华师大版科学八年级上册5.2人体的呼吸教案

第二节人体的呼吸的第2课时——气体交换
教材分析：
本章围绕“人体的物质和能量的转化”的主题，介绍人体对食物的消化和吸收，以及人体的呼吸、排泄、体内的物质运输、人体生命活动过程中物质和能量的转化等生命活动过程。
第二节《人体的呼吸》先介绍人体的呼吸系统由呼吸道和肺两部分组成，讲述肺的结构和功能时，重点讲清肺泡的结构、肺泡和其周围毛细血管的关系，并从肺泡的数量和总面积角度，理解人体肺泡交换气体的能力。再从呼吸系统具有气体交换的功能引入呼吸运动和气体交换的有关知识，呼吸运动解决的是人体外环境与肺泡进行气体交换的问题，接着要解决的是肺泡与血液之间和血液与组织细胞之间的气体如何交换问题，无论从知识的完整性来看，还是从能力的培养来看，气体交换的原理与过程作为本节课的重点。气体交换中涉及的动脉血和静脉血的相互转化以及氧气和二氧化碳在血液中的运输为第三节《人体内的物质运输》学习做了铺垫和准备。
学情分析：
初二的学生，经过一年的科学学习，其科学探究的意识已经比较清晰，探究过程已基本掌握，为“吸入气和呼出气在成分上有什么不同”的活动探究做好了一定的准备。同时，学生通过初一氧气和二氧化碳的学习，对“吸入气和呼出气成分的不同”有一定的感性认识，但要把有关气体成分认识从感性提高到理性，需要综合运用各方面的知识，如氧气的助燃性、二氧化碳的不支持燃烧，还涉及到气体的收集等课外知识；通过一些日常生活中常见的气体扩散的例子，学生已知气体扩散的原理，但气体在体内的利用和转化对学生而言是未知的和神秘的。
教学目标：
【科学知识与技能】
（1）了解呼出气和吸入气的成分变化
（2）理解肺泡气体交换和组织气体交换
（3）理解动脉血和静脉血的相互转化
【科学探究】：
（1）通过活动，掌握鉴定氧气和二氧化碳的简易方法。
（2）通过设计对照实验，比较人体呼出气和吸入气的成分差异。
（3）通过参与讨论，理解动脉血和静脉血的相互转化过程。
【科学态度、情感与价值观】
（1）培养和提高学生的观察能力、分析能力，推理能力。
（2）培养学生形成“人体是一个统一整体”及“结构和功能相适应”的生物学辩证思想。
【科学、技术与社会的关系】
（1）通过吸入气和呼出气的成分差异实验，让学生认识到呼吸道对空气的处理能力是有限的，自觉维护环境中的新鲜清洁。
（2）通过设计气体交换实验，明白气体在血液中的运输和转化，让学生关注自己健康，养成良好的生活习惯。
教学重点难点：
（1）人体内气体的交换
（2）动脉血和静脉血的相互转化
教学器材准备：
集气瓶、水槽（带水）、玻璃管、毛玻璃片、洗耳球、烧杯、澄清石灰水、蜡烛、火柴、燃烧匙、花露水、自制动脉血和静脉血转化实验面板
教学活动过程：
教师活动 学生活动 设计意图
【复习回顾，引入新课】在前一节课中，我们学习了呼吸系统的组成和结构，以及呼吸运动。请问：呼吸系统由哪几部分组成？呼吸道是空气进入人体的通道，外界的新鲜空气经由鼻腔、咽、喉、气管、支气管进入肺，在肺的每根细支气管的末端都有一串气囊结构，每个气囊由许多的肺泡构成。请问：肺泡的哪些特点使肺泡适合与血液之间进行气体交换呢？人体肺泡内气体与大气的交换依靠呼吸运动来完成，呼、吸气时依靠膈肌和肋间肌的活动而产生的，大家把手放在胸部，做腹部上下起伏运动，体验肋骨收缩、舒张时胸廓的变化以及膈肌运动时胸廓的变化，并填空根据吸气运动概括呼气运动 肺、呼吸道、呼吸肌（1）肺泡数量多，表面积大；（2）肺泡壁薄，只有一层上皮细胞吸气：肋间外肌、膈肌_______→肋骨向上向外移，膈肌顶部下降→导致胸廓前后径、上下径________→胸腔容积_______→肺随之扩张→导致肺内气压________大气压→外界气体进入肺泡 肺的结构和功能是上一节学习的重点，是学习本节的基础，复习提问可以回顾旧知识，引入新知识。呼吸运动也是上节学习重点，在这里通过理论联系实际的方式让学生回顾，可以培养形象思维能力，提高知识再现率。
【活动过渡】经过呼吸运动，吸入气和呼出气的成分有什么变化？我们主要从氧和二氧化碳两种气体的成分变化来进行分析，那我们可以利用氧的哪种性质来比较吸入气和呼出气中氧含量的差异呢？实验前，我们需要先收集吸入气和呼出气各一瓶，吸入气直接采用大气，提问：如何收集一瓶教室里的空气？提问：如何收集一瓶呼出气？【实验1】在吸入气和呼出气中分别放入一支已点燃着的小蜡烛，记录蜡烛燃烧的时间。提问：对于二氧化碳，我们可以什么试剂进行检验？【实验2】用洗耳球向一支装有澄清石灰水的试管中鼓入大气，通过玻璃管向另一支装有澄清石灰水的试管中吹气，观察澄清石灰水发生什么变化？ 氧气和二氧化碳含量发生变化利用氧气具有助燃性取一瓶事先装满水的集气瓶，倒出其中的水，则瓶内为教室里的空气呼出气用排水法收集在集气瓶内事先装满水，倒扣在装有水的水槽中，通过导管缓慢向集气瓶内吹气，可以看到集气瓶内水面下降，直至瓶口有气泡向外冒出，证明已经收集满了，在水下用毛玻璃片盖好拿出水面现象：呼出气中蜡烛哦燃烧的时间短结论：呼出气中氧含量比吸入气中氧含量少澄清石灰水检验二氧化碳现象：通入空气澄清石灰水没有明显变化；通入呼出气澄清石灰水变浑浊结论：呼出气中二氧化碳的含量明显高于吸入气中二氧化碳含量 从学生的感性认识入手，在七年级知识的基础上，提出实验的科学依据。对于吸入气的收集，学生需要一定的点拨，大多数学生认为只要打开集气瓶就是教室里的空气。排水收集法是九年级知识，学生在生活技能和点拨下可以完成实验。设计对照实验，培养学生观察实验现象，分析实验数据，得出实验结论的能力。
【体验】：气体扩散作用原理外界新鲜空气进入肺泡，肺泡与血液之间进行气体交换，那么气体交换要遵循什么原则呢？这里我们通过一个小活动来体验气体交换所要遵循的原则。我手上有一瓶花露水，现在我在教室中间位置向上喷三下，如果呆会你闻到气味了，请马上举手，如果暂时没有闻到的同学，请有点耐心等待，直至闻到后举手。任何一种气体总是会遵循这么一种原则，即总是由浓度高的地方向浓度低的地方扩散，直至平衡位置，这是气体的扩散作用。人体内的气体交换，也是通过扩散阔用来完成的。 举手的顺序大体以喷的位置为中心向四周散开 通过一个小体验明白气体扩散作用原理，结合学生生活体验，鼓励学生理论联系实际，用理论理解生活。
外界的新鲜空气进入肺泡，由于氧气浓度较大，顺着浓度差，氧气的流向是从肺泡扩散至肺泡处毛细血管，那么，当氧气进入肺泡处毛细血管后，血液的性质是否会发生变化呢？【演示1】这里有A、B、C三支试管，A、B试管中的血液为暗红色，C试管中的血液为鲜红色，（打开氧气流）现在向A试管血液中通入氧气，来模拟氧气从肺泡进入肺泡处毛细血管，请大家观察A试管血液的颜色变化。解释：氧气进入血液，与血液中的血红蛋白结合形成氧合血红蛋白。实验前老师往A试管血液中通入二氧化碳，二氧化碳与血红蛋白结合导致血液为暗红色。提问：在将氧气通入后，二氧化碳是否扩散出来呢？用澄清石灰水检验二氧化碳肺泡和肺泡处毛细血管的气体交换，我们称之为肺泡气体交换，经过该处的气体交换以后，血液变成含氧多、颜色鲜红的动脉血。 以B试管为对照，A试管的血液由暗红色变为鲜红色澄清石灰水变浑浊，说明血液中的二氧化碳已经扩散出来了。 颜色的鲜明变化不仅能加深对知识的理解，还能引起学生的注意，并提高知识的课后再现率！用澄清石灰水检验二氧化碳，训练学生思维的缜密！
【提问】：动脉血经过血液循环流到组织处毛细血管，它会如何被利用呢？在前面的学习中，我们知道氧气的最终去向是进入组织细胞，氧化分解有机物并转变为二氧化碳，所以我们知道在组织细胞和组织处毛细血管之间，也会进行气体交换，氧气从组织处毛细血管进入组织细胞，二氧化碳从组织细胞进入组织处毛细血管，经过这样的气体交换，血液的性质又会发生什么改变呢？【演示2】与B试管中血液对照，C试管中血液为鲜红色，现在向C试管中通入二氧化碳，请大家注意观察C试管中血液颜色的变化。二氧化碳通入后，血液中的血红蛋白在二氧化碳浓度较大情况下与氧分离，血液变成含二氧化碳多、颜色暗红的静脉血。这种组织细胞与组织处毛细血管之间进行的气体交换，我们称之为组织气体交换。 C试管中血液与B试管中血液颜色几乎相同，为暗红色 培养学生的观察能力以及分析、比较、归纳能力
【提问】：请问，刚才经过组织气体交换后得到的暗红色的静脉血若再次流经肺泡处毛细血管，血液能否重新转变为鲜红色的动脉血呢？【演示3】关闭A止水夹，打开氧气流，进入C试管中，观察C中血液颜色变化。 C中血液颜色由暗红色重新变成鲜红色，即再次转化为动脉血。 培养学生从局部到整体，有感性到理性，体验人体时一个统一的整体
请问这节课你学到了什么？还有什么疑问吗？ 复习整理、代表发言。 训练学生的归纳能力，同时训练学生提出问题的能力！
【课堂练习】书本p127页8、9、10三题练习 配合课堂内容，加深理解，形成记忆。
【课外思考】书本p126页中提到呼出气和吸入气成分的检验中，课堂上的实验只能说明吸入气比呼出气含有较多的氧和较少的二氧化碳，并不能提供准确的数据，你能否把实验改进，以便测量到精确的结果？ 培养学生根据课题收集资料的能力；培养学生设计实验、观察、记录和得出实验结论的能力。
课后反思:
新课程倡导从学生和社会发展的需要出发，发挥学科自身的优势，将科学探究作为课程改革的突破口，激发学生的主动性和创新意识，刺进学生积极主动的学习。教育家陶行知说过：“要创造，你在用脑的时候，同时用手去实验；用手的时候同时非用脑去想不可，手和脑在一起干，是创造教育的开始；手脑双全，是创造教育的目的。”在本课教学中，充分利用教材的特点，通过创设探究情景，紧紧抓住实验探究这个突破口，让学生通过亲身的探究活动，去体验探究的过程，从而达到对呼出气和吸入气的成分差异的认识和理解，更重要的是通过改变教材中讲解部分的知识点，通过自制教具，将动脉血和静脉血的相互转化直观的展示在学生面前，通过探究活动，培养学生在学习过程中的探究意识、探究能力和相互协作的精神，从而全面提升学生的科学素养。课堂中能让学生思考的、能让学生观察的、能让学生表述的、能让学生动手的、能让学生总结的都让学生自己去尝试，给学生提供了灵活地运用所学知识技能、方法手段进行创新思维和实践活动的机会，从而有利于学生创新精神和创新能力的培养。
专家点评：苏可儿（余姚市骨干教师）
本节课通过复习呼吸系统的组成与结构，让学生在温故而知新的基础上自然过渡到新课。教学过程中通过不断设计问题、学生小组讨论、层层启发、点拨、感受体验，激发学生的思维，培养学生的合作意识与参与欲望，例：用自己的手放在胸部感受体验肋骨收缩、舒张时胸廓的变化以及膈肌运动时胸廓的变化、用闻花露水的先后感受气体的扩散等。让学生比较知识点的区别，设计对比、对照实验，很好地培养了学生观察分析、比较、归纳能力，严谨的科学态度。这节课最大的亮点是设计了三个创新演示实验，展示了气体交换后血液明显的颜色变化，改变了以往用图片、视频、传统的讲述的方法，用鲜明的、真实的实验来反应给学生，大大激发了学生的学习兴趣，将抽象的知识具体化，加深了对知识的理解与掌握，很好地突破了重难点，最大限度地发挥了实验的功能。