【大单元教学】人教版（2024）生物七下 4.3.2发生在肺内的气体交换 教学设计

/ 让教学更有效 高效备课 | 生物学科
课题名称 4.3.2发生在肺内的气体交换 课型 新授课
教学内容分析 教材地位与作用 本节内容包括肺与外界的气体交换以及肺泡与血液间的气体交换两大部分。这两部分内容是连续的过程，不仅涉及气体体积变化、压力等物理学知识，还与之前学习的呼吸道对空气的处理以及后续的血液循环系统知识紧密相连。学好这部分内容有助于学生深入理解呼吸的本质，完善对人体呼吸系统的认识，并为后续学习人体的能量供应、新陈代谢等知识奠定基础。同时，该节内容较为抽象，对学生来说理解起来有一定难度，因此在教学过程中需要运用多样化的教学方法和直观的教学手段，如演示实验、动画演示、模型分析等，以帮助学生更好地理解和掌握。 教学分析 本节课详细阐述了肺与外界的气体交换以及肺泡与血液间的气体交换过程。这一节内容既是教学的重点也是难点，因为它不仅涉及到肺的结构和功能，还包含了气体体积变化、压力等物理学原理。对学生来说，由于他们尚未具备相关的物理和化学知识，理解起来较为困难。因此，在教学中，教师需要借助生动形象的实验工具、实验视频、多媒体课件等直观手段，将抽象的知识具体化，帮助学生更好地理解和掌握。同时，通过小组合作探究、讨论交流等方式，可以培养学生的动手能力、探究能力、组织及协作能力，使他们在活动中得到认知和体验，从而深入理解呼吸的实质和发生在肺内的气体交换过程。 3、教学重点难点 教学重点： 1.肺与外界的气体交换过程： 胸廓容积的变化如何引起肺的容积变化，以及这种变化如何导致吸气和呼气。 呼吸肌（肋间肌和膈肌）的收缩和舒张与胸廓容积变化之间的关系。 2.肺泡与血液的气体交换过程： 肺泡的结构特点（数量多、面积大、壁薄、外有丰富的毛细血管）如何有利于气体交换。 教学难点： 1.概述呼吸肌的变化与胸廓容积之间的关系： 学生需要理解呼吸肌的收缩和舒张是如何引起胸廓容积变化的，这是一个相对抽象的过程。 2.概述胸廓的变化与人体吸气和呼气之间的关系： 学生需要理解胸廓容积的变化如何影响肺的容积，并进一步影响吸气和呼气。这个过程涉及到气压的变化，学生可能难以直接观察和感知。
学情分析 节内容相对抽象，对学生来说理解难度较大。这是因为肺与外界气体交换涉及气体体积变化、压力等物理学问题，而七年级学生往往缺少相关知识的储备。为了帮助学生更好地理解和掌握这一知识点，教师需要借助生动形象的实验工具或相关的实验视频来辅助教学，将这些抽象的概念转化为直观的感受。通过这样的教学方式，学生可以更清晰地理解呼吸运动、肺泡与血液的气体交换等过程，为后续的生物学习打下坚实的基础。
学习目标 1.生命观念： 理解肺作为呼吸系统主要器官的重要性，以及气体交换在维持生命活动中的作用。 认识到氧气和二氧化碳在人体内的交换过程对于细胞呼吸和能量释放的必要性。 2.科学思维： 运用气体扩散原理来解释肺泡与血液之间的气体交换现象。 培养分析问题和解决问题的能力，能够运用所学知识解释实际生活中的呼吸现象。 3.科学探究： 能够通过实验和观察，描述肺与外界气体的交换过程。 学会使用科学方法和工具（如模拟肺模型、注射器等）来探究呼吸运动与气体交换的关系。 4.社会责任： 认识到呼吸系统健康对人体整体健康的重要性，激发关爱生命、关注健康的意识。 通过学习气体交换原理，理解个人呼吸习惯对健康的影响，培养健康的生活方式和行为习惯。
学习评价 自我评价表
项目 评价内容 掌握情况
很好 一般 不好
科学知识 理解肺作为呼吸系统主要器官的重要性，以及气体交换在维持生命活动中的作用。
探究能力 能够设计简单的实验描述肺与外界气体的交换过程。
科学态度 认识到呼吸系统健康对人体整体健康的重要性，激发关爱生命、关注健康的意识。 通过学习气体交换原理，理解个人呼吸习惯对健康的影响，培养健康的生活方式和行为习惯。
小组评价表
评价内容 得分标准 成员一 成员二 成员 三
团队精神 5分：能高效分工合作完成任务 3分：重大问题能有效沟通 1分：各自独立，不能完成任务
实施能力 5分：能准确设计详细的实验过程和所用实验道具。 3分：能设计出大概方框架，但不够准确和详细。 1分：不能设计出任何过程和方案。
结果展示能力 5分：表述清晰完整，科学、客观、简洁。 3分：表述完整度和清晰度一般。 1分：不能有效表述实验结果和结论。
总分
设计思路 首先通过同学们都熟知的新冠疫情话题来导入新课。接下来是本节课的第一部分内容，肺与外界的气体交换。首先介绍肺的功能，肺的位置的相关知识。接下来思考为什么气体能够进出肺这个问题。引出气压差的相关知识。接下来学习呼吸运动肺部的变化。接下来实验模拟膈肌的收缩和舒张与呼吸的关系，得出实验结论。然后是本节课的第二部分内容，肺泡与血液的气体交换，通过课本想一想议一议相关内容引出，通过阅读课本得出肺泡适于和血液进行气体交换的结构特点。最后概括肺泡与血液的气体交换过程。
教学流程 新冠疫情情景导入 肺的功能等知识介绍 外界与肺产生气压差 呼吸运动导致肺部发生了什么变化 实验模拟膈肌的收缩和舒张与呼吸的关系 思考肺泡适于和血液进行气体交换的结构特点 概括肺泡与血液的气体交换过程
教学过程
教学 环节 教师活动 学生活动 设计意图
激趣 导入 你还记得曾经蔓延全球的新冠肺炎吗？ 全人类对于这种疾病进入高度戒备状态。 新冠肺炎死因的很重要一部分，是患者肺内黏液过多室息而亡。为什么肺内黏液会导致缺氧呢 我们一起来认识肺以及它的工作原理吧。 外界的空气经过呼吸道的处理进入肺，在肺里与血液进行气体交换。 学生积极参与讨论发表观点 激发学生的学习兴趣，从而引入新课
知识探究 肺与外界的气体交换 模拟膈肌的收缩和舒张与呼吸的关系 肺泡与血液的气体交换 肺与外界的气体交换 1、肺的功能：肺是呼吸系统的主要器官，是进行气体交换的场所 2、肺的位置：胸腔内（胸腔是由胸廓与膈围成的） 3、肺的结构：左右各一个，左肺有两叶，右肺有三叶 4、呼吸频率：16次/分 （思考交流）思考：平静时人体每分钟呼吸约16次，为什么气体能进出肺呢？ 是因为呼吸道有骨或软骨做支架，呼吸道是畅通的 你觉得这个回答对吗？ 空气每分钟也会进出气球16次吗？怎样使气体进入气球，让气球变大？ （播放视频） 思考：如何使外界与肺之间产生气压差呢？ 提示：1.气压与体积的关系：体积越大，气压越小；体积越小，气压越大。2.气体流动方向：气压高→气压低 可以通过改变胸廓的体积来实现 胸廓扩大时：肺内气压＜外界大气压（气体从外界进入肺） 胸廓缩小时：肺内气压＞外界大气压（气体从肺排出去） 呼吸肌收缩和舒张引起的胸廓节律性的扩大和缩小称为呼吸运动，包括吸气运动和呼气运动。 （实践感知）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。 是什么导致了胸廓的扩大和缩小呢？ 肋骨间的肌肉收缩和舒张，是导致胸廓扩大和缩小的因素之一。 胸廓的扩大和缩小，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。膈肌收缩时，膈顶部下降，使胸廓的上下径增大;膈肌舒张时，膈顶部回升，胸廓的上下径缩小。 肺本身不具有自主收缩和舒张的能力，只能依靠胸廓的扩大和缩小而被动舒缩。 （知识归纳） 观察·思考 模拟膈肌的收缩和舒张与呼吸的关系 右侧的装置，玻璃罩模拟胸廓，玻璃管模拟气管、支气管，气球模拟肺，橡皮膜模拟膈。玻璃罩内部空间可看作胸腔。一只手拿着图示的模型，另一只手向上推橡皮膜，再放松橡皮膜，观察里面气球体积变化和橡皮膜位置变化的关系。 在上述模拟实验中，向上推橡皮膜模拟膈肌舒张时膈顶部上升，放松橡皮膜模拟膈肌收缩时膈顶部下降。 （思考交流）讨论：气球在什么情况下胀大 在什么情况下回缩 （播放视频） 橡皮膜下降时——气球胀大 橡皮膜上升时——气球回缩 得出结论：呼吸运动是由肋间肌和膈肌（呼吸肌）的收缩和舒张而引起的。 肺泡与血液的气体交换 （思考交流）仔细阅读下表中的数据，比较吸入和呼出的气体成分发生了什么变化。呼出的气体中，含量增加的成分是从哪里来的 含量减少的成分又到哪里去了 呼出的气体中，氧气的含量减少，二氧化碳的含量增加。 （播放视频） 【试一试实验探究】接下来，我们一起做个小实验，探究人体呼出的气体中含有较多的二氧化碳。展示实验器材：澄清石灰水、100毫升小烧杯2个，较大气球2个，硬塑料吸管2根,打气泵1个，细线若干条，记号笔1支）同学们，接下来我们做一个有趣的实验，验证人体呼出的气体中含有较多的二氧化碳。首先，大家看老师的示范，用嘴将一个气球吹到一定大小，在离气球口约2厘米的部位用细线扎紧，并打活结，用记号笔在吹起的气球上标注A。然后用打气泵向另一个气球打入空气，使其与气球A一样大，同样在离气球口约2厘米的位置用细线扎紧，并打活结，标注为气球B。接着将A、B两个气球口部余下的2厘米分别套在塑料吸管上，用细线固定。接下来取两个烧杯，分别倒入10毫升澄清石灰水。然后将套有气球的吸管分别插到两个烧杯底部，同时解开扎紧的气球，将球内气体通入澄清石灰水中。最后观察两烧杯内石灰水的变化。（示范操作后）现在请大家分组进行实验，两人一组，相互配合，认真观察并记录实验现象，5分钟后我们请小组代表来分享你们的发现。在实验过程中要注意安全。（巡视各小组实验情况，给予指导）。 【思考】肺泡适于和血液进行气体交换的结构特点？ ①肺泡外面包绕着丰富的毛细血管。 ②肺泡壁和毛细血管壁都是由一层扁平上皮细胞构成的。 ③肺泡数量很多。 提示：体育锻炼不能再增加肺泡数目，但是能够增加参与气体交换的肺泡数量。 概括肺泡与血液的气体交换过程 1.肺泡中的氧气透过肺泡壁和毛细血管壁进入血液; 2.同时血液中的二氧化碳也通过这些毛细血管壁和肺泡壁进入肺泡，然后随着呼气的过程排出体外。 3.进入血液中的氧，通过血液循环输送到全身各处，最终进入组织细胞。 老师提出问题让学生回答 学生根据所学内容和自己的生活经验作答 学生将手按在胸部两侧感受变化 填表格，填空 学生模拟实验 分组进行实验，观察并记录实验现象，讨论实验结果。 学生和老师一起梳理知识点。记录重点笔记。 学生用自己的话概括 考察学生的基础知识掌握情况 更好的让学生理解气体交换过程 让学生对本部分内容有更深刻的理解 考察学生的知识掌握情况 提高学生的科学探究能力 通过亲身体验实验，培养学生的观察能力、动手能力和团队协作能力，让学生直观认识到人体呼出气体成分的变化，为后续学习气体交换原理做铺垫。 提高学生的表达能力
课堂 小结 在本节课中，我们学习了肺部如何通过呼吸运动实现氧气与二氧化碳在肺泡与血液之间的交换过程。重点在于理解吸气时胸廓扩大、肺容积增加导致外界空气被吸入，以及呼气时胸廓缩小、肺容积减小促使体内废气排出，这一系列生理活动共同维持了生命必需的气体平衡。 学生总结归纳本课的收获。 引导学生总结归纳本课学习的主要知识，进一步巩固新知。
作业 设计 1.完成课后练习题 2.完成课外实践——测定肺活量
板书 设计