6.15.1 人体与外界进行气体交换（第一课时）教学设计-2025-2026学年苏科版生物八年级上册

该初中生物学教学设计聚焦人体呼吸系统组成及呼吸运动原理，以潜水员携带氧气瓶的情境导入，衔接七年级细胞呼吸知识，为第2课时气体交换机制铺垫，构建“结构→功能→过程”的知识支架。 特色在于情境探究与实验模拟结合，学生动手组装呼吸运动装置，观察膈肌收缩舒张与肺容积变化，发展科学思维与探究实践能力；融入雾霾天锻炼、吸烟危害等案例，强化态度责任。提升学生动手与合作能力，助力教师高效突破教学难点。

《15.1 人体与外界进行气体交换》第1课时教案 学科 初中生物 年级册别 八年级上册 共2课时 教材 苏科版 授课类型 新授课 第1课时 教材分析 教材分析 本节内容聚焦于人体如何通过呼吸系统实现与外界环境之间的气体交换。教材以潜水员携带氧气瓶为情境导入，引发学生对“空气中的氧如何进入人体”的探究兴趣。教材从呼吸系统的组成结构入手，详细解析了鼻、咽、喉、气管、支气管和肺的功能特点，并结合图示说明气体在呼吸道中的传输路径。同时，通过模拟实验引导学生理解呼吸运动的原理，初步建立“胸廓容积变化—肺扩张/收缩—气体进出”的因果关系模型，为后续学习气体交换机制奠定基础。本节内容在知识体系中起承上启下的作用，既衔接七年级所学的细胞呼吸概念，又为第2课时的“气体交换过程”提供关键支撑。 学情分析 八年级学生已具备一定的生物学基础知识，如细胞的基本结构、能量代谢等，对“呼吸”有生活经验但缺乏系统认知。他们正处于抽象思维发展的关键期，能接受较复杂的结构与功能关系分析，但对微观层面的气体扩散机制仍感抽象。部分学生存在将“呼吸”等同于“吸气”或误以为“肺是唯一呼吸器官”的误区。此外，学生对实验操作有一定兴趣，但动手能力参差不齐。教学中需借助可视化图片、实物模型及分组实验，强化直观感知；通过任务驱动式学习，引导学生主动构建“结构→功能→过程”的逻辑链条，突破“呼吸运动机制”这一难点。 课时教学目标 生命观念 1. 能够描述呼吸系统各器官的形态结构特征及其在气体运输中的分工协作，理解“结构决定功能”的基本生物学观点。 2. 能基于呼吸运动原理，解释胸廓容积变化与肺内气压变化之间的动态关系，形成“运动—压力—气体流动”的整体性认知。 科学思维 1. 能通过观察呼吸系统结构图，归纳出呼吸道对空气具有温暖、湿润、清洁的作用，并能解释其结构依据。 2. 能根据模拟实验现象，推理得出“膈肌收缩导致胸廓扩大，引起吸气”的因果逻辑，发展演绎推理能力。 探究实践 1. 能按照实验步骤组装“模拟人体呼吸运动”装置，准确完成“顶起膈膜”与“放松膈膜”的操作，并记录现象。 2. 能在小组合作中设计并实施对比实验方案，分析实验数据，验证“吸气时胸廓扩大、呼气时缩小”的结论。 态度责任 1. 能意识到呼吸道对有害物质处理能力有限，增强保护呼吸系统的健康意识，养成良好生活习惯。 2. 能在实验过程中遵守安全规范，尊重他人意见，体现团队协作精神与科学严谨态度。 教学重点、难点 重点 1. 呼吸系统由呼吸道和肺两大部分组成，掌握各器官名称及其主要功能。 2. 理解呼吸运动中胸廓容积变化与肺扩张/收缩之间的关系，掌握吸气与呼气的生理机制。 难点 1. 解释呼吸道如何实现对吸入空气的净化作用，理解其结构与功能相适应的特点。 2. 构建“膈肌收缩→膈顶下降→胸廓扩大→肺扩张→吸气”的动态因果链，突破对“气体被动流入”机制的认知盲区。 教学方法与准备 教学方法 情境探究法、合作探究法、讲授法、实验模拟法 教具准备 多媒体课件、呼吸系统结构图、模拟呼吸运动装置（玻璃钟罩、大气球、小气球、橡皮膜、胶带、细线） 教学环节 教师活动 学生活动 情境导入：潜水员的呼吸之谜【5分钟】 一、创设情境，激发探究欲望 （一）、提出核心问题 1. 教师显示：潜水员携带氧气瓶在水下作业的场景。 2. 提问引导：“同学们，你们知道为什么潜水员必须携带氧气瓶才能在水下呼吸吗？如果他直接用嘴吸水里的空气，会发生什么情况？” 3. 继续追问：“空气中的氧气是如何一步步到达我们身体内部的？这个过程到底经历了哪些‘关卡’？” 4. 引导学生思考：人体虽然生活在空气中，但并不是所有空气都能被有效利用，其中的关键在于一个精密的“输送系统”。 5. 播放一段短视频：一名潜水员深潜后浮出水面，喘息不止，镜头特写其剧烈呼吸的动作。 6. 教师总结：“这正是我们今天要揭开的秘密——人体如何与外界进行气体交换。” 7. 板书课题：《15.1 人体与外界进行气体交换》 二、初识呼吸系统：结构与功能的对话【10分钟】 （一）、引导观察，自主发现结构特征 1. 教师出示：人体呼吸系统组成。 2. 分组任务布置：每组4人，领取一张打印版结构图，要求用红笔圈出五个主要器官名称：鼻、咽、喉、气管、支气管、肺。 3. 指定每组派代表上台指认，并说出每个器官的位置与大致形状。 4. 教师补充说明：呼吸系统分为“呼吸道”（鼻到支气管）和“肺”（气体交换场所），强调“肺是核心器官”，其余均为通道。 5. 引导学生关注图中箭头方向：“请看这些红色箭头，它们表示什么？气体从哪里来？往哪里去？” 6. 学生回答后，教师明确：“箭头代表气体进出路径，即空气从外界经鼻腔进入，最终抵达肺泡。” 7. 随机提问：“为什么说鼻是呼吸道的‘第一道防线’？” 8. 展示气管横切面与纤毛细胞结构。 9. 教师讲解：“气管壁上有软骨环支撑，防止塌陷；内壁有黏膜和纤毛，像‘清扫工’一样清除异物。” 10. 指出“纤毛不断向喉部摆动，把痰推向口腔排出”，强调“净化空气”的作用。 11. 顺势提问：“如果一个人长期吸烟，会怎样影响气管的纤毛？可能引发什么疾病？” 12. 引导学生认识到：吸烟损害纤毛功能，降低防御力，易患支气管炎或肺癌。 13. 板书关键词：鼻→咽→喉→气管→支气管→肺；结构决定功能。 1. 观察潜水员照片，思考为何需氧气瓶。 2. 听视频中呼吸声，感受呼吸强度。 3. 分组讨论：空气进入人体需要经过哪些部位？ 4. 在图中标注器官位置，尝试说出其名称与功能。 评价任务 识别正确：☆☆☆ 结构清晰：☆☆☆ 语言准确：☆☆☆ 设计意图 以真实情境切入，激发学生好奇心与求知欲。通过图文结合的方式，帮助学生建立呼吸系统的宏观框架，初步理解各器官的分工角色。设置“吸烟危害”延伸问题，渗透健康教育，培养学生社会责任感。 实验探究：模拟呼吸运动【12分钟】 一、动手搭建，体验呼吸机制【6分钟】 （一）、发放材料，明确制作要求 1. 教师分发实验材料包：玻璃钟罩（代表胸廓）、大气球剪开后的橡皮膜（代表膈）、小气球（代表肺）、Y形玻璃管（代表气管与支气管）、胶带、细线、剪刀。 2. 强调安全提示：“使用剪刀时注意方向，避免划伤；连接处要密封，防止漏气。” 3. 出示模拟装置。 4. 教师示范组装流程： - 将橡皮膜平整贴于钟罩底部，用胶带固定边缘； - 将小气球口套在Y形管的一端，再插入钟罩顶部； - 用细线拉紧橡皮膜边缘，确保无松动。 5. 每组学生按步骤操作，教师巡视指导，及时纠正错误安装方式。 6. 提醒学生：“装置必须密闭，否则无法模拟出真实的气压变化。” 7. 完成后，教师提问：“现在这个装置中，哪个部分代表‘膈’？哪个代表‘肺’？” 8. 学生回答后，教师确认：“很好，橡皮膜是膈，小气球是肺，整个钟罩就是胸廓。” 二、操作观察，揭示呼吸原理【6分钟】 （一）、分步演示，引导现象观察 1. 教师演示第一步：用手向上顶起橡皮膜（即“膈”），观察小气球的变化。 2. 提问：“当‘膈’被抬高时，‘肺’发生了什么？体积变大还是变小？” 3. 学生观察后回答：“肺膨胀了，体积变大。” 4. 教师继续演示第二步：松手，让橡皮膜自然回落，再次观察。 5. 提问：“当‘膈’下降时，‘肺’又怎么样了？” 6. 学生回答：“肺收缩了，体积缩小。” 7. 教师总结：“这就是吸气与呼气的物理本质——膈肌运动带动胸廓变化，从而改变肺的容积。” 8. 显示“顶起橡皮膜”与“放松橡皮膜”的状态。 9. 教师组织小组讨论： “你能描述吸气时肋骨和膈的变化吗？” “呼气时呢？” 10. 每组选一人汇报，教师板书： 吸气：膈顶下降，肋骨上升 → 胸廓扩大 → 肺扩张 → 外界空气进入。 呼气：膈顶上升，肋骨下降 → 胸廓缩小 → 肺收缩 → 气体排出。 11. 进一步引导：“为什么肺不会自己‘鼓起来’？它依赖谁的力量？” 12. 学生回答：“靠胸廓的扩张与收缩。” 13. 教师点明：“肺本身没有肌肉，它是被动扩张与回缩的，动力来自膈肌和肋间肌。” 1. 按照图示组装模拟装置，确保密封。 2. 观察并记录“顶起膈膜”与“放松膈膜”时肺的体积变化。 3. 小组讨论：吸气时膈和肋骨如何运动？ 4. 用语言描述呼吸运动的全过程。 评价任务 操作规范：☆☆☆ 现象观察：☆☆☆ 逻辑表达：☆☆☆ 设计意图 通过亲手制作模拟装置，将抽象的“呼吸运动”转化为可触摸、可观察的物理过程。学生在实践中体会“结构—运动—功能”的统一性，深化对“膈肌收缩推动吸气”这一核心机制的理解。小组合作促进交流与反思，提升科学探究能力。 归纳提升：呼吸系统的整体认知【8分钟】 一、整合知识，构建认知网络【4分钟】 （一）、引导梳理，绘制思维导图 1. 教师在黑板上画出中心词“呼吸系统”，并分出两条主干：呼吸道与肺。 2. 在“呼吸道”分支下，依次列出鼻、咽、喉、气管、支气管，并标注各自功能： - 鼻：过滤、加温、湿润； - 气管：保持通畅，含纤毛与黏液，净化空气； - 支气管：分支送气。 3. 在“肺”分支下，标注“气体交换场所”，并简要说明肺泡数量多、壁薄、血流丰富。 4. 教师提问：“如果某人因车祸导致气管断裂，会出现什么后果？” 5. 学生回答：“空气无法进入肺，无法交换气体，会窒息。” 6. 教师总结：“可见，每一个环节都至关重要，缺一不可。” 7. 强调：“即使空气进入肺，若肺泡受损，也无法完成气体交换。” 二、联系生活，强化健康意识【4分钟】 （一）、案例分析，深化责任意识 1. 教师呈现一则新闻摘要： “某中学学生长期在雾霾天跑步，出现咳嗽、胸闷症状，经检查为支气管炎症。” 2. 提问：“为什么在污染严重的环境中锻炼反而伤害身体？” 3. 引导学生回顾：呼吸道虽有净化功能，但处理能力有限，无法完全阻挡颗粒物与病毒。 4. 教师强调：“佩戴口罩、减少户外活动、保持室内通风，都是有效的自我保护措施。” 5. 发起倡议：“从今天起，我们每个人都要做呼吸健康的守护者！” 6. 布置微型任务：回家调查家人是否有吸烟习惯，记录家庭空气状况，并写下一条护肺建议。 1. 参与绘制思维导图，理清结构层次。 2. 回答教师提问，理解各器官的重要性。 3. 分析案例，讨论防护策略。 4. 记录家庭呼吸环境调查表。 评价任务 结构完整：☆☆☆ 应用合理：☆☆☆ 责任意识：☆☆☆ 设计意图 通过思维导图实现知识结构化，帮助学生建立系统性认知。结合真实社会问题，将生物学知识与健康生活紧密结合，培养学生的社会责任感与行动力，落实“态度责任”目标。 课堂小结：呼吸之旅的起点【5分钟】 一、回顾旅程，提炼核心要点【3分钟】 （一）、师生共同梳理 1. 教师提问：“今天我们探索了哪三个关键问题？” 2. 学生逐一回答： - 呼吸系统由哪些器官组成？ - 气体如何进出肺？ - 吸气与呼气的动力来自哪里？ 3. 教师引导归纳： - 呼吸系统 = 呼吸道 + 肺； - 气体路径：鼻→咽→喉→气管→支气管→肺； - 呼吸动力：膈肌与肋间肌收缩舒张 → 胸廓容积变化 → 肺扩张/收缩 → 气体进出。 4. 板书关键词：结构、路径、动力、变化。 5. 再次播放开头的潜水员视频片段，提问：“现在你明白他为什么要带氧气瓶了吗？” 6. 学生回答：“因为水里没有可供呼吸的氧气，而人体只能从空气中获取氧气。” 二、预告下节课，埋下伏笔【2分钟】 （一）、抛出悬念，激发期待 1. 教师神秘地说：“我们知道了空气怎么进肺，但你知道空气进了肺之后，发生了什么神奇的事吗？” 2. 展示人体内气体交换与运输。 3. 提问：“肺泡里的氧气去哪儿了？血液里的二氧化碳又去了哪儿？” 4. 引导学生思考：“这背后隐藏着一种看不见的‘搬运工’——气体扩散作用。” 5. 宣布：“下节课，我们将揭开‘气体交换’的神秘面纱，看看氧气如何‘穿越’肺泡壁，进入血液！” 6. 布置预习任务：查阅资料，了解“肺泡壁只有一层细胞”意味着什么？ 1. 回顾本节课学到的知识点。 2. 思考气体进入肺后下一步会发生什么。 3. 记录预习问题，准备下节课探讨。 评价任务 要点全面：☆☆☆ 逻辑清晰：☆☆☆ 兴趣浓厚：☆☆☆ 设计意图 通过总结强化记忆，构建完整知识链。巧妙设置悬念，激发学生对下一课时的学习期待，实现“承上启下”的教学设计意图，维持持续学习动力。 作业设计 一、基础巩固：填空与连线 1. 人体呼吸系统由__________和__________两部分组成。 2. 吸气时，膈肌__________，膈顶部__________，胸廓容积__________，肺随之__________。 3. 气管内表面的__________能将灰尘和细菌粘住，并通过摆动将其推向咽部咳出。 4. 将下列器官与其功能连线： （1）鼻腔 a. 气体交换场所 （2）肺 b. 清洁、温暖、湿润空气 （3）气管 c. 气体通道，含纤毛和黏液 （4）支气管 d. 分支送气至肺泡 二、拓展应用：情景分析题 1. 小明每天骑车上学，途中常经过工地附近，粉尘较多。他有时会感到喉咙干痒、咳嗽。请你从呼吸系统结构的角度，解释他出现这些症状的原因。 2. 有人认为“只要用鼻子呼吸就能完全净化空气”，这种说法对吗？为什么？请结合教材内容说明。 3. 某同学在体育课上剧烈运动后，呼吸急促，脸色发红。请分析其呼吸频率加快的原因，并说明这与呼吸运动的关系。 三、实践探究：家庭空气调查表 1. 请你在家中观察并记录以下内容： - 室内是否经常开窗通风？ - 是否有人吸烟？吸烟区域在哪里？ - 家庭中是否有空气净化器？使用频率如何？ 2. 根据调查结果，写出一条切实可行的家庭护肺建议。 【答案解析】 一、基础巩固：填空与连线 1. 呼吸道；肺 2. 收缩；下降；扩大；扩张 3. 纤毛 4. （1）—b；（2）—a；（3）—c；（4）—d 二、拓展应用：情景分析题 1. 因为粉尘颗粒物超过呼吸道的净化能力，部分颗粒进入气管和支气管，刺激黏膜，引发咳嗽；同时干燥空气使咽喉黏膜失水，导致干痒。 2. 错误。虽然鼻腔能过滤、加温和湿润空气，但无法完全清除所有有害物质，如细颗粒物（PM2.5）、流感病毒等仍可能进入肺部，因此不能完全净化。 3. 剧烈运动时，身体耗氧量增加，二氧化碳产生增多，需加快呼吸频率以补充氧气并排出二氧化碳。这是呼吸运动调节的结果，属于正常生理反应。 三、实践探究：家庭空气调查表 （示例）建议：每天至少开窗通风两次，每次不少于30分钟，尤其在早晨和傍晚；家中禁止吸烟，设立无烟区；定期更换空气净化器滤芯，保持设备高效运行。 板书设计 [呼吸系统结构图] ┌────────────┐ │ 呼吸系统 │ ├────────────┤ │ 呼吸道：鼻 → 咽 → 喉 → 气管 → 支气管 │ │ 功能：过滤、加温、湿润、净化 │ └────────────┘ 　　　　　↓ ┌────────────┐ │ 肺（气体交换场所） │ │ 肺泡：数量多、壁薄、血流丰富 │ └────────────┘ [呼吸运动机制] ↑ 吸气： 　│ 膈肌收缩 → 膈顶下降 → 胸廓扩大 → 肺扩张 → 气体进入 ↓ 呼气： 　│ 膈肌舒张 → 膈顶上升 → 胸廓缩小 → 肺收缩 → 气体排出 教学反思 成功之处 1. 以“潜水员氧气瓶”为情境导入，贴近生活实际，极大提升了学生的参与热情，课堂气氛活跃。 2. 实验模拟装置操作性强，学生动手体验深刻，真正实现了“做中学”，有效突破了“呼吸运动机制”这一教学难点。 3. 将健康教育融入教学，通过案例分析引导学生关注空气质量与个人防护，体现了生物学科的育人价值。 不足之处 1. 部分小组在组装装置时出现密封不严问题，导致实验现象不明显，今后可提前准备标准化材料包。 2. 个别学生对“气体被动进入”的原理理解仍有偏差，需在下一课时加强图示辅助与语言解释。 3. 课堂时间分配略显紧张，归纳总结环节稍显仓促，应适当压缩实验操作时间，预留更多讨论空间。 学科网（北京）股份有限公司 $