廣東省中山市七年級(jí)生物下冊(cè)探究肺與外界氣體交換過(guò)程和原理實(shí)驗(yàn)教案新人教版

研究肺與外界氣體互換的過(guò)程和原理一、使用教材本課選自人教版初中生物學(xué)教材2012年10月第1版，七年級(jí)下冊(cè)第四單元第三章第二節(jié)《發(fā)生在肺內(nèi)的氣體互換》，本課敘述第一課時(shí)：肺與外界的氣體互換。二、實(shí)驗(yàn)器械透明水槽，水，膠頭滴管、灌腸器、喂藥器等，注射器、橡皮塞，短木棍；軟尺，長(zhǎng)條木板，廢舊電線(xiàn)，紅色毛線(xiàn)，拉簧，紐扣；實(shí)心球，糖果罐，拉環(huán)，Y型管，氣球。三、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新重點(diǎn)（一）原實(shí)驗(yàn)不足之處膈肌運(yùn)動(dòng)模擬裝置價(jià)錢(qián)昂貴，此中氣球簡(jiǎn)單破壞且難以改換。膈肌運(yùn)動(dòng)模擬裝置的膈肌是一個(gè)平面的橡膠膜，不可以很好的幫助學(xué)生理解膈肌的穹窿形構(gòu)造及其縮短運(yùn)動(dòng)對(duì)胸廓變化的影響?！袄唛g肌縮短舒張對(duì)胸廓變化的影響”、“肺擴(kuò)充和縮短時(shí)肺內(nèi)壓力的變化”兩個(gè)抽象知識(shí)點(diǎn)沒(méi)有直觀的教具和實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生理解。（二）實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新重點(diǎn)學(xué)生自主設(shè)計(jì)模擬肺呼氣、吸氣的活動(dòng)指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)能夠模擬肺內(nèi)壓力變化的實(shí)驗(yàn)自制的肋骨運(yùn)動(dòng)模擬裝置自制的穹窿形膈肌運(yùn)動(dòng)模擬裝置四、設(shè)計(jì)思路本節(jié)課內(nèi)容比較抽象，波及到氣壓、容積等物理學(xué)識(shí)題，七年級(jí)學(xué)生還沒(méi)有接觸，學(xué)習(xí)過(guò)程中對(duì)知識(shí)的理解較困難。本節(jié)課主要采納設(shè)計(jì)模型和實(shí)驗(yàn)的方法，幫助學(xué)生變抽象為具體，先獲取感性的認(rèn)識(shí)再進(jìn)行知識(shí)的梳理。并合時(shí)聯(lián)系前后知識(shí)，形成肺與外界氣體互換的連續(xù)過(guò)程。五、實(shí)驗(yàn)教課目的課標(biāo)要求：課標(biāo)中第五個(gè)一級(jí)主題下第2個(gè)二級(jí)主題中明確要求：概括發(fā)生在肺部的氣體互換過(guò)程。聯(lián)合課標(biāo)要求、教材特色及學(xué)生狀況，教課目的以下：（一）知識(shí)與技術(shù)：概括肺與外界氣體互換的過(guò)程并理解其發(fā)生原理初步掌握設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力（二）過(guò)程與方法：學(xué)會(huì)用察看、丈量、模擬等方法進(jìn)行生物學(xué)研究（三）感情態(tài)度與價(jià)值觀：培育學(xué)生謹(jǐn)慎的科學(xué)態(tài)度，形成呼吸系統(tǒng)的構(gòu)造與其功能相適應(yīng)的看法，并關(guān)注呼吸系統(tǒng)的健康六、實(shí)驗(yàn)教課內(nèi)容研究肺擴(kuò)充和縮短時(shí)氣體的流動(dòng)研究肺擴(kuò)充和縮短時(shí)肺內(nèi)壓力的變化研究呼吸時(shí)胸廓橫向的變化研究肋骨間的肌肉縮短和舒張與胸廓變化的關(guān)系研究膈肌縮短和舒張與胸廓容積變化的關(guān)系七、實(shí)驗(yàn)教課過(guò)程第一認(rèn)識(shí)肺的主要構(gòu)造和功能，以及肺和胸廓、膈的地點(diǎn)關(guān)系。過(guò)渡：肺富裕彈性，能夠縮短和擴(kuò)充，肺在什么時(shí)候吸氣，什么時(shí)候呼氣呢？研究肺擴(kuò)充和縮短時(shí)氣體的流動(dòng)步驟:學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)擠壓和松開(kāi)洗耳球（或自選其余資料）?，F(xiàn)象:擠壓時(shí)氣體流出，松開(kāi)時(shí)氣體流入（利用水或面粉察看氣體的流動(dòng)）。結(jié)論:肺擴(kuò)充時(shí)吸氣，肺縮短時(shí)呼氣。設(shè)計(jì)企圖：本實(shí)驗(yàn)相對(duì)簡(jiǎn)單，因此我給學(xué)生供給器械，讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。同時(shí)鼓舞學(xué)生發(fā)散思想設(shè)計(jì)出更多方案，培育學(xué)生自主研究的能力。（圖1）圖1模擬肺的資料過(guò)渡：為何肺的擴(kuò)充和縮短會(huì)負(fù)氣體出入肺呢？氣體的流動(dòng)是遇到力的作用而發(fā)生的，氣體一般會(huì)從壓力高的地方流向壓力低的地方。氣體出入肺的運(yùn)動(dòng)也是由肺內(nèi)壓力的變化惹起的。研究肺擴(kuò)充和縮短時(shí)肺內(nèi)壓力的變化議論后采納在注射器推桿上打孔并插入小木棍的方式精準(zhǔn)的控制其容積的變化，并利用水來(lái)察看氣體的流動(dòng)反響此中壓力的變化。（圖2）2圖2注射器推桿打孔步驟1:將注射器活塞拉到必定地點(diǎn)（如30ml），用橡皮塞堵住注射器口，將活塞向外拉到必定地點(diǎn)（如70ml），固定活塞（預(yù)先在活塞推桿上打有一排小孔，插入一段木棍即可固定）。記錄體積變化（增大40ml）后將注射器針口沒(méi)入水中，去除橡皮塞。現(xiàn)象1:有水流被吸入注射器管內(nèi)。原理1:關(guān)閉空間內(nèi)，氣體的體積增大，壓力降低，而氣領(lǐng)會(huì)由壓力高的地方流向壓力低的地方。步驟2:將注射器活塞拉到必定地點(diǎn)（如80ml），用橡皮塞堵住注射器口，將活塞向內(nèi)推到必定地點(diǎn)（如50ml），插入一段木棍使活塞不可以持續(xù)推動(dòng)并用手壓緊活塞推桿。記錄體積變化（減小30ml）后將注射器針口沒(méi)入水中，（或?qū)χ娣郏?，去除橡皮塞。現(xiàn)象2:有氣體被推出注射器管外。原理2:關(guān)閉空間內(nèi)，氣體的體積減小壓力增高，而氣領(lǐng)會(huì)由壓力高的地方流向壓力低的地方。結(jié)論:肺擴(kuò)充時(shí)肺內(nèi)壓力降低；肺縮短時(shí)肺內(nèi)壓力變大。由實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2可知：肺擴(kuò)充時(shí)肺內(nèi)壓力降低，此時(shí)吸氣；肺縮短時(shí)肺內(nèi)壓力增高，此時(shí)呼氣。過(guò)渡：肺位于胸廓和膈圍成的胸腔里，肺擴(kuò)充和縮短時(shí)胸廓有無(wú)變化呢？研究呼吸時(shí)胸廓橫向的變化步驟：用一根軟尺水平圍在胸部，丈量此時(shí)的胸圍，被測(cè)者吸氣和呼氣，察看胸圍如何變化？現(xiàn)象：吸氣時(shí)，胸圍變大；呼氣時(shí)，胸圍變小（恢復(fù)）；結(jié)論：吸氣時(shí)胸廓橫向是擴(kuò)大的，呼氣時(shí)胸廓橫向是減小的。本實(shí)驗(yàn)特別簡(jiǎn)單，將問(wèn)題拋給學(xué)生：呼吸時(shí)胸廓是如何變化的？讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法。最后提示學(xué)生：如何獲取正確的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)？使學(xué)生形成謹(jǐn)慎的實(shí)驗(yàn)3態(tài)度。本實(shí)驗(yàn)不要求精準(zhǔn)計(jì)算胸圍差，意在經(jīng)過(guò)胸圍變化認(rèn)識(shí)呼吸時(shí)胸廓變化。過(guò)渡：胸廓橫向的變化是如何產(chǎn)生的呢？這主要和肋骨間肌肉的運(yùn)動(dòng)相關(guān)。研究肋骨間的肌肉縮短和舒張與胸廓變化的關(guān)系步驟：小組議論利用所給資料設(shè)計(jì)一個(gè)模擬肋間肌運(yùn)動(dòng)的胸廓模型。（圖3）圖3胸廓模型原理：肌肉在縮短時(shí)變得短粗，可牽拉相應(yīng)的骨運(yùn)動(dòng)。用繩索或彈簧的長(zhǎng)短變化模擬肌肉的縮短和舒張。結(jié)論：肋骨間的肌肉縮短時(shí)，肋骨向上向外運(yùn)動(dòng)，胸廓橫向擴(kuò)大；肋骨間的肌肉舒張時(shí)，肋骨向下向內(nèi)運(yùn)動(dòng)，胸廓橫向減?。挥蓪?shí)驗(yàn)3和實(shí)驗(yàn)4可知：肋骨間的肌肉縮短，胸廓擴(kuò)大，此時(shí)吸氣；肋骨間的肌肉舒張，胸廓減小，此時(shí)呼氣。過(guò)渡：這是胸廓橫向的變化，呼吸時(shí)胸廓容積縱向也有變化，這主要和膈的運(yùn)動(dòng)有關(guān)。研究膈肌縮短和舒張與胸廓變化的關(guān)系步驟：演示自制的膈肌運(yùn)動(dòng)模擬器。（圖4）圖4膈肌運(yùn)動(dòng)模擬器原理：膈呈穹窿形向上隆起，縮短時(shí)膈頂下移。4結(jié)論：膈肌縮短時(shí)，膈頂降落，胸廓擴(kuò)大（上下徑），此時(shí)吸氣；膈肌舒張時(shí)，膈頂上升，胸廓減?。ㄉ舷聫剑?，此時(shí)呼氣。最后，經(jīng)過(guò)膈肌運(yùn)動(dòng)裝置認(rèn)識(shí)：是因?yàn)樾乩臄U(kuò)大致使了吸氣。綜合以上研究活動(dòng)，學(xué)生能夠描繪并理解肺與外界的氣體互換過(guò)程為：肋骨間的肌肉和膈肌縮短→胸廓擴(kuò)大（胸腔容積擴(kuò)大）→肺擴(kuò)充→肺內(nèi)壓力降低→吸氣肋骨間的肌肉和膈肌舒張→胸廓減?。ㄐ厍蝗莘e減小）→肺縮短→肺內(nèi)壓力增高→呼氣八、實(shí)驗(yàn)成效評(píng)論實(shí)驗(yàn)教課中，為學(xué)生創(chuàng)建豐富的實(shí)驗(yàn)情境指引學(xué)生主動(dòng)參加，表現(xiàn)直觀清楚的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象幫助學(xué)生建立知識(shí)系統(tǒng)，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)研究的熱忱，拓展學(xué)生的思想空間。在教材實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上改良后的實(shí)驗(yàn)主要有以下幾方面長(zhǎng)處：分知識(shí)點(diǎn)打破，目標(biāo)更明確，理解更簡(jiǎn)單。實(shí)驗(yàn)資料來(lái)自生活，廢物利用，經(jīng)濟(jì)環(huán)保。充散發(fā)揮校本課程的作用，方案設(shè)計(jì)活動(dòng)在興趣小組活動(dòng)中睜開(kāi)，實(shí)驗(yàn)成就投入到慣例講堂中使用。既切合《新課程標(biāo)準(zhǔn)》中面向全體學(xué)生，指引學(xué)生主動(dòng)