第一章 生物的呼吸 第1节 人的呼吸（第1课时）教学设计 -生物北京版七下

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课题名称 1.1.1 人的呼吸（第一课时） 课型 新授课
教学内容分析 教材地位与作用 《人的呼吸》第一课时是北京版七年级下册“生物的呼吸”单元的开篇内容，它以“呼吸是生命活动基本特征”为核心，既衔接了此前“生物基本生命活动”的认知基础，又为后续学习呼吸系统结构、呼吸生理过程搭建认知框架；同时，本课时的二氧化碳含量探究实验，是落实“科学探究”核心素养的重要载体，帮助学生建立“生命活动依赖物质交换”的认知，是串联“生活现象—实验探究—生命本质”的关键内容。 2、教学分析 本课时教材以“新生儿啼哭开启自主呼吸”的生活场景切入，围绕 “呼出与吸入气体的成分差异”展开：先明确呼吸的物质交换需求，再通过完整的实验探究（目的、材料、步骤）呈现直观探究过程，配合“思考与讨论”深化现象分析，最后以科学数据总结成分差异；学生虽对“呼吸”有生活经验，但对气体成分变化的本质、实验单向阀的作用缺乏深入认知，教学需依托实验直观现象，引导学生从感性体验向理性推理过渡。 3、教学重点难点 重点： 1.明确人呼出气体与吸入空气的成分差异。 2.参与“探究呼出气体中二氧化碳含量变化”的实验，规范完成实验操作、观察及实验现象的记录与描述。 难点： 1.理解实验装置中单向阀的作用。 2.通过实验现象关联人体生命活动，逻辑推理出人呼出气体与吸入空气成分存在差异的原因。
学情分析 七年级学生对“呼吸”有丰富的生活感性经验（如知道呼吸是日常生命活动、运动后呼吸会加快），且此前已学习“生物的基本生命活动”相关内容，初步建立了“生命活动依赖物质交换”的模糊认知，但对呼吸涉及的气体成分差异、实验装置原理等科学知识缺乏系统了解。 此阶段学生以形象思维为主，抽象逻辑思维处于初步发展阶段，对实验装置中单向阀这类“功能性部件”的原理理解易偏模糊，更易接受直观、具象的演示或操作活动。
学习目标 生命观念： 认同“呼吸是维持生命活动的基本生理过程”，初步建立“生命活动依赖生物与环境物质交换”的观念。 科学思维： 通过澄清石灰水的变化，逻辑推理出“呼出气体二氧化碳含量高于空气”，提升现象分析与推理能力。 探究实践： 参与“探究呼出气体二氧化碳含量变化” 的实验操作，规范完成观察、记录实验现象的探究步骤。 态度责任： 在实验中养成严谨的操作与观察态度，结合运动后呼吸变化的实例，初步形成关注呼吸健康的意识。
学习活动设计
任务一：创设问题情境，引入新课
教师活动 学生活动 设计意图：
展示潜水员携带氧气罐、鱼虾海藻呼吸的生活场景图片，提问：“这些生物为什么离不开呼吸？呼吸对它们的生命活动有什么作用？” 播放新生儿啼哭的短视频，引出核心问题：“新生儿的啼哭意味着什么？气体是怎样进出人体的？呼吸对维持人的生命活动有何意义？” 补充胎儿与婴儿呼吸方式的差异（胎儿靠胎盘、婴儿靠呼吸系统），进一步追问：“人呼出的气体与吸入的空气成分一样吗？”，自然过渡到实验探究环节。 学生结合生活经验自由发言，分享对 “呼吸必要性” 的理解； 同桌讨论 “胎儿与婴儿呼吸方式的不同”，记录自己的疑问（如 “呼出气体和空气有什么不一样？”）； 学生带着疑问期待后续实验探究，明确本课核心探索方向。 以生活化场景和生命现象为切入点，激发学生的好奇心和探究欲，建立 “呼吸是生命基本需求” 的初步认知，为实验探究环节铺垫情感和问题基础，落实 “生命观念” 的学习目标。
任务二：人呼出的气体与吸入的空气成分有差异
教师活动 学生活动 设计意图：
1.实验目的： 展示“目的要求”：这节课的实验我们要完成哪两个核心任务？请用关键词概括。 提炼核心目标：“一是观察吸气、呼气的操作现象，二是比较呼出气体与空气中二氧化碳的含量差异”，强调“比较含量”是实验的核心。 2.材料用具 展示“材料用具” 对应的实物或示意图，逐一介绍名称及核心作用： 带瓶塞的锥形瓶：盛装澄清石灰水（强调 “带瓶塞” 是为了密封，防止气体泄漏影响实验结果）； 玻璃弯管、乳胶套管：连接实验装置，引导气体定向流动； 单向阀：明确 B 阀（仅允许气体进入）、C 阀（仅允许气体排出）的单向流通特性； 酒精棉签：擦拭玻璃管，进行卫生消毒，避免污染实验试剂； 澄清石灰水：作为检验二氧化碳的核心试剂，说明 “遇二氧化碳会变浑浊，且浓度越高浑浊越明显” 的关键原理。 追问：为什么实验要用容积相同的锥形瓶和等量的澄清石灰水？引导学生理解“控制变量”的实验逻辑。 3.方法步骤 对照实验装置图，分步示范操作： 步骤 1：用滴管量取等量澄清石灰水，分别倒入甲、乙锥形瓶（强调 “液面高度一致”），按图示连接玻璃弯管、单向阀和乳胶套管，检查装置密封情况（轻捏套管无气泡泄漏）； 步骤 2：示范酒精棉签擦拭 A 处玻璃管的方法（外壁 + 管口），强调 “卫生操作”；演示呼吸流程：口含 A 处，吸气时打开 B 阀、关闭 C 阀（空气经甲瓶进入人体），呼气时打开 C 阀、关闭 B 阀（呼出气体经乙瓶排出），提醒 “动作轻柔，反复呼吸 6-8 次”； 步骤 3：指导学生观察维度：“对比甲、乙瓶石灰水的浑浊程度，用‘几乎不变’‘明显浑浊’等精准词汇描述，及时记录现象”。 巡视各小组操作，及时纠正错误，确保实验规范进行。 5.现象分析与结论推导 收集各小组的实验记录，汇总现象：“几乎所有小组都观察到甲瓶不变浑浊、乙瓶明显浑浊，这一共同现象说明什么？” 结合核心原理（二氧化碳使澄清石灰水变浑浊），引导推导：“甲瓶通过的是空气，乙瓶通过的是呼出气体，浑浊程度差异直接反映二氧化碳含量差异”； 展示空气与呼出气体的成分占比表格（氮气 78%、氧气 21%→16.4%、二氧化碳 0.03%→4.1%），验证实验结论：“人体呼吸消耗氧气，产生二氧化碳，呼出气体中二氧化碳含量比空气中高”。 思考讨论： 展示课件中的思考讨论题 1：“甲、乙两个锥形瓶中发生的现象有什么不同？怎样解释这种现象？”，引导学生结合实验结论完整回答。 提出思考讨论题 2：“如果实验开始之前刚刚做完剧烈运动，会对实验结果产生什么影响？”，提示：“剧烈运动时身体需要更多能量，细胞呼吸作用会增强”。 拓展：（1）为什么呼吸会消耗氧气、产生二氧化碳？ （2）为什么澄清石灰水可以检测二氧化碳的含量？二氧化碳使澄清石灰水变浑浊的化学本质。 （3）除了澄清石灰水，还有哪些物质可以检验二氧化碳？ 总结讨论结果，强调 “呼吸强度与能量需求的关系”，延伸到 “关注呼吸健康” 的生活建议。 学生圈画 “目的要求” 中的关键词，口头复述实验核心任务。 学生思考 “比较二氧化碳含量” 所需的实验条件，初步猜想可能用到的试剂（如澄清石灰水）。 学生理解“材料用具-核心作用”，强化记忆。 学生分组讨论并回答“控制锥形瓶容积和石灰水量”的原因，明确“只有气体类型不同，其他条件一致，实验结果才具可比性”。 学生标记核心试剂（澄清石灰水）和关键器具（单向阀），为后续操作做准备。 学生小组分工合作（1 人负责连接装置、1 人负责操作呼吸、1 人负责控制阀门、1 人负责记录现象），按步骤完成实验。 学生记录操作过程中的关键细节（如吸气时甲瓶有气泡、呼气时乙瓶有气泡），观察并记录石灰水变化：“甲瓶几乎不变浑浊，乙瓶明显浑浊”。 学生完成实验后整理实验器材，保持桌面整洁。 学生小组内交流实验现象，用 “气体类型→二氧化碳含量→浑浊程度” 的逻辑链分析原因。 学生结合成分表格，强化对 “氧气减少、二氧化碳增加” 的认知，齐声复述实验结论并记录在笔记本上。 学生反思实验过程中可能影响结果的因素（如装置漏气、呼吸次数不足等）。 学生独立回答题 1，确保表述完整：“甲瓶几乎不变浑浊，乙瓶明显浑浊，说明呼出气体中二氧化碳含量比空气高”。 学生小组讨论题 2，得出结论：“剧烈运动后细胞呼吸增强，产生的二氧化碳更多，乙瓶石灰水变浑浊的速度更快、浑浊程度更显著”。 学生拓展思考，结合化学学科知识完成问题研讨。 学生结合自身经历，分享“运动后呼吸加快加深”的体验，理解呼吸与能量需求的关联。 帮助学生聚焦实验核心目标，建立 “任务导向” 的探究意识，为后续实验操作和现象分析明确方向，培养 “聚焦关键信息” 的科学思维。 让学生理解 “器具功能与实验目的相匹配” 的逻辑，渗透 “控制变量法” 的科学实验思想，培养实验安全意识和严谨态度，落实 “探究实践” 和 “态度责任” 的学习目标。 培养学生的小组协作能力、规范操作能力和客观记录习惯，让学生在实践中理解实验流程的逻辑关系，落实 “探究实践” 的学习目标，同时养成严谨的实验态度。 建立 “实验现象→科学原理→实验结论” 的逻辑链条，培养学生的现象分析和推理能力，落实 “科学思维” 的学习目标，同时让学生理解 “数据支撑结论” 的科学探究原则。 深化对实验结论的理解，将知识与生活情境结合，培养学生运用所学知识解释实际现象的能力，同时初步形成关注呼吸健康的意识，落实 “态度责任” 的学习目标。 通过拓展思考，引导学生主动跨学科解决问题，落地跨学科实践。
课堂小结
教师活动 学生活动 学习评价
展示 “探究人呼出气体中二氧化碳含量的变化” 思维导图，以提问引导学生补充核心内容，再关联生活追问运动对实验结果的影响，最后预留时间解答学生疑问，梳理实验完整逻辑链。 以小组为单位补充思维导图细节，轮流复述 “实验现象→原理→结论” 逻辑链，结合自身运动体验讨论剧烈运动的影响，主动提出实验疑问或延伸思考，通过互助与教师引导完善认知。 借助思维导图帮助学生构建“材料 -步骤-现象-结论-原理”的完整知识体系，避免零散记忆，培养学生严谨的探究态度，呼应课程学习目标。
教学与反思
在本课教学中，以“新生儿啼哭开启自主呼吸”的生活场景切入，快速唤起学生的生活认知，拉近知识与生活的距离；“探究呼出气体二氧化碳含量变化”的实验环节，让学生自主参与操作、观察与记录，充分调动探究热情，多数学生能清晰描述现象并总结气体成分差异，较好落实了探究实践核心素养。 为避免部分学生对单向阀作用理解模糊，后续教学可增加模拟演示活动（如用气球、导管等制作简易模型，直观模拟气体流向），帮助学生明确吸入与呼出的气体路径；为避免部分学生仅停留在气体成分差异的表面认知，可结合“运动后呼吸加快”的实例，初步关联细胞呼吸的生理逻辑，让学生理解气体成分变化的本质。