方扩散,直到平衡为止。肺泡与血液的气体交换就是通过气体的扩散作用实现的。例如老师在教室前面喷几下香水,后排的同学过一会就能闻到香水的味道。这就是香水中的气体分子从浓度高的地方向浓度低的地方扩散了。因为肺泡中氧气含量比血液中的氧气含量高,所以氧气会从肺泡扩散进入血液。 教师补充讲解:吸气时,肺泡中充满了肺刚吸进来的新鲜空气,因此肺泡中氧气含量比血液中的氧气含量高,氧气会从肺泡扩散进入血液。氧气进入毛细血管中的血液后,会随着血液循环到达全身各处组织细胞周围的毛细血管,此时由于组织细胞周围毛细血管中氧气浓度高,而组织细胞内的氧气浓度低,于是氧气由组织细胞周围毛细血管扩散进入全身各处的组织细胞当中。 提问:请同学们思考,氧最后在细胞是如何被利用的? 或者在细化一下,氧进入组织细胞后,是在组织细胞处的什么部位被利用的呢? 教师补充讲解:人体从外界获得的氧,通过红细胞运送到身体各个部位,最终通过气体交换到达组织细胞,我们吃进去的食物经过消化吸收后所形成的小分子有机物,在氧气的参与下,在线粒体中,被氧化分解,产生二氧化碳和水,并释放能量。这保证了新陈代谢的正常进行。现在组织细胞中的线粒体经过呼吸作用,产生了大量的二氧化碳,此时组织细胞中二氧化碳的浓度就高于了组织细胞周围的毛细血管,于是二氧化碳扩散进入组织细胞周围的毛细血管,然后随着血液循环运输到肺泡周围的毛细血管,二氧化碳继续扩散,穿过毛细血管壁和肺泡壁,到达肺泡,然后随着呼气的过程被排出体外。这就是肺泡与血液的气体交换过程。 教师出示图片并引导学生总结氧气从外界进入组织细胞里的路线以及二氧化碳从组织细胞到外界的路线。 教师补充:当人体出现呼吸障碍等情况时,可以用呼吸机缓解,但对一些呼吸衰竭的急危重症患者,呼吸机也“爱莫能助”时,就需要使用一种被称为体外膜氧合器的急救设备了。请同学们阅读课本102页的科学技术社会,了解体外膜氧合器是如何工作的。 学生完成填空,并回顾知识。 学生比较表格中的数据,思考回答:人体呼出的气体中,氧气的含量明显减少,二氧化碳的含量明显增加。 学生以小组为单位,讨论回答:第一. 肺泡数量多,成年人的肺泡约有3亿~4亿个,大大增加了与空气接触的面积;第二. 肺泡外面包绕着丰富的毛细血管,增大了交换面积;第三. 肺泡壁和毛细血管壁都很薄,只由一层扁平的上皮细胞构成,有利于肺泡与血液间的气体交换。 学生对照教师的讲解,理解相关知识。 学生思考并回答:线粒体,因为线粒体是呼吸作用的主要场所。 学生思考并总结。 学生自主学习了解相关内容。 回顾旧识,为新课导入作铺垫。 利用真实数据,引导学生主动分析,得出答案。 设置问题,引导学生主动分析,构建知识,理解生物体结构与功能相适应的生命观念。 培养学生自主学习能力以及分析能力。 回顾旧识,解决问题。 培养学生自主归纳能力。 通过了解体外膜氧合器的急救设备,进一步培养学生养成健康生活的习惯。 (四)课堂小结 根据板书,教师带领学生梳理本节课的知识内容。 教师播放视频总结本节课内容。 学生以小组为单位进行交流、总结。 培养学生自主归纳、交流能力,自主构建知识体系。 作业布置: 基础作业:课本第101页:概念检测 提高作业:课本第101页:拓展应用 板书设计: 第二节 发生在肺内的气体交换 教学反思: 本节课的教学目标是让学生理解肺与外界气体交换的过程,掌握肺泡与血液的气体交换机制,以及理解气体交换的原理。通过使用丰富的图片、动画和实验演示,学生能够直观地理解呼吸运动中胸廓容积的变化与肺内气压变化的关系,以及气体交换的微观机制。然而,我也发现在讲解呼吸运动的动态过程时,部分学生理解起来有些困难。这提示我在未来的教学中,需要设计更多的直观教具和模型,如制作模拟膈肌运动的模型,以帮助学生更好地理解这些抽象的概念。 此外,我在课堂上的实验操作环节中,鼓励学生动手进行模拟实验,如模拟膈肌运动和测量胸围差实验,这有助于培养学生的实践操作能力和科学探究能力。但我也注意到,学生在实验设计和结果分析方面存在不足。因此,我计划在未来的教学中,加强学生在实验设计和数据分析方面的训练,以提高他们的科学思维能力。例如,通过设计对比实验,让学生观察不同呼吸频率下的气体交换效率,从而更好地理解呼吸运动的生理意义。 在培养学生的科学态度和健康意识方面,我认为