4.4.3 输送血液的泵——心脏（心脏结构与功能）教学设计-2025-2026学年人教版生物七年级下册

探究心脏的泵血奥秘 ——基于做中学的心脏结构与功能探究式教学设计 引言 在初中生物学“输送血液的泵——心脏”教学中，心脏作为人体循环系统的核心器官，其结构复杂且功能抽象，是教学的重点与难点。传统教学中静态化的知识讲授模式，易导致学生被动接收、概念混淆，难以理解心脏结构与功能的内在关联，也无法有效培养生物学核心素养。本设计立足科技教育“做中学”“跨学科”“真实情境”核心要求，以探究式教学为框架，以新鲜猪心脏为真实探究材料，设计层层递进的探究任务，引导学生在动手实践、合作探究中解决心脏结构与功能的真实问题，逐步构建知识体系，深化对生命观念的理解，提升科学思维、探究实践能力与健康责任意识，实现核心素养的全方位培养。 一、学情分析 学生此前已学习人体血液循环基本概念，对心脏的位置和“泵”的功能有初步生活认知，具备基础的小组合作能力和简单实验操作能力，能完成观察、标注、捏摸等基础探究活动，为开展探究式实践活动奠定了能力基础。学生正处于具象思维向抽象思维过渡的关键阶段，对心脏的具体解剖结构、各结构间的关联缺乏直观具象的感知，难以将心脏结构与血液循环的动态功能有效关联，对“结构与功能相适应”的生命观念缺乏具象体验。基于此，需通过真实的实物探究、动手实践的探究式教学活动，将抽象知识具象化，引导学生在解决真实问题的过程中，逐步形成科学思维，提升探究实践能力，落实核心素养培养。 二、设计思路 本教学设计以《义务教育生物学课程标准》为指导，紧扣科技教育探究式学习要求，立足初中生认知规律，以探究式教学为核心框架，将初中生物学核心素养（生命观念、科学思维、探究实践、态度责任）融入教学各环节。打破传统讲授模式，以新鲜猪心脏为真实探究载体，设计“感知—探究—解密—应用”的递进式探究任务，通过启发性关键问题引导学生主动参与观察、解剖、操作、合作交流等实践活动。 教学中突出学生主体地位，让学生在“做中学”中自主发现心脏结构特点，探寻结构与功能的内在联系，构建系统的知识框架；注重知识的生成性，通过拆解重难点，深化学生对“结构与功能相适应”核心生命观念的理解；结合真实的心脏健康保护情境，实现知识向生活实践的转化，在探究过程中同步培养学生的科学思维、探究实践能力，以及关爱自身健康的态度与社会责任，契合科技教育对学生创新能力和技术应用素养的培养要求。 三、教学目标 依据课程标准要求，紧扣探究式教学理念和初中生物学核心素养培养目标，制订如下目标： 探究实践+生命观念：通过小组合作探究、猪心实物观察与解剖实践，准确说出心脏四腔的名称、位置及连通关系，明确四腔与对应血管的连接关系，构建心脏结构的基础认知框架，提升动手探究与合作实践能力。 科学思维+生命观念：通过捏摸、对比心脏壁的实践活动，分析心脏壁的组织构成，推理其收缩舒张功能；结合血液循环路径分析心脏壁厚度差异的原因，深刻理解并形成“结构与功能相适应”的核心生命观念，提升逻辑推理能力。 科学思维+探究实践：通过观察心脏模型、分析血流动图、绘制血流路径的探究活动，明确心脏瓣膜的位置、形态与作用，概述心脏内血液的单向流动路径，提升科学思维与动手探究的综合能力。 态度责任：提出心脏保护方法，形成健康生活的态度和行为习惯，增强心脏健康意识，树立关爱自身和他人健康的社会责任。 四、教学重难点 （一）教学重点 描述心脏四腔的名称、位置及连通关系，以及四腔与对应血管的连接关系。 理解心脏瓣膜的位置、作用及心脏内血液的单向流动路径。 （二）教学难点 掌握心脏瓣膜的开闭特点，解释血液单向流动的机制。 五、教学过程 （一）情境探究・感知初心 教学伊始，播放心脏视角的“心声”视频，设置真实情境问题：“我们能清晰感受到心跳，这台人体的‘发动机’究竟在胸腔的哪个位置？它的跳动如何为身体输送血液？”引导学生用右手掌心按压胸部左侧，亲身体验心跳，结合生活经验描述心脏位置。随后教师展示人体胸腔解剖图和心脏位置示意图，通过对比观察、精准讲解，纠正学生“心脏在左边”的模糊认知，明确心脏位于胸腔正中央偏左下方、大小与本人拳头相近的科学位置，为后续的系列探究活动锚定核心问题，奠定探究基础。 设计意图：从学生自身的生命真实体验出发，以真实情境问题驱动探究，契合科技教育“真实情境”核心要求，激发学生的探究欲望和学习兴趣，让抽象的心脏位置变得具象可感。在情境探究中引导学生发现问题、提出猜想，初步培养探究实践的意识，同时让学生体会生物学知识与自身生活的紧密联系，为后续核心素养的培养做好铺垫。 （二）实践探究・解锁结构 将学生分为6人小组，发放猪心、解剖工具、标注贴纸等探究材料，教师通过课件展示分层探究任务，指导小组以“做中学”为核心，合作完成系列实践探究活动：①外形与四腔辨识探究：观察猪心实体外形特征，区分前后、左右、上下方位；对照教材示意图解剖猪心，自主识别左心房、左心室、右心房、右心室，并用贴纸标注。各小组上台展示探究成果，教师点评纠错，师生共同总结“心脏四腔，上房下室”的规律。②四腔连通关系探究：围绕“左右心房、心室是否相通？同侧心房与心室是否相通？”的探究问题，小组通过观察解剖后的猪心内部结构，讨论交流得出结论，教师纠正错误认知，总结“上下相通、左右不通”的规律。③血管与四腔连接匹配探究：结合教材示意图和猪心实体血管分布，探究“心脏四腔分别与哪些血管相连？”，将标注血管名称的胶管插入对应位置，展示环节验证并总结“房连静、室连动”的记忆规律。 设计意图：以探究式教学为框架，设计分层递进的实践探究任务，突出科技教育“做中学”核心要素，让学生成为探究的主体；通过解剖、标注、操作等具象的动手实践，突破心脏结构抽象的难点，提升学生的探究实践能力；在小组合作探究中，培养学生的交流协作能力，通过成果展示、点评纠错，及时纠正错误认知，帮助学生构建系统的心脏结构知识框架，为后续探究结构与功能的关联奠定基础，同时在探究过程中初步渗透“结构与功能相适应”的生命观念。 （三）深度探究・解密关联 教师提出核心探究问题链：“心脏作为人体的‘泵’，能持续跳动推动血液流动，其壁的构成有什么特点？不同部位的壁厚度不同，这与功能有什么关联？”引导学生开展深度探究：首先，观察完整猪心和解剖后的猪心壁，结合已有知识推测心脏壁的组织类型，推理肌肉组织的收缩舒张是心脏跳动的动力来源；随后，学生动手捏摸心房壁与心室壁、左心室壁与右心室壁，对比探究厚度差异，结合探究问题思考差异的原因；最后教师结合血液循环路径进行讲解，明确心房、心室的泵血功能差异导致壁的厚度不同，师生共同总结“室厚房薄左最厚”的规律。 设计意图：以问题链驱动深度探究，引导学生从“观察结构”向“分析结构与功能关联”进阶，契合探究式教学的思维进阶要求；通过捏摸、对比的动手探究实践，让学生直观感受心脏壁的厚度差异，避免纯理论讲解的枯燥性，提升学生的探究实践能力；结合血液循环路径分析差异的原因，让学生在推理、分析的过程中提升逻辑推理的科学思维能力，深刻理解并内化“结构与功能相适应”的核心生命观念，实现科学思维与生命观念的融合培养，突破本节课的教学难点。 （四）逻辑探究・解析奥秘 展示心脏结构模型，设置探究问题：“心脏内的血液为何能朝着一个方向流动，不会倒流？心房与心室、心室与动脉之间的特殊结构起到了什么作用？”引导学生开展逻辑探究活动：首先，结合教材示意图和血流方向动图，观察并感知瓣膜的存在与作用；教师示范心脏右侧的血流方向，标注房室瓣、动脉瓣位置，强调瓣膜“单向开放”的特点；随后，学生在学习任务单上动手绘制心脏左侧的血流路径，标注瓣膜位置和开放方向，结合猪心实物观察瓣膜，探究瓣膜开闭与心脏收缩舒张的协同关系；最后师生共同总结，明确房室瓣和动脉瓣的协同作用保证了血液“静脉→心房→心室→动脉”的单向流动，提炼“静房室动不倒流”的规律。 设计意图：设计“观察—分析—绘制—验证”的逻辑探究流程，层层递进引导学生探究血液单向流动的奥秘，符合初中生具象思维向抽象思维过渡的认知规律，也契合探究式教学的思维培养要求；从动图分析到实物观察、动手绘制，突出“做中学”，提升学生的探究实践能力；在探究瓣膜开闭与心脏收缩舒张协同关系的过程中，引导学生进行逻辑推理、综合分析，有效提升学生的科学思维能力，实现探究实践与科学思维的融合培养。 （五）应用探究・守护健康 设置真实生活探究情境：“心脏是人体的‘发动机’，在日常生活中，我们该如何保护这台‘发动机’，让它长期高效运转？”提出探究任务：请从饮食、运动、作息、心理等方面，结合本节课所学的心脏结构与功能知识，提出科学、具体的心脏保护方法。学生以小组为单位开展讨论探究，结合生活常识和学科知识畅所欲言，教师对各小组的探究成果进行总结提炼，形成科学的心脏保护方法，引导学生将学科知识应用于真实生活。 设计意图：将课堂探究延伸至真实的生活健康情境，契合科技教育“真实情境”和“问题解决”的核心要求，实现“从知识到应用”的探究闭环；通过小组讨论探究，让学生结合所学知识提出心脏保护建议，既巩固了心脏结构与功能的核心知识，又培养了学生的合作探究与表达能力；在真实应用探究中，引导学生树立“关爱心脏、健康生活”的意识，形成健康的生活行为习惯，增强心脏健康意识，落实核心素养中态度责任的培养目标，让学生体会生物学知识的实用价值和社会责任。 六、板书设计 七、总结与展望 以探究式教学为核心框架，通过情境探究、实践探究、深度探究、逻辑探究、应用探究的层层递进活动，让学生在“做中学”中准确掌握心脏的结构与功能知识，独立绘制血液循环路径图，学生的探究实践能力、科学思维能力和合作交流能力得到显著提升；“结构与功能相适应”的生命观念深入人心，关爱心脏健康的态度责任有效落实，初中生物学核心素养的培养目标全面达成，同时契合科技教育对学生真实问题解决能力和技术应用素养的培养要求。 本次教学通过猪心实体解剖的探究式模式，有效突破了心脏教学的重难点，且为真实课堂实施的教学模式。后续教学中，可在现有探究活动基础上，增加“心脏功能异常”的对比探究实验，引入虚拟解剖软件、心脏三维模型等数字化科技工具，开展实体+虚拟的混合式探究教学，满足不同层次学生的探究需求；还可设计延伸探究任务，如调查身边人群的心脏健康状况、制作心脏健康宣传手册，进一步拓宽探究边界，实现知识学习、能力培养与社会责任教育的有机融合，让探究式教学和核心素养培养向更深层次推进。 八、附录一：学习任务单 探究心脏的泵血奥秘——基于做中学的心脏结构与功能探究式教学（学习任务单） 姓名：___________班级：__________ 一、学习目标 1、通过观察心脏模型，说明心脏的结构，并基于结构与功能相适应的观点认识心脏的功能，认同体育锻炼能提升心脏功能。 2、通过小组讨论和畅谈交流，从饮食、运动、作息、心理等方面提出保护心脏的具体方法，形成健康生活的态度和行为习惯，增强健康意识。 二、学习重难点 1、教学重点 心脏的结构与功能。 2、教学难点 分析瓣膜的开闭特点与心脏收缩舒张的协同关系。 三、课堂导学 1、心脏的结构：  （1）位置：位于________________，结构层次：主要由________组成的中空的器官。  （2）完成下图心脏解剖模式图 ①； ②； ③； ④； ⑤； ⑥； ⑦； ⑧； ⑨； ⑩； （3）完成心脏模型建构 四、达标练习 1．下列关于心脏结构的叙述，错误的是（　　） A．位于胸腔的中央偏左下方 B．心脏同侧的心房和心室相通 C．左心房连通肺静脉 D．心室与动脉之间的瓣膜朝心室方向开 2．室颤会诱发心搏骤停，威胁人的生命。其是指心室壁的心肌快速而微弱地收缩或不协调地快速颤动。正确使用自动体外除颤仪（AED）及时除颤，对挽救生命极为重要。相关叙述错误的是（　　）      A．图1中的③和④均是心脏的心室 B．图2说明除颤仪通过电击心脏消除室颤 C．心脏通常位于胸腔中央偏左下方 D．发生室颤后心脏将无法泵出足够的血液 九、附录二：评价量表 探究心脏的泵血奥秘——基于做中学的心脏结构与功能探究式教学评价量表 评价对象：___________班级：__________评价时间：__________ 本评价量表从知识掌握、探究能力、合作交流、实践操作、健康意识五个维度进行评价，满分为100分。 评价维度 权重 评价等级 评价标准 得分 知识掌握（30分） 30% 优秀（25-30分） 能准确说出心脏四腔、血管连接、瓣膜作用等核心知识，清晰概述血液流动路径和心脏工作过程，完全理解“结构与功能相适应”的生命观念 良好（20-24分） 能基本说出心脏核心结构知识，大致概述血液流动路径和心脏工作过程，初步理解“结构与功能相适应”的生命观念，少量知识点存在模糊 合格（15-19分） 能识别心脏主要结构，对血液流动路径和心脏工作过程的描述存在部分错误，对“结构与功能相适应”的理解较为片面 待改进（0-14分） 无法识别心脏基本结构，不能描述血液流动路径和心脏工作过程，未理解“结构与功能相适应”的生命观念 探究能力（20分） 20% 优秀（17-20分） 能主动提出探究问题，积极参与观察、思考、推理等探究活动，能独立分析实验现象并得出正确结论 良好（14-16分） 能参与探究活动，在教师/小组引导下分析实验现象，基本能得出正确结论，偶尔提出探究问题 合格（11-13分） 被动参与探究活动，能完成基础的观察操作，需他人帮助才能分析实验现象和得出结论 待改进（0-10分） 不参与探究活动，无法完成观察操作，不能分析实验现象和得出结论 合作交流（20分） 20% 优秀（17-20分） 小组活动中积极承担任务，主动与组员交流讨论，能清晰表达自己的观点，认真倾听他人意见并有效回应 良好（14-16分） 能承担小组分配的任务，与组员有一定交流，能表达自己的观点，能倾听他人意见 合格（11-13分） 勉强完成小组任务，交流较少，表达观点不清晰，偶尔倾听他人意见 待改进（0-10分） 不承担小组任务，拒绝与组员交流，不表达观点、不倾听他人意见 实践操作（15分） 15% 优秀（13-15分） 能规范完成猪心解剖、标注、胶管插入、绘图等操作，操作准确、有序，爱护实验材料和器材 良好（11-12分） 能完成基本的实践操作，操作较为规范，少量步骤存在失误，能爱护实验材料和器材 合格（9-10分） 在他人帮助下能完成部分实践操作，操作存在较多失误，对实验材料和器材爱护一般 待改进（0-8分） 无法完成实践操作，操作不规范且损坏实验材料/器材 健康意识（15分） 15% 优秀（13-15分） 能从多方面提出科学、具体的心脏保护建议，深刻认识心脏健康的重要性，能结合知识形成健康生活的态度 良好（11-12分） 能从饮食、运动等方面提出心脏保护建议，认识到心脏健康的重要性，有基本的健康生活态度 合格（9-10分） 能提出少量心脏保护建议，对心脏健康的重要性有一定认知，健康生活态度不明确 待改进（0-8分） 无法提出心脏保护建议，未认识到心脏健康的重要性，无健康生活的意识 总分 学科网（北京）股份有限公司 $