发生在肺内的气体交换 教学设计
教学目标 1.通过制作呼吸模型,自主探究学习,说出肺与外界气体发生交换的过程,提高学生的动手操作能力,培养学生的科学思维,树立基本的生物学观点,提高疫情防控意识,增强社会责任感。 2.通过小组合作探究吸气呼气过程中微小压强计中液面高度的变化,总结出呼吸运动过程中肺内压强变化的规律,培养科学探究能力和归纳总结能力,提升团队集体意识。
教学重难点 教学重点 肺与外界气体发生交换的过程。
教学难点 呼吸运动过程中肺内压强变化的规律
教 学 过 程 教 学 过 程 导入新课 “戴口罩,勤洗手”是疫情防控的重要措施,防控措施优化后,每个人都要做自己健康的第一责任人。同学们,你们知道新型冠状病毒引发的肺炎会给我们的身体造成怎样的伤害吗?没错,它首先危害的就是我们的呼吸系统,而受危害最大的就是肺——呼吸系统的主要器官。那么,病毒是怎样随着我们的呼吸进入肺部的呢?今天,我们就一起来探索肺与外界的气体交换。
肺是呼吸系统的主要器官 肺是呼吸系统的主要器官,它位于胸廓里面的胸腔内,左右各一个,左肺有两叶,右肺有三叶。在你不知不觉中,你的肺在有节奏地呼气和吸气,一分钟大约呼吸16次。 用手按在胸部两侧,深深地吸气,你可以感觉到肋骨在向上向外运动,胸廓扩大;再深深地呼气,你可以感觉到肋骨在向下向内运动,胸廓缩小。你所感觉到的胸廓的扩张和收缩,是肋骨间的肌肉收缩和舒张的结果。 胸廓容积的扩大和缩小,还与膈的运动有关。膈位于胸腔的底部(即腹腔的顶部),是将胸腔和腹腔分隔开的结构,主要由肌肉组织构成。在吸气时,膈肌收缩,膈顶部下降,使胸廓的上下径增大;呼气时正好相反,膈肌舒张,膈顶部回升,胸廓的上下径缩小。
胸廓的变化与呼吸有什么关系? 胸廓的变化与呼吸有什么关系呢?是由于胸廓扩大导致吸气?还是由于吸气才致使胸廓扩大?让我们试试动手做一个呼吸运动模型,来探究一下吧。你只需要准备最简单的工具:塑料瓶、皮筋、气球、吸管、蜡烛、打火机、剪刀。(学生以小组为单位进行模型制作并进行演示) 学生小组交流,指出模型的每部分分别代表哪些部位,并对呼吸运动的过程进行描述:肺富有弹性,当肋骨间的肌肉和膈肌收缩使得胸腔容积扩大时,肺便扩张,肺内的气体压力相应降低,于是外界气体就被吸人。当肋骨间的肌肉和膈肌舒张使得胸腔容积缩小时,肺便收缩,于是气体就被呼出。这就是肺与外界的气体交换。
吸气呼气时肺内气压的变化 在吸气呼气的过程中,肺内气压是如何变化的呢?原来,人体吸气时,肺容积增大、肺内压降低,外界气体进人肺泡,使肺内压升高。当至吸气末时,肺内压升高与大气压相等,导致气流暂停。而在人体呼气时,肺容积减小、肺内压升高,肺泡内气体流出肺部,肺内压降低,直至呼气末,肺内压降低与大气压相等,导致气流再次暂停。 若想直观看到压强变化,我们可以利用物理学中的小仪器——微量压强计。当液面两端气压相等时,液面持平。当一端的压强变化时,液面高度也会随之变化。我们把呼吸运动模型与微小压强计相连,就可以轻松看出肺内压强的变化啦。 学生以小组为单位进行实验,并描述实验现象:人体吸气时,肺容积增大、肺内压降低,外界气体进人肺泡,可以看到靠近模型的一侧液面升高;人体呼气时,肺容积减小、肺内压升高,可以看到远离模型的一侧液面升高。
课堂总结 同学们,现在你可以描述肺与外界的气体交换过程,说明病毒是怎样随着我们的呼吸进入肺部的吗?让我们通过下面的表格来总结比较一下呼吸运动的过程吧。 呼吸状态肋间肌膈肌胸廓肺肺内气压 气体变化吸气收缩收缩扩大扩张下降外界气体进入肺呼气舒张舒张缩小回缩升高肺内气体向外排出
现在,同学们都知道病毒是怎样一步步进入我们人体的了吧?作为自己健康的第一责任人,同学们一定要正确佩戴口罩,保护自己也是保护他人。
巩固练习 一、完善自己制作的呼吸运动模型,未能成功的同学找出失败原因。 图甲、乙是模拟膈肌运动的实验装置,图丙是某人在一次平静呼吸中肺内气压的变化曲线,请据图回答问题: 图甲所示的实验装置中,序号④橡皮膜模拟人体的______________________。 图甲、乙中,模拟呼气过程的是图______________。吸气过程对应图丙的______________段,判断依据是肺内气压______________(填“小于”或“大于”)外界大气压。 图丙中表示呼气结束的瞬间的点是______________________________。 如果图中装置的气球破损漏气或者罩口密封不严,结果会怎样? 。 请你以身边的家人、朋友和同学为调查对象,调查大家的自我保护意识并制作宣传片、海报等向大家科普防控疫情的措施及科学依据。 。
教学反思 本节课的设计立足于学科核心素养,以跨学科实践活动为基础,以项目式学习为引领,注重培养学生的生命观念、科学思维、实践探究、态度责任。 首先,本节课的导入结合时事政治,紧跟疫情防控的优化政策,在教授学生知识的同时也进行了防疫科普。在学习过程中,通过跨学科实践活动,通过学生的动手操作,利用生物模型帮助学生树立生物学的基本观点,同时提高了学生的动手操作能力、实践探究能力和小组合作能力。将生物学知识与物理学知识巧妙结合,帮助学生直观掌握肺内压强的变化情况,提高学生的科学探究能力和解决实际问题的能力。同时,在课程讲授过程中注重培养学生的社会责任意识,教育学生在当下的疫情防控中做自己的第一健康责任人,同时鼓励学生向身边的人科普防疫知识。 当然,本节课的设计亦有不足之处。由于课堂时间及条件限制,未能更深层次激发学生的发散思维。学生对于呼吸机原理,肺炎疫情中的气管插管救治有很大兴趣,将来可以设计为社团活动课程进一步探讨。