《自制实验装置认识吸烟有害健康》（教学设计）-2024-2025学年北师大版（2024）初中生物七年级下册

《自制实验装置，认识吸烟有害健康》（教学设计）-2024-2025学年北师大版（2024）初中生物七年级下册一、教材分析1.教材地位与作用本课是北师大版初中生物七年级下册跨学科实践活动的首个主题，旨在通过动手实验强化学生对"人体呼吸"核心知识的理解，同时融合物理（实验装置设计）、化学（物质成分分析）等学科内容。教材以"吸烟危害"为切入点，引导学生从科学探究角度认识健康生活的重要性，符合新课标"生命观念""科学思维""探究实践"等核心素养要求。2.内容衔接前承七年级上册《人体的营养》《人体内物质的运输》，后启下册《人体内废物的排出》《人类活动对生物圈的影响》。通过本活动，学生将建立"人体结构与功能相适应"的生命观念，并为后续生态保护主题奠定实践基础。3.跨学科整合点生物学：呼吸系统组成、肺泡结构与功能物理学：气体扩散原理、装置气密性检测化学：一氧化碳毒性、焦油成分分析信息技术：实验数据可视化处理二、教学目标类别具体内容实验材料透明塑料瓶、橡胶塞、玻璃导管、脱脂棉、澄清石灰水、新鲜鸡血、香烟仪器设备显微镜、载玻片、计时器、多媒体投影系统教学资源吸烟危害纪录片片段、实验操作动画、数据记录表格分组准备4人/组，明确分工（操作员、记录员、分析员、汇报员）三、教学重难点重点：1.实验装置的科学设计与操作规范2.吸烟有害物质对呼吸系统的影响机制难点：1.实验现象的观察与数据解读2.跨学科知识的综合应用---四、学情分析1.认知基础七年级学生已掌握呼吸系统的基本结构，但对微观层面的生理机制（如肺泡与毛细血管的气体交换）理解较浅。2.能力特点具备初步的实验操作能力，但对复杂装置设计存在畏难情绪，需通过小组合作降低难度。3.情感需求对"吸烟危害"话题有直观兴趣，但易停留在表面认知，需通过实验数据强化理性认知。---五、教学准备|类别|具体内容||------------|--------------------------------------------------------------------------||实验材料|透明塑料瓶、橡胶塞、玻璃导管、脱脂棉、澄清石灰水、新鲜鸡血、香烟||仪器设备|显微镜、载玻片、计时器、多媒体投影系统||教学资源|吸烟危害纪录片片段、实验操作动画、数据记录表格||分组准备|4人/组，明确分工（操作员、记录员、分析员、汇报员）|---六、教学过程环节一：情境导入（15分钟）教师活动：1.播放纪录片片段《吸烟：看不见的杀手》（截取肺部病变对比镜头）2.提问："为什么吸烟者更容易患呼吸道疾病？"3.展示真实案例：某医院呼吸科吸烟患者肺部CT图像学生活动：1.观看视频并记录关键词2.小组讨论并分享观点3.观察CT图像，尝试解释黑白区域差异设计意图：通过视觉冲击引发认知冲突，激活前科学概念。结合生活实例将抽象知识具象化，符合七年级学生形象思维特点。---环节二：实验原理探究（20分钟）教师活动：1.引导回顾教材P45"肺泡与血液的气体交换"示意图2.提出核心问题："如何用实验证明香烟燃烧产物影响气体交换？"3.演示微型实验：向澄清石灰水中通入香烟烟雾学生活动：1.绘制肺泡结构简图，标注气体扩散方向2.分组讨论实验设计思路，填写《实验方案构思表》3.观察石灰水变浑浊现象，推测烟雾成分设计意图：以问题链驱动知识建构，通过类比法（将人体呼吸系统与实验装置类比）突破难点。微型演示实验降低探究起点，为后续设计提供原型启发。---环节三：装置设计与制作（30分钟）教师活动：1.提供材料超市（含替代材料：吸管代替玻璃导管、气球代替橡胶塞）2.展示往届优秀作品视频，强调"气密性""可观察性"设计原则3.巡回指导，重点关注：导管连接方式、烟雾收集方法学生活动：1.根据《实验方案构思表》绘制装置图2.选择材料并进行组装调试3.组间互评，改进设计（如增加单向阀防止烟雾倒流）设计意图：采用项目式学习（PBL）培养工程思维，通过材料选择培养创新意识。组间互评机制促进批判性思维发展。---环节四：实验探究与数据分析（35分钟）教师活动：1.发放《实验操作指南》，强调安全注意事项2.展示标准化操作流程动画3.指导学生完成：烟雾通入澄清石灰水（检测CO₂）烟雾接触新鲜鸡血（检测CO）烟雾通过脱脂棉（观察焦油沉积）学生活动：1.按规范完成三组实验2.实时记录实验现象（时间、颜色变化、沉积量）3.小组分析数据，绘制柱状图（如CO₂浓度变化曲线）设计意图：通过多维度实验设计（定性+定量）培养实证意识。数据可视化处理提升信息转化能力，为后续讨论提供证据支撑。---环节五：现象解释与结论推导（25分钟）教师活动：1.组织组间汇报，展示实验结果2.追问："实验现象如何反映吸烟对呼吸系统的影响？"3.引入教材P47"科学·技术·社会"栏目内容学生活动：1.用生物学原理解释实验现象（如CO与血红蛋白结合导致缺氧）2.结合课本知识补充实验结论3.撰写《吸烟危害警示卡》设计意图：通过解释现象实现从感性认识到理性认知的飞跃。跨学科素材拓展知识应用维度，培养社会责任意识。---环节六：反思与拓展（15分钟）教师活动：1.引导学生反思实验误差（如烟雾量控制）2.提出延伸问题："如何设计实验证明被动吸烟的危害？"3.布置课后任务：制作家庭戒烟宣传海报学生活动：1.小组讨论改进方案2.初步构思新实验设计3.规划宣传海报内容设计意图：通过元认知反思提升科学探究能力。开放性问题促进知识迁移，家庭任务强化学校-社会协同育人。---七、板书设计```自制实验装置，认识吸烟有害健康┌───────────────┬───────────────┐│实验装置设计│实验现象分析││┌─────────┼─────────┐│││结构：│现象：│││塑料瓶（肺）│石灰水浑浊→CO₂│││玻璃导管（气管）│鸡血变色→CO│││脱脂棉（黏膜）│棉层变黑→焦油││└─────────┼─────────┘││原理：气体扩散│结论：│││有害物质破坏肺泡结构│└───────────────┴───────────────┘`