6.15.1 人体与外界进行气体交换 教学设计— 2026-2027学年苏科版生物八年级上册

《人体与外界进行气体交换》教学设计 苏科版（2024新教材）初中生物学八年级上册　第六单元《人体的生理活动》第15章第1节 一、教材分析 本节为第六单元第15章第1节，上承营养物质吸收，下启废物排出。教材从呼吸系统组成入手，重点呈现呼吸道作用、肺泡适于气体交换的结构特点、呼吸运动与气体扩散原理，渗透结构与功能相适应的观念，贴近学生呼吸体验。 二、学情分析 八年级学生已学习细胞呼吸与血液循环等前备知识，对人体呼吸有直接生活体验，但对呼吸系统的完整结构和气体交换的内在机制缺乏系统认识。气体交换涉及肺容积、气压等抽象变化，学生较难直观理解，需借助模型模拟、数据对比与推理归纳突破难点，同时关注学生已有经验与概念之间的衔接。 三、四维核心素养 （一）生命观念 形成“结构与功能相适应”的生命观念，认同肺泡的结构特点与其高效气体交换功能相适应，认识到呼吸系统各器官在人体内环境维持中发挥重要作用。 （二）科学思维 能基于吸入气与呼出气成分数据、气体扩散规律进行分析、比较与推理，通过构建模型解释呼吸运动机制，发展归纳与逻辑推理能力。 （三）探究实践 经历体验深呼吸、观察肺泡模型、模拟膈肌运动等探究活动，学会借助模型与模拟解释生命现象，提高动手实践与实证意识。 （四）态度责任 养成不随地吐痰、保持呼吸道清洁、远离烟草、坚持体育锻炼等健康生活习惯，树立珍爱生命、主动守护呼吸健康的责任意识。 四、教学重难点 教学重点 呼吸系统组成与功能；肺泡适于气体交换的结构特点；呼吸运动中膈肌、肋间肌舒缩与肺容积、气压变化的关系。 教学难点 理解膈肌、肋间肌舒缩引起肺容积与气压变化而驱动呼吸，运用扩散原理分析肺泡与血液的气体交换及血液成分变化。 五、设计意图 本课以“我们每一次呼吸究竟发生了什么”为核心驱动问题，采用任务式活动串联全课。先借助深呼吸与憋气体验唤醒生活经验，再通过观察模型与数据对比认识呼吸系统和肺泡，进而用自制模型模拟呼吸运动、依据气体扩散规律推演交换过程，最后回归生活情境，引导学生在动手模拟、数据推理、归纳概括中经历完整的探究历程。活动层层递进，既突破抽象机制的理解难点，又渗透健康生活与责任教育，实现知识建构、能力发展与素养养成的协同统一。 六、教学过程 任务一　唤醒体验，感知每一次呼吸 【任务情境】上课伊始，教师请全体学生将双手轻轻放在胸廓两侧，闭上眼睛做三次深呼吸，感受胸廓起伏与气流进出鼻腔的感觉；随后尝试屏住呼吸，体会憋闷的感受，再恢复呼吸。教师随即提出驱动问题：“我们每时每刻都在呼吸，可有人想过吗——吸进去的气究竟去了哪里？呼出来的气又从哪里来？今天我们就一起解开人体与外界气体交换的秘密。” 【教师活动】教师示范深呼吸动作，巡视观察学生的体验反应，引导学生说出“胸廓变大变小、空气进出鼻腔”等直观感受，顺势追问：“为什么胸廓会起伏？是谁在推动呼吸？”将学生的生活经验转化为认知起点。 【学生活动】学生在教师引导下完成深呼吸与憋气体验，交流各自的感受，尝试用自己的语言描述呼吸时身体发生的变化，并带着好奇与疑问进入学习。 【设计意图】以真实体验唤醒学生已有的呼吸经验，创设认知冲突，激发探究兴趣，为后续理解呼吸运动的机制埋下伏笔，体现从经验走向科学的认知路径。 任务二　认识呼吸系统，为空气“通关”建立器官图 【任务情境】教师播放一段空气分子“旅行”的动画：空气从鼻腔进入，经过一个个器官最后抵达肺。教师出示呼吸系统模型与组成图，发布任务：“请以小组为单位，沿着空气的旅行路线，依次说出它经过了哪些器官，并为每个器官填写‘通行证’——说明它主要发挥了什么作用。” 【教师活动】教师出示呼吸系统示意图，介绍呼吸道（鼻腔、咽、喉、气管、支气管）与肺的关系，逐器官提问引导：鼻腔内的鼻毛和黏液有什么作用？气管内壁的纤毛和黏液又起到什么作用？咽与喉的位置关系如何，吞咽与呼吸如何协调？教师适时补充“会厌软骨”的作用，帮助学生理解呼吸与吞咽的关系，纠正“吃饭呛着”的常见经验，并追问“呼吸道各部分对空气的处理作用，其实是在为肺‘保驾护航’，这说明了什么？” 【学生活动】学生在小组内沿着“鼻腔—咽—喉—气管—支气管—肺”的路线梳理呼吸系统组成，合作填写器官作用表，并尝试用“洁净、温暖、湿润空气”概括呼吸道的作用，在交流中修正错误认识，最后用自己的话说一说呼吸道是如何为空气“通关”的。 【难点突破】针对学生易将咽、喉、气管功能混淆的情况，教师借助模型演示吞咽时会厌软骨遮盖喉口的动作，引导学生理解呼吸道“共同通道”与“分叉”的结构特点，突破器官识别与功能对应的难点。 【设计意图】通过任务驱动与路线梳理，帮助学生构建呼吸系统组成的概念网络，在填写与概括中落实“呼吸道净化空气、肺是呼吸的主要器官”的知识，发展提取与归纳能力。 任务三　探秘肺泡——气体交换的“驿站” 【任务情境】教师提出问题：“呼吸系统的最终目的地是肺，而肺又是怎样完成气体交换的？让我们走进肺泡，看看这个‘驿站’究竟藏有什么秘密。”教师出示肺泡结构放大模型与图片，发布探究任务：“请仔细观察肺泡的结构，结合老师提供的资料卡，小组讨论——肺泡有哪些结构特点，使它能够高效地进行气体交换？” 【教师活动】教师引导学生从“数量多、壁薄、外缠绕丰富的毛细血管、表面积大”等方面观察肺泡结构，提出关键问题：“肺泡壁和毛细血管壁都只有一层上皮细胞，这对气体交换有什么意义？”并借助资料卡补充肺泡数量多、总面积大的数据，帮助学生建立结构与功能相联系的认识，再引导学生比较肺泡与呼吸道的结构差异，体会“肺才是气体交换的主要场所”。 【学生活动】学生观察肺泡模型与图片，结合资料卡自主归纳肺泡适于气体交换的结构特点，用画图或列表的方式呈现观察结果，并上台用模型指认、解释，在交流中逐步完善“结构与功能相适应”的认识，说出肺泡是气体交换“驿站”的理由。 【设计意图】以“驿站”情境激发探究兴趣，引导学生在观察与归纳中自主建构肺泡的结构特点，真切体会结构与功能相适应的生命观念，培养科学探究与归纳概括能力。 任务四　模拟呼吸运动，理解吸与呼的机制 【任务情境】教师出示自制“膈肌运动模拟器”（玻璃瓶内悬挂小气球模拟肺，瓶底橡皮膜模拟膈肌），提出问题：“现在我们知道了气体在肺中进行交换，可外界的气体究竟是怎样被吸进肺里的？用手拉一拉瓶底的橡皮膜，看看会发生什么？”教师请学生动手操作，观察气球的变化。 【教师活动】教师指导学生操作模拟器：向下拉橡皮膜模拟膈肌收缩，向上推橡皮膜模拟膈肌舒张，观察气球胀大的变化，并引导分析：“膈肌收缩时，胸腔容积增大还是减小？肺内气压与外界气压相比如何？气体向哪个方向流动？”教师结合呼吸运动示意图，补充肋间肌舒缩对胸廓前后径、左右径的影响，完整解释吸气和呼气的过程，并引导学生比较“平静呼吸”与“深呼吸”时呼吸肌参与程度的不同。 【学生活动】学生分组操作“膈肌运动模拟器”，观察并记录膈肌收缩、舒张时气球体积与肺内气压的变化，用“容积—气压—气流方向”的因果链口头推理吸气与呼气的机制，并上台演示、互评，尝试用自己的话说清“吸气时肺内气压降低、外界空气进入肺”的过程。 【难点突破】针对“气压变化与气流方向”这一难点，教师先让学生用“吹气球”与“拔针筒活塞”的直观经验类比，再结合模拟器操作，引导其理解“肺内气压低于外界时气体进入肺”的原理，突破抽象机制的理解瓶颈。 【设计意图】以自制模型的可视化操作化解抽象概念，让学生在“做中学”中亲身经历科学探究，用因果推理解释呼吸运动，发展科学思维与实证意识，突破本节核心难点。 任务五　理解气体扩散，见证血液的变化 【任务情境】教师出示“吸入气与呼出气成分对比表”以及肺泡与毛细血管示意图，提出问题：“气体是如何进入血液的？为什么进入肺泡的是氧气，离开肺泡的却是二氧化碳？”教师由此引入气体扩散的概念，引导学生分析气体总是从浓度高的地方向浓度低的地方扩散。 【教师活动】教师讲解气体扩散原理，结合肺泡与血液两侧的气体浓度，引导学生推理：肺泡内氧气浓度高，氧气便扩散进入血液；血液中二氧化碳浓度高，二氧化碳便扩散进入肺泡。教师追问：“经过这样的气体交换后，血液的成分发生了怎样的变化？它从什么血变成了什么血？”帮助学生得出“血液由含氧少的静脉血变为含氧多的动脉血”的结论，并与前几单元所学的血液循环知识建立联系。 【学生活动】学生对照气体浓度数据，运用扩散规律自主推演氧气与二氧化碳的扩散方向，说出肺泡与血液气体交换的结果，并结合血液循环知识，用流程图表示“外界空气—肺泡—血液—组织细胞”的气体交换途径，厘清吸入气与呼出气成分差异的原因。教师进一步引导思考：氧气随血液循环到达组织细胞后，还会发生怎样的交换？学生联系细胞呼吸知识，推断氧气进入组织细胞、二氧化碳进入血液，理解呼吸作用与气体交换的衔接，感悟人体各系统协调统一的整体性。 【设计意图】借助数据对比与推理归纳，让学生在理解气体扩散原理的基础上，自主建构肺泡与血液气体交换的过程，实现知识的系统化，培养运用规律解释生命现象的思维能力。 任务六　回归生活，运用知识守护健康 【任务情境】教师出示生活情境图片与资料：随地吐痰、二手烟、雾霾天气锻炼等画面，提出问题：“学习了这节课，你对这些生活中的做法有什么新的认识？我们应该怎样保护我们的呼吸系统？”组织学生展开讨论，形成健康生活倡议。 【教师活动】教师引导学生联系呼吸道净化空气、肺泡脆弱易损的特点，讨论保护呼吸系统的具体做法：不随地吐痰、公共场所不吸烟、减少吸入二手烟、雾霾天佩戴口罩、坚持体育锻炼增强肺活量等，并引导学生用本节课所学的结构功能知识解释这些做法的道理。 【学生活动】学生在小组讨论中交流对保护呼吸系统的认识，列举生活中的做法并说明科学依据，合作完成一张“守护呼吸健康倡议书”，在汇报中增强学以致用的意识。 【设计意图】将课堂知识回归真实生活，引导学生运用结构与功能的知识评价生活行为，树立健康生活与责任担当意识，实现知识的内化与素养的升华，使学习不止于课堂。 七、板书设计 第1节　人体与外界进行气体交换 呼吸道：鼻腔→咽→喉→气管→支气管（洁净、温暖、湿润空气） 肺：主要器官；肺泡——壁薄、数量多、表面积大、外绕毛细血管（结构与功能相适应） 呼吸运动：膈肌收缩→胸廓容积增大→肺内气压降低→吸气；膈肌舒张→呼气 气体交换（扩散原理）：氧气由肺泡→血液；二氧化碳由血液→肺泡 结果：静脉血→动脉血 学科网（北京）股份有限公司 $