【设计】发生在肺内的气体交换第一课时

第四单元第三章第二节发生在肺内的气体交换王鹏一、教材分析本节《发生在肺内的气体交换》是在《呼吸道对空气的处理》学习之后的一节，主要是解决以下几个问题：外界环境的氧气是怎样吸入人体内，并于每个细胞进行气体交换的；细胞内产生的二氧化碳又是怎样呼出体外的。本节在课标内的地位是第五主题“生物圈中的人”，第二主题“人体生命活动的能量供给”中的概述发生在肺部及组织细胞处的气体交换过程。活动建议是验证人体呼出的气体中含有较多的二氧化碳。所涉及的重要概念是呼吸系统包括呼吸道和肺，其功能是从大气中摄取代谢所需要的氧气，排出代谢所产生的二氧化碳。具体分析这个重要概念它包括两个重要的内容：肺与外界气体交换以及肺泡与血液的气体交换。因此将本节分成两个课时。第一课时肺与外界气体交换，通过呼吸系统的主要器官——肺之后，通过让学生亲身体验感受，在深呼吸时胸廓的变化，之后通过历史资料“马德堡半球实验”、“会吃鸡蛋的奶瓶”、“注射器实验”、“胸廓膈肌模拟实验”以及呼吸模型的使用，促进学生对于肺鱼外界空气进行气体交换的理解。第二课时肺泡与血液的气体交换，通过“想一想，议一议”活动内容，引导学生分析气体成分的变化是怎样发生的，通过实验进行验证。之后要说明肺泡适于与毛细血管进行气体交换的结构特点，氧气进入血液之后如何运输到全身不多介绍，为下一章做铺垫。氧气进入组织细胞再次发生气体交换进行引导说明，再结合课后习题进行巩固反馈。最后升华到“科学技术社会”渗透情感态度价值观更好地健康生活。二、教学目标：1.描述呼吸系统主要器官的结构及其功能2.举例说出胸廓容积的变化与肋间肌和膈肌的变化有关3.描述胸廓的变化与呼吸之间的关系4.描述肺泡与血液的气体交换过程5.描述氧在组织细胞中的利用过程6.运用表格数据说明呼吸的气体成分7.结合生活实例养成安全生活行为和对呼吸系统整体认识的观点三、教学重点和难点重点：1.举例说出胸廓容积的变化与肋间肌和膈肌的变化有关2.描述胸廓的变化与呼吸之间的关系3.描述肺泡与血液的气体交换过程难点：1.运用表格数据说明呼吸的气体成分2.通过动画和视频描述肺与外界和肺泡与血液的气体交换3.通过实验参与能够描述肺与外界气体交换的过程四、学情分析学生在学习了《发生在肺内的气体交换》之后，对呼吸系统的组成有所了解，因此在这一概念的基础上，学生们很自然地就关注到人是如何进行呼吸的。因此本节是为了解决学生们这一个问题而开展的。此外，同学们已经在七年级上册中学习过了线粒体是进行呼吸作用的场所的相关知识概念，但是距离本节的学习时间较长，学生们也没有很好的能力进行有效地迁移，此外本节涉及到一些物理知识，初一的学生没有学习，因此在学生已有知识经验的基础上进行物理知识普及，不过多的讲解，只是通过史料和生活常识来引导学生理解相关重要概念：气压和气体是如何运动的等等。为此在课前对学生们进行问卷调查了解学生们的前概念。有部分学生能够知道肺是主要的呼吸器官，人体主要吸收氧气呼出二氧化碳。知道气压这个词但具体概念不清晰，有一两名学生能够清楚风的形成是由于气压引起的。但绝大部分同学对于这些基本的生活常识没有概念，因此，在教学活动中多从学生身边出发，通过显而易见的生活用品来引申概念，从而逐渐形成科学的生物学重要概念。因此本节课设计了大量的实验、模拟实验和演示实验。大量有趣的动画、视频和数字资源可以吸引学生的注意，提高学生的学习兴趣，此外还可以促进学生对于呼吸运动的发生原理进行语言表述，锻炼学生对于表格数据和图形文字的转换能力。同时为了能够注重学生对于知识概念的落实与掌握，配备导学案以督促引导学生形成重要概念，并将所学的概念有效地进行迁移和联系形成体系。五、教学方法教法演绎法、实验法、信息技术法学法小组合作学习法、导学案法六、教学准备煮熟的鸡蛋、奶瓶、注射器、大（小）气球、Y形管、大塑料瓶若干、试管、氢氧化钙溶液、胶塞、呼吸模型、多媒体课件和学案卷七、课时安排2课时八、教学过程第一课时教学内容教师活动学生活动设计意图（生物时时刻刻都离不开呼吸，呼吸为生物提供大量能量同时代谢废物，上节课我们学习了呼吸系统的组成是？那么呼吸系统的主要器官是什么？人体是如何完成呼吸运动的？这就是我们这节课所要学习的内容。）（呼吸道和肺）2.齐读本节课的学习目标，教材P45“通过本节学习你将知道”创设教学情境，温习上节课所学知识，引出本节内容，明确学习目标。1.巡堂，了解学生自学时遇到的问题。（肺有节奏地呼气和吸气，一分钟大约呼吸16次。肺是如何完成吸气和呼气的呢？在学习这个问题之前我们先请同学A给大家讲个故事。）“肺与外界的气体交换”的第一自然段，以导学案为线索完成肺的结构特点相关知识概念。利用导学案引导学生进行自学，锻炼学生阅读能力和文字处理能力小组交流，在展示中巩固重要概念。1.利用图片、动画和史料资源来进行理论碰撞，自然界存在气压。2.展示模拟实验图片，通过实物吸盘来引出为什么不能很容易的分开吸盘呢？（那么气压是否有方向性？我们一起来看一个实验。）“马德堡半球实验”过程。（大气向内压着吸盘，所以不好打开。）通过学生介绍历史资料，锻炼学生组织语言的能力，学生更易接受。利用生活实例，贴近学生生活，将知识紧密联系生活实际4.“会吃鸡蛋的奶瓶”实验播放“会吃鸡蛋的奶瓶实验”视频，问：鸡蛋为什么会自动进入到奶瓶中？观看视频完成导学案相关习题。（因为火柴燃烧消耗了奶瓶中的氧气，奶瓶中气压低，外界气压高，形成气压差，就将鸡蛋向内挤进去了。）通过小实验引出气体运动方向与气压差有关为下文做铺垫1.幻灯片循环播放注射器操作实验过程，教师一边演示一边查看学生实验情况并在课件中提出三个问题。（1）堵住有针眼的那一侧，你往里推有什么感受？（2）然后立刻松开推活塞的手，注射器有什么变化？（3）你能说说这是为什么吗？（4）你能总结出什么规律吗？（那么肺的胸廓是如何改变自己的容积使得实现气压变化的呢？）1.学生们以小组为单位进行探究实验，并思考老师提出的问题2.学生们畅所欲言，发表自己的观点（1）活塞慢慢向内移动，里面有股力在向外推（2）活塞向外弹出来了（3）注射器里面的压力比外面大，向外施加压力（4）容积越小，压力越大；容积越大，压力越小。通过探究实验和问题综合体的引导，促使学生理解容积的变化与压力之间的关系，为胸廓的容积变化与呼吸之间的关系做铺垫6.模拟呼吸运动（有了气压差，就可以形成气流不同的运动方向，我们再回到课前的问题，肺吸气呼气，是否存在气压差，是怎样实现的呢？）1.回到目标问题再次设疑。(大家一起做深呼吸，感受一下吸气和呼气时的变化）（1）如果使胸廓的容积变大，它要如何运动？（2）容积变大的胸廓，气压又怎样的变化？从而会形成什么现象？（3）你能试着说出吸气的过程吗？（肋间肌和膈肌是怎样发生运动的？肌肉有什么变化？通过动画和模型我们一起观察）3.播放膈肌、肋间肌模拟运动实验动画（我们一起来制作这个模型吧。）1.手放在胸廓两侧进行深呼吸感受气体进出身体，学生间交流分享感受2.观看图片和动画思考问题，小组讨论交流思想（1）肋间肌向外运动，膈肌向下运动（2）气压比外界低，产生吸气。（3）肋间肌和膈肌向内运动，使得胸廓容积变小，气压较外界变大，产生呼气。3.完成导学案的相关内容，并交流结果4.各小组利用教师提供的材料，组装成模拟模型，并实际操作感受呼吸过程，并用自己的语言描述呼吸是如何产生的。利用小活动，促进学生亲身体验和感受，将之前所学联系到生物概念中，在体验中锻炼学生的思维。利用图片引导学生提出疑问，锻炼学生的思维。通过多媒体的融合与导学案的设计促进学生对于重要概念的落实与掌握。小组制作模型通过实际操作体验感受作用原理和过程，促进概念的构成。教师在黑板上列出表格，见板书设计学生代表到黑板前填空，完善板书师生共同完成总结归纳，使学生再次巩固知识点和概念预习第二课时肺泡与血液间的气体交换一、肺与外界的气体交换呼吸运动肋间肌、膈肌肺容积肺内气压气流方向吸气收缩增大变小（低于外界）肺内←外界呼气舒张缩小增大（高于外界）肺内→外界第二课时教学内容教师活动学生活动设计意图（上节课我们学习了肺与外界的气体交换，空气进入到肺之后，又会发生怎样的变化呢？）2.在讲台前喷洒香水。提问为什么香味会从讲台向教室后部飘散？（我们先来看一下教材中的“想一想，议一议”。）学生讨论各抒己见（气体分子只能由高浓度处向低浓度处扩散，直至平衡为止。扩散的进行必须存在浓度梯度。）通过生活实例，营造学习情境，引出本节内容。“想一想议一议”为资料，展示图片和表格数据，引导学生分析处理表格数据，同时以图片的形式，展示课前学生问卷中对于呼吸气体的成分情况。（那么是这种情况吗？我们一起做个验证实验。）1.打开书P45，阅读“想一想议一议”完成导学案中的有关内容（人在呼吸时吸入和呼出的气体含量是有明显不同的。呼出的气体中二氧化碳增加，氧气减少。）通过实验和数据分析与学生的前概念产生矛盾冲突，促使学生明确了呼吸时气体是都吸入都呼出的，只是成分不同而已。这样对于概念的掌握印象更深刻。（吸气和呼气的含量有明显不同是否与肺泡的结构有关呢？我们一起来学习一下肺泡具有哪些适宜扩散的结构）1.播放多媒体展示肺泡的结构，让学生仔细观察肺泡有哪些结构特点适合进行气体交换1.阅读P47第二自然段和图片以及教师提供的图片视频资料完成导学案中的内容，交流反馈知识概念。（肺泡的数量很多，肺泡外包绕着丰富的毛细血管，肺泡壁和毛细血管壁都很薄，都是一层扁平的上皮细胞，肺泡这样的特点很适合与血液之间进行气体交换。）导学案的使用，引导学生对于结构和功能相适应的观点4.肺泡与血液的气体交换1.播放多媒体，展示“肺泡与血液之间的气体交换”动画图（同学们说得非常好。那么由肺泡扩散到血液里的氧，怎样到达全身各处的组织细胞里？我们留作下节课学习。）2.播放多媒体，演示血液流到全身各组织器官的毛细血管网时，血液中的氧和各组织细胞进行呼吸作用时产生的二氧化碳相互扩散的过程。（氧最后是在细胞中的什么部位被利用的？）“肺泡与血液之间的气体交换”动画图，经过讨论补充得出结论，完成导学案内容（吸入肺泡内的空气中，氧的含量比静脉血中的多，而二氧化碳的含量比静脉血中的少，因此静脉血流经肺泡外的毛细血管时，肺泡内的氧便透过肺泡壁、毛细血管壁扩散到血液里；同时静脉血里的二氧化碳透过毛细血管壁、肺泡壁扩散到肺泡中，然后随着呼气的过程排出体外。）2.通过观察、思考、分析得出结论，完成导学案内容（氧最后是在组织细胞中的线粒体进行呼吸作用被利用。）利用多媒体信息技术引导学生理解肺泡与血液间的气体交换，血液与组织细胞间的气体交换的重要概念。生动形象地将所学的知识概念联系起来通过使用多媒体展示P48课后习题1、2，利用图形、表格、数据和问题资料来说明运动与需氧量间的关系小组讨论完成