人教版初中生物七年级下册（2024）4.3.2 发生在肺内的气体交换 第一课时教学设计（表格式）

教学设计
课程基本信息
学科 生物 年级 七年级 学期 春季
课题 发生在肺内的气体交换（第一课时）
课标分析
1.课标摘录 《义务教育生物学课程标准（2022年版）》要求通过本节课第1课时的学习，学生可以建构“呼吸运动可以实现肺与外界的气体交换”这一次位概念，并达到“描述呼吸系统的构成和功能，初步形成结构与功能相适应的观念”的学业要求。 2.课标分解 课标中“呼吸运动”是指呼吸肌收缩和舒张引起的胸廓节律性的扩大和缩小。“肺与外界的气体交换”是指肺扩张和收缩引起肺与外界的气压差，导致气体进出肺。“初步形成结构与功能相适应的观念”是指学生通过演示实验、观看视频和图片等方式，能够以“结构与功能相适应”的视角解释“肺与外界的气体交换的过程和原理”，从而培养学生“生物学的结构与功能相适应的生命观念”。
教材分析
“发生在肺内的气体交换”是人教版初中七年级生物学教材中第四单元第三章第二节中的内容。教材中本节课的内容安排在“呼吸道对空气的处理”之后，让学生在初步了解气体通过呼吸道进出肺的过程后，进一步探究外界气体能够进出肺的原因是由于呼吸运动，为下一课时“肺泡与血液的气体交换”的学习做好铺垫。最终通过本章节的学习，建构起“人体通过呼吸系统与外界进行气体交换”这一重要概念。 教材先介绍了肺的主要结构和功能，然后让学生用手按在胸部两侧，感受呼吸时胸廓的变变化，接下来介绍膈肌的变化还与胸廓的容积变化有关。对于这部分内容，学生并不难理解。不过，学生对于到底是由于胸廓的扩大大导致吸气，还是吸气导致胸廓的容积扩大，却不一定能说清楚。因此，教材安排了一个演示实验，让学生通过直观的模拟活动，理解其中的因果关系。胸廓容积扩大为什么会导致气体进入 学生没有学习有关的物理知识，因此很难理解，然而教材并未阐述这一问题，因此，这是本节课的教学难点。
学情分析
1.学生已有的知识经验、技能 通过七年级上学期的生物教学，结合学生的年龄特点，逐步培养了学生对生物学科的学习兴趣，且具备一定的观察能力和科学探究能力，掌握了一定的学习方法。 2.学生的薄弱点 通过前侧分析发现：学生通过前面知识的学习，知道了呼吸系统的组成包括呼吸道和肺，呼吸道保证气体流畅进入到肺，在肺里外界空气与血液进行气体交换。学生虽然已初步具备从资料中获取信息的能力和抽象思维能力， 但是并不能说出气体进入肺部，肺部气体到外界的物理学知识，且学生缺少相关知识的储备，大部分学生误以为为“膈顶部上升是膈肌收缩的结果”和“因吸气导致胸廓变大。”关于这一问题的阐述应多采用生活实例以突破。
教学目标
【生命观念素养】 理解并概述肺与外界进行气体交换的过程及原理，形成结构与功能相适应的生物学观点。 【科学思维素养】 1．在质疑、猜测、比较、分析、归纳等方法中，概述肺与外界气体交换过程。 2．尝试用类比推理的方法理解肺通气原理。 【探究实践素养】 通过切身体会、演示实验、探究实验和动画观察，在不断地实践中掌握肺与外界气体交换的过程和原理，培养学生的科学探究实践能力。 【态度责任素养】 运用所学的生物知识联系生活中的实际问题，体会呼吸系统对维持人体健康的重要功能，养成良好的生活和行为习惯，增强机体健康。
【教学重点】 概述肺与外界气体的交换过程及原理。 【教学难点】 概述肺与外界气体的交换过程及原理。
教学策略
本节课本着以“教师为主导，学生为主体”的教学原则，引导学生进行合作探究。教师设计了多种实验探究活动，结合学生的生活经验，通过模型或实物展示，引导学生进行观察、比较、讨论、推测、交流、点评等一系列学习活动，成为学习的主动探索者。本节课还采用多媒体教学手段，通过ppt图片、动图等，使抽象知识直观化，提高学生的学习兴趣和降低学生的认知难度。
环节 教学过程 学生活动 设计意图
创设情境，导入新课 【复习旧知】 通过上节课的学习，同学们了解了呼吸系统的结构与功能，知道外界空气经过呼吸道到达肺。呼吸道不仅能保证 气体顺畅通过 ，同时也能对空气进行 温暖、湿润和清洁 处理。可以说，这是一条生命的通道。 【导入新课】 但日常生活中，呼吸道被异物堵塞并不少见。若得不到及时救治就会因室息缺氧而死。海姆利克氏急救法就是一种非常有效的用于清除上呼吸道异物阻塞的急救方法，对成人而言采用快速重击压迫腹部的方法，迫使肺内残存气流进入气管，从而排出阻塞物。（播放视频） 那么挤压腹部为何能使肺部产生气流呢？这就要从肺与外界气体交换的基础来说起。 1.复习回顾上节课的知识。 2.观看视频，提出问题。 巩固旧知，创设与学生生活相关的真实情境，激发学生的学习兴趣。
探究活动 个性发展 探究活动 个性发展 探究活动 个性发展 探究活动 个性发展 认识肺的位置和结构 教师出示课件肺的结构示意图、胸腔结构示意图，让学生阅读课本45页，并填写导学案： 肺是呼吸系统的主要器官，位于胸腔内，左右各一个；左肺有两叶，右肺有 三叶。 呼吸频率： 16 次/分钟。 膈把人体的体腔分为胸腔和腹腔。 认识胸廓、胸腔、呼吸肌的位置和结构 教师课件出示胸廓、胸腔、呼吸肌的结构示意图，引导学生认识胸腔、胸廓、呼吸肌的结构组成，建立胸腔与胸廓的概念。 胸腔是由胸廓与膈围成的空腔。 胸廓由胸骨、胸椎、肋骨及肋间肌组成，底部由膈肌封闭。 膈肌和肋间肌在神经系统的调控下会收缩与舒张。 构建呼吸运动概念 1.呼吸运动过程中胸廓的变化 【过渡】人每分钟呼吸16次，那气体为什么可以有节律地进出肺呢？结合体验活动一得到的知识经验，提出你的假设。 体验活动一 如何实现气体有节律地进出容器？ 空气能有节律地进出玻璃瓶吗？ 空气能有节律地进出塑料瓶吗？ 空气能有节律地进出注射器吗？ 【小结】可以通过改变容器容积实现气体的进出。 【过渡】肺所处的容器是什么？（胸廓）什么结构相当于手指和活塞？ 教师介绍胸廓的前后径、左右径和前后径。 【提问】呼吸过程中，胸廓容积是不是也像塑料瓶人家一样会发生变化？完成体验活动二，填写导学案1和上台板书。 体验活动二 感知呼吸运动时的胸廓变化 放在胸部两侧，再放在两侧肋骨处，深深地吸气，深深地呼气，你感觉到胸廓、肋骨有何变化？ 吸气：肋骨 向上向外 运动，胸廓 扩大 ； 呼气：肋骨 向下向内 运动，胸廓 收缩 。 【小结】呼吸运动中胸廓在有节律性的扩大和缩小。 2.呼吸肌和胸廓变化的关系 【过渡】身体是否也有类似“手指”和“活塞”，可以改变胸廓容积大小的结构呢？大胆提出你的假设。以小组为单位完成探究一，并进行小组讨论交流，填写导学案1和上台板书。 探究一 肋间肌与胸廓变化的关系 肋骨是不能自发运动，什么结构牵动肋骨运动呢？ （1）深深地吸气、呼气，你感觉肋间肌有何变化？ 吸气：肋间肌用力收缩，胸廓扩大 ； 呼气：肋间肌放松舒张，胸廓收缩 。 利用胸廓简易模型验证的猜想。 播放动画让学生直观感受。 【小结】肋间肌的活动使胸廓前后径、左右径变化，从而改变了胸廓容积。 【提问】呼吸运动中，如何改变胸廓容积的上下径？提出你的假设。（膈肌的运动） 探究二 膈肌与胸廓变化的关系 参考教材P46的演示实验，试推测模型中各材料模拟了什么结构？ 利用膈肌模型模拟呼吸运动，验证你的假设。 吸气：膈肌收缩，膈顶部下降，胸廓容积扩大； 吸气：膈肌舒张，膈顶部回升，胸廓容积缩小。 【小结】膈肌的活动使胸廓上下径变化，从而改变了胸廓容积。 【总结】肋间肌和膈肌收缩，胸廓容积扩大，导致吸气运动。肋间肌和膈肌舒张，胸廓容积缩小，导致呼气运动。胸廓容积的扩大和缩小是呼吸肌（肋间肌和膈肌）收缩和舒张的结果。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。 四、肺与外界进行气体交换的原理 【过渡】根据刚才的实验，我们发现身体通过改变胸廓容积的大小引起呼吸，那胸廓扩大导致吸气，还是吸气导致胸廓扩大呢？ 1.展示“空气炮”视频，让学生初步感知气压。 2.指导学生分小组进行实验，并填写实验报告单。 探究三 “注射器”实验 使活塞静止不动，思考注射器内气压与外界气压的关系。 将注射器的活塞拉出一部分，用手指堵住针孔，用力推（拉），然后放开推拉活塞的手，观察活塞的运动方向，完成实验活动单上的表格。 3.引导学生说出气压与气体体积之间的关系。 一定的条件下，气压与气体体积成反比关系； 气体从气压 高的地方向气压低 的地方流动。 4.回到“空气炮”例子，解释其中的原理。 挤压空瓶→瓶内容积变 小 →瓶内气压变 大 →外界气压不变→瓶内气压 高于 外界气压→气体被排出瓶子，瓶盖被喷出。 类比推理“呼吸运动”原理 再次出示“演示实验”装置。引导学生观察里面气球体积的变化和橡皮膜位置变化关系。（放松橡皮膜时，气球胀大；向上推橡皮膜时，气球回缩。） 结合刚才的探究实验得出的结论，类推得出气体交换的原理。 呼吸肌 舒张 →胸廓容积 变小 →肺 收缩 →肺内气压变 大 ，外界气压不变→肺内气压 高于 外界气压气体从 肺内 流向 外界 ，完成呼气运动；吸气运动反之。 一、认识胸廓、胸腔、呼吸肌的位置和结构 1.阅读课本45页，并填写导学案。 2.观察胸廓、胸廓、呼吸肌的结构示意图。 三、构建呼吸运动概念 1.呼吸运动过程中胸廓的变化 （1）尝试让气体进出塑料瓶、注射器，并思考容器内什么发生了变化？ （2）学生可能猜想： 胸廓相当于手指，可以改变胸廓的前后径和左右径；膈肌相当于活塞，可以改变胸廓上下径。 （3）完成体验活动二，填写导学案1和上台板书。 2.呼吸肌和胸廓变化的关系 探究一 （1）深深的吸气和呼气，感受肋间肌的变化。 （2）学生观看动画在老师的启发下，小组讨论填写导学单和板书。 探究二 小组合作探究，思考问题1气球在什么情况下回缩，在什么情况下胀大？ 结合实验报告单，想想呼吸与膈肌有什么关系？ 填写报告单、导学案和上台板书。 肺与外界进行气体交换的原理 1.展示“空气炮”视频，让学生初步感知气压。 2.完成体验活动二，填写实验报告单。 3.交流想法，说出气压与气体体积之间的关系。 4.推理“空气炮”的原理，并填写实验报告单。 5.类比推理“呼吸运动”的原理，并填写实验报告单。 一、认识胸廓、胸腔、呼吸肌的位置和结构 建立胸腔与胸廓的概念，并为后续的实验探究奠定知识基础。 三、构建呼吸运动概念 通过两次次体验活动、两次实验探究，学生在质疑、猜测、比较、分析、归纳的实践探究中建构次位概念一：呼吸运动指呼吸肌收缩或舒张导致胸廓扩大或缩小。 四、肺与外界进行气体交换的原理 这个板块共设计五个小环节，由浅及深，层层铺垫，引导学生掌握抽象的气压差原理。最后进行类比推理，攻破难点，建构次位概念二：肺与外界发生气体交换指肺扩张或收缩导致肺与外界产生气压差。
归纳总结 学有所得 生结合板书和导学案自主总结肺与外界的气体交换的过程和原理。 师总结。 1.生结合板书和导学案自主总结肺与外界的气体交换的过程和原理。 1.通过知识总结，使学生对所学知识形成条理性的认识。 2.锻炼学生语言组织及概括能力。
拓展延伸 情感教育 1.（解决导入情境中问题）1. 当异物阻塞呼吸道时，可采取下图所示的海姆立克急救法进行急救，其原理是什么？ 答：当外力冲击患者上腹部时，会使膈肌上抬，胸腔容积缩小，肺回缩，肺内气压升高，迫使异物排出。 2.有些青春期少女为了保持体形，束胸、束腰，从而影响身体的正常发育，主要的影响是（　　） A．心脏无法跳动 B.胸廓活动范围受限，影响呼吸 C．影响食欲，消化不良 D．并无影响 3.观看密集人流视频 （1）结合生活实例（外出游玩时、学校放学时、举办活动时），谈谈容易发生什么安全隐患？ （2）踩踏事故发生时，我们该如何保护自己？（出示图片，掌握自我保护方法。） （3）发现同伴或者其他人不幸在踩踏事故中呼吸骤停，我们该如何急救？ （展示急救知识，学以致用。） 根据老师的提问，结合生活常识，谈谈自己的想法和习得体会。 结合生活实例，指导学生掌握正确的自我保护方法，并传播相关自救知识，以此树立健康生活、珍爱生命、关爱他人的社会责任感。
板书设计
教学反思
1.亮点 （1）与信息技术相融合：运用教学助手、互动课堂、希沃白板仿真实验，将信息化教学工具与实际教学相融，实现教学评一体化。 （2）促进深度学习：形成“问题一探究一建构一应用一迁移”学习链，立足课标和学情、内容结构化，教学情境化，学习活动化，促进深度学习，帮助学生自主完成知识和概念构建，加深对概念的理解，提高学生的科学探究能力。 （3）重视学生的态度责任意识：培养了学生应用所学知识解决生活中实际问题的能力，结合社区医院的调查实践活动培养学生社会责任担当能力。 2.不足和措施 （1）“注射器实验”中部分学生不能总结出气压与气体体积的关系，教师可将海绵放入注射器，学生通过海绵的扩大和缩小直观地感受气压的变化。 （2）教学内容多的课，应将导学案发给学生提前预习，课堂上进行讨论、展示时间就比较充分。