14.2 呼吸运动与气体交换（教学设计）生物新教材沪教版八年级上册

该初中生物学教学设计聚焦呼吸运动与气体交换核心知识，通过引导学生感受自身呼吸提出问题（如胸廓起伏与气体进出关系），以“模拟胸腔容积变化”实验（气球、塑料瓶等制作胸腔模型）为支架，先探究膈肌、肋间肌运动引发胸廓容积变化导致吸气呼气的过程，再用气体扩散原理分析肺泡与血液、血液与组织细胞的气体交换，构建“呼吸运动-气体交换-细胞呼吸”的知识链，为后续血液循环、细胞呼吸作用学习奠定基础。 该资料以“探究实践”和“生命观念”为特色，通过学生动手操作模拟呼吸运动实验，直观理解胸廓容积与气体进出的因果关系，培养科学探究能力；结合肺泡薄壁、丰富毛细血管的结构特点，阐释“结构与功能相适应”的生命观念；基于气体浓度梯度推理扩散方向，发展科学思维。对学生而言，将抽象生理过程具象化，提升动手与逻辑推理能力；对教师而言，实验设计可操作性强，习题与生活案例结合，便于课堂互动和知识巩固。

第十四章 呼吸系统与气体交换 第二节 呼吸运动与气体交换 年级 初二年级 授课时间 1课时 课题 第二节 呼吸运动与气体交换 教材分析 教材通过"呼吸运动模型构建"活动直观呈现胸廓容积变化与气体进出的关系，利用气体扩散原理解释肺泡与血液、血液与组织细胞间的气体交换过程。学习本节内容不仅为后续"血液循环"、"细胞呼吸作用"等章节奠定基础，更有助于学生建立"结构适应功能"的生命观念，理解人体各系统的协同运作机制。 教学目标 【知识目标】 1.描述呼吸运动过程： 阐明吸气时膈肌收缩（膈顶下降）、肋间肌收缩（肋骨上提）导致胸廓扩大 阐明呼气时膈肌舒张（膈顶回升）、肋间肌舒张（肋骨下降）导致胸廓缩小 2.解释胸廓容积与呼吸的关系： 建立"胸廓扩大→肺扩张→肺内压降低→吸气"的因果链 建立"胸廓缩小→肺收缩→肺内压升高→呼气"的因果链 3.分析气体交换过程： 说明肺泡与血液间气体交换：氧气由肺泡扩散入血，二氧化碳由血扩散入肺泡 说明血液与组织细胞间气体交换：氧气由血扩散入细胞，二氧化碳由细胞扩散入血 4.归纳气体交换意义： 明确氧气供应对细胞呼吸作用（能量释放）的必要性 指出二氧化碳及时排出对维持内环境稳态的作用 【素养目标】 1.生命观念： 通过肺泡薄壁结构（单层上皮细胞+丰富毛细血管）分析，理解"结构与功能相适应"的生物学观点 建立"呼吸-循环-代谢"系统的整体观，认识多系统协作维持生命活动的本质 2.科学思维： 基于气体扩散原理（浓度梯度驱动），演绎推理肺泡与血液间的气体交换方向 通过对比吸入/呼出气体成分差异（如氧气含量变化），形成证据支持结论的实证意识 3.科学探究： 通过"模拟胸腔容积变化"实验，设计对照，归纳呼吸运动规律 结合生活案例（如游泳时水压对呼吸的影响），提出可验证的生物学问题并解释现象 4.社会责任： 运用"海姆立克急救法"原理，说明急救措施对维持呼吸功能的必要性 关注空气污染对呼吸系统的危害，形成保护呼吸健康的科学行为习惯 教学重、难点 【教学重点】 1. 胸廓容积变化与呼吸的关系； 2. 呼吸运动的过程 教学难点： 【教学难点】 1. 肺与外界、肺泡与血液的气体交换过程； 2. 理解气体交换中浓度差导致的气体扩散原理 教学过程 教学内容 教师活动 学生活动 新课导入 引导学生感受自身呼吸 胸廓的起伏与人体的呼吸运动有怎样的关系？ 呼吸系统获取的氧气是如何进入细胞的？ 思考思考并尝试回答相应问题。 新知探究 一、呼吸运动 【问题探究】 模拟胸腔容积的变化 用气球、Y 型塑料管、塑料瓶、橡皮筋、橡胶盖等材料制作了一种简易胸腔模型。其中，塑料瓶代表封闭的胸腔，Y 型塑料管代表气管和支气管，两个气球分别代表左肺和右肺，橡胶盖代表胸腔与腹腔的隔断——膈。 膈是一层将胸腔与腹腔隔开的膜状肌肉，膈肌舒张时会微微向上拱起。 实验步骤：第一，向上顶起橡胶盖，再慢慢松开，观察并描述气球容积的变化；第二，保持橡胶盖向上顶起的状态，用洗耳球在导管开口处吹气，观察并描述气球容积的变化。分组进行实验，记录好观察结果 实验结果：向上顶起橡胶盖再松开，气球容积变小；用洗耳球吹气，气球容积变大。 当膈肌收缩时，膈顶部下降，胸廓扩大，胸腔容积扩大，肺扩张，就像用洗耳球吹气使气球容积变大一样，此时是吸气过程；当膈肌舒张时，膈顶部上升，胸廓收缩，胸腔容积缩小，肺收缩，就像向上顶起橡胶盖气球容积变小一样，此时是呼气过程。 由膈肌与肋间肌运动引发胸腔容积变化，进而导致气体有规律进出肺的过程，称为呼吸运动。 小组内进行深呼吸感受活动，互相交流吸气和呼气时身体各部位的具体变化 自己动手操作，模拟吸气和呼气过程，并向小组其他成员讲解其中的原理。 【习题巩固】 我们每时每刻都在通过呼吸系统与空气进行气体交换。吸气时身体不会出现的是（　　） A．膈肌收缩 B．肋骨向外、向上运动 C．胸腔容积扩大 D．肺内气压高于大气压 答案：D 解析：吸气时，肺内气压低于外界大气压，气体进入肺部，所以D选项错误。 思考回答问题 二、气体交换 【问题探究】呼吸系统获取的氧气是如何进入细胞的？ 气体扩散的原理，气体分子总是从高浓度的地方向低浓度扩散。 吸气时，肺泡中氧气的浓度比入肺毛细血管血液内的更高，肺泡中的氧气扩散进入血液；同理，血液中浓度较高的二氧化碳扩散到肺泡内。 组织细胞不断消耗氧气，产生的二氧化碳进入周围毛细血管，这些含二氧化碳量高的血液经体静脉流回心脏，再由心脏泵向肺部。 氧气浓度：肺泡＞血液＞组织细胞；二氧化碳浓度：肺泡＜血液＜组织细胞。大家理解这个关系了吗？ 肺泡为什么能成为“气体交换站”？ 肺泡数量很多，与空气接触面大；肺泡外面包绕着丰富的毛细血管；肺泡壁和毛细血管壁都很薄，只由一层扁平上皮细胞构成。 肺泡内的氧气需穿过几层细胞进入血液呢？ 2层，肺泡壁、毛细血管壁 绘制气体交换的示意图，包括肺泡与血液、组织细胞与血液的气体交换过程，然后互相交流和讲解。 【习题巩固】 呼吸时，胸廓扩大导致吸气，缩小导致呼气。下图哪种组合表示肺处于吸气状态（　　） A．甲、丙 B．甲、丁 C．乙、丙 D．乙、丁 答案：B 解析：吸气时胸廓容积扩大，气压降低，外界气体进入肺部，肺部扩张，所以甲、丁是正确的。 学生思考回答，加深知识点的理解 课堂小结 本节课围绕呼吸系统与气体交换展开。首先学习呼吸运动，通过模拟胸腔容积变化的实验，明确了呼吸运动是由膈肌与肋间肌运动引发胸腔容积变化，导致气体有规律进出肺的过程。吸气时，膈肌收缩、膈顶部下降、胸廓扩大、胸腔容积扩大、肺扩张；呼气时则相反。 接着探讨气体交换，依据气体扩散原理，阐述了肺泡与血液、组织细胞与血液的气体交换过程，即气体从高浓度向低浓度扩散。还介绍了肺泡能成为“气体交换站”的结构特点。最后通过生活实例加深对呼吸运动和气体交换的理解，并进行了相关课堂练习巩固知识。 板书设计 第十四章 呼吸系统与气体交换 1. 呼吸运动 过程： · 吸气：膈肌收缩、膈顶部下降、肋间肌收缩、胸廓扩大、胸腔容积扩大、肺扩张 · 呼气：膈肌舒张、膈顶部上升、肋间肌舒张、胸廓缩小、胸腔容积缩小、肺收缩 定义：膈肌与肋间肌运动引发胸腔容积变化，导致气体有规律进出肺的过程 2. 气体交换 原理：气体从高浓度向低浓度扩散 过程： · 肺泡与血液：肺泡中氧气进入血液，血液中二氧化碳进入肺泡 · 组织细胞与血液：组织细胞消耗氧气产生二氧化碳，含二氧化碳血液流回心脏再到肺部 肺泡结构特点：数量多、与空气接触面大；外包绕丰富毛细血管；壁薄，由一层扁平上皮细胞构成 课后作业 肺泡外缠绕着丰富的毛细血管网，这（ ） A. 有利于肺与外界的气体交换 B. 有利于肺泡与血液的气体交换 C. 有利于气体在血液里的运输 D. 不利于气体交换 答案：B 解析：肺泡外缠绕着丰富的毛细血管网，使得肺泡与血液的接触面积增大，有利于肺泡与血液的气体交换，所以B选项正确。 教学反思 在教学过程中，通过模拟胸腔容积变化的实验，能让学生更直观地感受呼吸运动，激发了学生的学习兴趣和参与度，大部分学生能较好地理解呼吸运动的过程。但在讲解气体交换原理和过程时，部分学生理解起来有一定困难，后续可结合更多生活实例或动画演示来帮助学生理解。课堂练习环节能及时反馈学生的学习情况，发现学生对一些概念的辨析还存在问题，在今后的教学中要加强对重点、难点知识的巩固和强化。 / 学科网（北京）股份有限公司 $