5.14.2 人体内的气体交换（教学设计）—2026-2027学年苏教版生物八年级上册

第14章 呼吸系统 第2节 人体内的气体交换 教 学 设 计 一、教材分析 本节是苏教版生物学八年级上册第14章《呼吸系统》第2节，承接呼吸系统的组成与呼吸运动。内容围绕肺泡内与组织里的气体交换展开，以气体扩散原理为主线，阐明氧气到达组织细胞、二氧化碳排出体外的过程，为理解血液循环与人体生理的整体协调奠定基础。 二、四维核心素养 维度 素养目标 生命观念 通过分析肺泡数目多、肺泡壁与毛细血管壁薄等结构，理解结构与功能相适应的生命观念；认同气体交换是维持人体生命活动正常进行的基础。 科学思维 依据气体扩散原理，比较肺泡内、组织处氧气与二氧化碳浓度的高低，逻辑推理气体交换的方向，建构肺泡内、组织里两处气体交换的模型。 探究实践 通过模拟气体扩散的演示与观察，体验从现象到规律的探究过程，提高观察、分析、归纳与实验操作的实践能力。 态度责任 认识吸烟、空气污染对呼吸系统的危害，树立珍爱生命、科学用肺、保护环境的健康生活意识与责任担当。 三、教学重难点 重点：肺泡内的气体交换与组织里的气体交换的过程、方向及其共同原理——气体的扩散作用；肺泡适于气体交换的结构特点。 难点：理解气体扩散的方向由浓度差决定，正确判断两处气体交换前后动脉血与静脉血的变化，并能运用扩散原理分析实际生理现象。 四、设计意图 本节围绕“氧气如何进入组织细胞、二氧化碳如何排出体外”这一核心问题展开，采用任务式活动设计，以“发现问题—探究原理—建模应用—健康迁移”为主线组织教学。通过生活情境与模拟扩散实验，让学生在真实体验中揭示气体扩散原理，突破浓度差决定扩散方向这一难点；通过两处气体交换的对比建模，帮助学生构建系统完整的呼吸全过程知识框架。全过程落实四维核心素养，引导学生在探究中同步发展科学思维与实践能力，从知识习得走向迁移运用，并树立珍爱生命、保护环境的健康责任意识。 五、上课过程 环节一 情境导入，聚焦问题 【任务一】走进生活，提出问题 教师播放或描述一段“剧烈运动后人体急促呼吸、大口喘气”的生活场景，并追问：“我们每天都在不停地呼吸，吸入的空气进入肺后去了哪里？全身各处的细胞又是怎样获得氧气的？运动时细胞产生的二氧化碳又是怎样被排出去的？”引导学生联系已有经验展开讨论，初步提出本节课要探究的问题。 学生结合自身体验谈感受，提出“氧气要到达全身细胞”“二氧化碳要排出体外”等猜想，明确探究方向。教师顺势导入新课，并板书课题。 教师进一步引导：人体每时每刻都在呼吸，吸入的氧气最终被全身各处的组织细胞利用，用于分解有机物、释放能量，维持各项生命活动；同时，细胞产生的二氧化碳必须及时排出体外。那么，氧气与二氧化碳究竟是怎样在人体内完成交换的呢？带着这个核心问题，我们一起走进今天的探究。 设计意图：从学生熟悉的生活现象切入，激活已有认知，制造认知冲突，激发探究兴趣，帮助学生建立“气体交换与全身生命活动相关”的整体观念。 环节二 复习旧知，揭示扩散原理 【任务二】模拟实验，探究气体扩散 教师先引导学生回顾呼吸系统的组成与呼吸运动，明确“肺通气”只是气体进出肺的过程，进入肺泡的气体还要继续进入血液。随后组织模拟扩散实验：把一滴红墨水轻轻滴入一杯清水，让学生观察红墨水的运动变化；再请学生联想课堂上曾闻到远处飘来的气味，讨论这些现象说明了什么。 学生观察实验现象，交流发现“红墨水会逐渐扩散、均匀分布”，结合气味扩散经验，归纳得出：气体（及其他物质）总是从浓度高的地方向浓度低的地方运动，这种运动叫作扩散，浓度差越大，扩散越快。教师补充强调：气体交换正是通过扩散作用实现的。 教师提示学生仔细观察实验：红墨水并不是被搅动而混合的，而是自行从浓度高的地方向浓度低的地方缓慢运动，最终均匀分布。教师追问：“如果把一块浸有浓氨水的棉花放在讲台一角，坐在远处的同学为什么会闻到气味？”学生联系生活经验回答后，教师顺势点明：物质的这种自动扩散现象，其根本原因是分子在不停地做无规则运动，总是由浓度高处向浓度低处运动，这一规律对气体同样适用，是分析气体交换方向的基本依据。 设计意图：通过直观的模拟实验与生活经验，让学生自主建构“扩散作用”这一核心概念，为理解气体交换的方向提供科学依据，培养观察与归纳能力。 环节三 探究一：肺泡内的气体交换 【任务三】分析浓度，判断交换方向 教师出示肺泡与周围毛细血管的示意图及气体交换动画，引导学生在图中找出肺泡壁和毛细血管壁，并提问：“肺泡壁和毛细血管壁有什么特点？这样的结构有什么意义？”引导学生认识到肺泡壁和毛细血管壁都很薄，由一层上皮细胞构成，肺泡外包绕着丰富的毛细血管网，有利于气体的通过。 教师接着呈现关键对比数据：吸气后，肺泡内氧气含量高于流经毛细血管血液中的氧气含量，而血液中二氧化碳含量高于肺泡内二氧化碳含量。教师组织学生讨论：“依据气体扩散原理，肺泡内和血液中的氧气、二氧化碳分别会向哪个方向运动？” 学生结合扩散原理进行推理，得出：氧气从肺泡扩散进入血液，二氧化碳从血液扩散进入肺泡。教师小结：经过肺泡内的气体交换，血液中氧气含量增加、二氧化碳含量减少，含氧量高、颜色鲜红的动脉血由肺静脉流向全身；含氧量低的静脉血经肺动脉流回肺内，在肺泡处变为动脉血，二氧化碳经呼气排出体外。 教师补充资料：一个成年人的肺泡数目极多，展开后的总面积可达一百平方米左右，大大增加了气体交换的面积；肺泡壁和毛细血管壁都非常薄，仅由一层上皮细胞构成，便于气体顺利通过。教师追问：“既然肺泡壁与毛细血管壁如此之薄、接触面积又如此之大，气体就能快速地完成交换。那么，气体究竟朝哪个方向运动？判断的依据是什么？”学生再次确认：依据的是气体的扩散原理，方向由浓度差决定。 设计意图：引导学生运用扩散原理对两处浓度进行分析比较，自主推断气体交换的方向，突破难点；结合肺泡结构特点渗透结构与功能相适应的生命观念。 环节四 探究二：组织里的气体交换 【任务四】迁移运用，分析组织交换 教师提出问题：“动脉血经血液循环到达全身各处的毛细血管，氧气如何才能进入组织细胞、被细胞利用呢？”组织学生依据“气体扩散原理”自主迁移分析。教师呈现组织细胞与周围毛细血管的示意图，提示：组织细胞不断进行呼吸作用，消耗氧气、产生二氧化碳，因此血液中氧气含量高于组织细胞，组织细胞中二氧化碳含量高于血液。 学生仿照前一环节的分析方法，推理得出：氧气由血液扩散进入组织细胞，二氧化碳由组织细胞扩散进入血液。教师引导学生总结：经过组织里的气体交换，血液由含氧量高的动脉血变为含氧量低的静脉血，氧气被组织细胞利用，二氧化碳随血液循环经肺部排出。 教师点拨：动脉血经血液循环被输送到全身各处的毛细血管后，血液与组织细胞之间只隔着毛细血管壁。组织细胞不断进行呼吸作用，消耗氧气、产生二氧化碳，因此血液中氧气浓度高于组织细胞，而组织细胞中二氧化碳浓度高于血液。教师追问：“依据扩散原理，此时氧气与二氧化碳会怎样运动？”学生据此进一步确认：氧气由血液扩散进入组织细胞，二氧化碳由组织细胞扩散进入血液，完成组织里的气体交换。 设计意图：通过“类比迁移”让学生把肺泡内气体交换的分析方法迁移到组织里的气体交换，强化科学思维，体会知识之间的内在联系与统一性。 环节五 对比建模，概括呼吸全过程 【任务五】对比归纳，建构整体模型 教师组织学生将肺泡内与组织里的两处气体交换进行对比，完成表格：比较交换部位、气体扩散方向、交换前后血液的变化。学生分组讨论、汇报，教师引导梳理：两处气体交换的原理都是气体的扩散作用，都由浓度差决定方向，都发生在毛细血管处。 教师进一步引导学生把肺通气、肺泡内气体交换、气体在血液中的运输、组织里的气体交换四个环节串联起来，用箭头构建“人体呼吸全过程”模型：肺与外界的气体交换→肺泡内的气体交换→气体在血液中的运输→组织里的气体交换。学生绘制并口述模型，理解呼吸是一个连续、协调的过程。 教师点拨：两处气体交换虽然发生的部位不同，但原理相同——都是通过气体的扩散作用实现的，交换方向都由浓度差决定；交换都发生在毛细血管处，因为毛细血管壁薄、血流速度慢，便于气体充分交换。教师引导学生进一步发现：肺泡内的气体交换使血液由静脉血变为动脉血，组织里的气体交换使血液由动脉血变为静脉血，血液成分在两处交换中发生了相反的转化，体现出呼吸过程与血液循环的紧密配合。 设计意图：通过对比与模型建构，帮助学生把零散知识整合为系统整体，深入理解呼吸全过程各环节的先后关系与协调统一，培养系统思维。 环节六 迁移应用，健康责任 【任务六】联系生活，学以致用 教师出示生活中与气体交换相关的实例，组织学生分析：为什么在人多、通风不良的场所会感到头晕乏力？为什么长时间吸烟会损害肺部、影响气体交换？煤气中毒时人体为何会缺氧？学生结合本节知识进行解释，认识到环境空气质量与呼吸道健康直接影响气体交换的效率。 教师顺势开展健康教育：倡导学生远离烟草、保护空气质量、积极参加体育锻炼以增强呼吸功能，树立珍爱生命、健康生活的责任意识。学生交流收获，表达自己的行动打算。 教师组织学生分组讨论、汇报，引导学生运用扩散原理逐一解释：在人多、通风不良的场所，二氧化碳浓度升高、氧气浓度相对降低，气体交换效率下降，因此人会感到头晕乏力；长期吸烟时，烟草中的有害物质会破坏肺泡的结构，使肺泡数目减少、弹性下降、气体交换面积减小，从而严重影响呼吸功能；煤气中的一氧化碳极易与血红蛋白结合且不易分离，使血液运输氧气的能力大大降低，导致人体各组织缺氧。通过分析，学生深刻认识到保持呼吸道通畅、保护空气质量对气体交换和身体健康的重要意义。 设计意图：将生物学知识迁移到生活实际，学以致用，渗透健康生活与环境保护的价值取向，落实态度责任素养。 环节七 课堂小结，多元评价 【任务七】梳理收获，检测反馈 教师引导学生回顾本节课的核心问题与探究历程，用结构图或关键词梳理：气体扩散原理、肺泡内气体交换、组织里气体交换、呼吸全过程四环节。随后出示两道检测题，判断“肺泡内的气体交换使静脉血变为动脉血”“组织里的气体交换使动脉血变为静脉血”等表述的正误，检验学生掌握情况。 学生自我评价在实验观察、分析推理、模型建构中的表现，互相补充订正。教师对学生的科学思维与探究表现给予肯定性评价，并布置课后任务：完成课本相关练习，观察并思考生活中其他与气体交换有关的现象。 教师出示检测题：肺泡内的气体交换过程中，血液由动脉血变为静脉血；组织里的气体交换过程中，血液由静脉血变为动脉血。请学生判断正误并说明理由。学生运用本节课所学进行辨析，进一步巩固“气体扩散方向由浓度差决定”这一核心知识，并在相互质疑与订正中深化理解。 设计意图：通过梳理小结与即时反馈，帮助学生巩固所学、查漏补缺，实现教学评一体化，促进知识内化与素养发展。 六、板书设计 第14章 呼吸系统 第2节 人体内的气体交换 一、气体扩散：物质从浓度高的地方向浓度低的地方运动 二、肺泡内的气体交换（肺泡壁、毛细血管壁薄） 　　肺泡O₂高→血液 　血液CO₂高→肺泡 　　结果：静脉血 → 动脉血 三、组织里的气体交换 　　血液O₂高→组织细胞　组织细胞CO₂高→血液 　　结果：动脉血 → 静脉血 四、呼吸全过程：肺通气→肺泡内气体交换→气体运输→组织里气体交换 学科网（北京）股份有限公司 $