生物七年级下册第三节 人体和外界环境的气体交换教学设计

《呼吸运动》教学设计

一、教学设计思想

新课程倡导改变学生的学习方式，科学探究强调的是一种过程体验，使同学们能积极地在观察中思考，主动获取知识，锻炼逻辑思维和语言表达能力。本节课的设计结合七年级学生的认知能力，为学生创设感受胸廓的扩大和缩小的情境，提供软尺、电动模型、自制教具模型、肺活量测试仪等资源，利用多媒体手段，让学生通过小组成员之间的合作，小组的探究、交流等形式，引导学生去感受、观察、思考、判断并联系新旧知识，进而建构对呼吸运动过程的认知。

二、教材内容分析

1.“呼吸运动”是《生物学》苏教版七年级下册第4单元第十章第三节第2课时。学习本节课主要是以呼吸系统的组成为基础，呼吸道和肺共同构成了人体的呼吸系统。掌握呼吸道和肺的结构与功能是学习呼吸运动的基础。

2.呼吸运动是实现肺和外界环境进行气体交换的前提。学习呼吸运动的过程是学习气体交换的基础，明确呼吸运动的过程，才能理解肺通气的原理，才能全面掌握呼吸的全过程。通过学习，要求学生能够概述呼吸运动的吸气和呼气过程，同时锻炼学生的动手能力和分析总结能力，提升团队合作精神。

鉴于本课的地位、教材的实际内容和七年级学生具有的知识水平，确定的教学重点和难点是：呼吸运动的过程。

三、教学目标

知识与能力：

1.说出呼吸运动的概念；

2.掌握人体吸入和呼出气体时胸廓的变化；

3.在模拟呼吸运动过程的基础上，理清胸廓的变化与人体完成呼吸的关系；

4.说出呼吸运动的过程；

5.说出肺活量的概念。

过程与方法：

1.通过小组合作测量胸围差，培养学生动手能力和合作意识；

2.通过呼吸运动的电动模型和自制教具模型，培养学生的观察能力，提出问题的能力，分析、解决问题的能力；

3.尝试使用肺活量测试仪测量肺活量。

情感态度与价值观：

1.关注空气质量，关注健康；

2.乐于探索生命的奥秘，培养学生实事求是的科学态度；

3.保护呼吸系统，珍爱生命，增强环保意识，培养学生养成自觉锻炼身体的好习惯。

四、教学问题诊断分析

【难点分析】

1.由于学生对引起呼吸运动的呼吸肌的分布和功能缺乏知识基础，而且呼吸运动的过程又较为复杂和抽象，学生较难真正理解。在理解呼吸运动的过程中，学生易形成一个错误的认识，认为吸气时膈肌向上运动、呼气时向下运动，而实际上正好相反。

2.在理解肺活量的概念时，有些同学已有的观念是，只要呼气就好，而科学的做法是应该先尽力吸气后再尽力呼出的气体量才是肺活量。

【难点突破方案】

1.教学中，利用各种手段，加强直观教学。例如电动模型、自制教具模型等模拟呼吸运动的各种模型进行演示，让学生在小组合作测量胸围差的探究活动中亲身体验，还可以要求学生把手放在自己两侧肋骨处，体验吸气和呼气时胸廓、肋骨的运动情况。

2.运用肺活量测试仪的指标，说明肺活量反应的是一个人的肺在一次呼吸运动中最大的通气能力，加强学生身体锻炼的意识。

五、教学支持条件分析

教学资源：教材、多媒体、网络资源

七年级的学生思想活跃，学习热情高，参与意识强，对学习生物学有较浓厚的兴趣，能够积极参加课堂活动。同时，通过上学期的学习和训练，具备了一定的科学探究意识和实验操作能力。他们对于鼻的吸气和呼气很熟悉，但对其中的原理并不了解。另外，七年级没有开设物理这门课，学生对“气压”这个概念及原理也不了解，对于理解呼吸运动中气压的变化有一定的难度。所以本节课采用小组合作、模型展示、小组讨论等各种手段帮助学生加深理解和认识。

另外，现在的孩子多数娇生惯养，在讲究呼吸卫生、加强体育锻炼方面做得并不是太好，因此还需要帮助他们纠正一些不良的呼吸卫生习惯，培养他们自觉参加体育锻炼，关注空气质量，从爱护环境做起。

六、教学过程

（一）创设情境，导入新课

呼吸系统由哪两个部分组成？

学生活动预期效果：呼吸道和肺。

肺是呼吸系统的主要器官。

教具展示：空塑料瓶。

假设空塑料瓶是肺，现在肺和外界进行气体交换了么？

生：没有。

怎样才能和外界进行气体交换呢？

生：挤压空塑料瓶。

【设计意图】复习呼吸系统的组成，指出肺的扩大和缩小与呼吸运动有关。

教师总结：是的，肺的扩大和缩小与今天学习的呼吸运动有关。

（二）教师引领，合作探究

1．呼吸运动

教师过渡：什么是呼吸运动呢？我们一起来学习呼吸运动的概念：

多媒体展示：  

呼吸运动：人体胸廓有节律地扩大和缩小的运动，包括吸气过程和呼气过程。

【提出问题】

什么是人体的胸廓？胸廓由哪些组成部分呢？

【设计意图】通过呼吸运动的概念，先让学生了解胸廓，知道胸廓的组成部分，为下一步学生体会呼吸过程中，胸廓的实际变化做好铺垫，加深学习印象，有助于对呼吸运动概念的理解，强化学习。

多媒体展示：胸廓的组成

教师总结：胸骨、肋骨和脊柱等是构成胸廓的主要部分

【提出问题】

那么在呼吸运动过程中，胸廓发生了什么变化？我们可以通过实验来测量。

多媒体展示：小组合作：实验——测量胸围差

教师过渡：测量胸围差时，有哪些注意事项？

教师展示：请两名同学到讲台前，说明测量胸围差时的注意要点。

1.每组男女生各一组，并选出组长。测量胸围差前，受测者不用脱去外衣，取自然站立的姿势，双手自然下垂，不挺胸，不憋气，呼吸要均匀。

2.如图所示，测量者需要2人。一测量者面对受测者，用软尺围绕受测者的胸廓，软尺在胸前下缘与乳头上缘平齐；另一测量者在受测者背侧，将软尺固定在两肩胛骨的下角。软尺松紧要适宜并随着受测者的呼吸动作灵活收放。注意软尺不要有折转。

3.先让受测者尽力深吸气，记录下吸气终了时的胸围长度。再让受测者尽力深呼气，记录下呼气终了时的胸围长度。计算两次胸围长度之间的差数。测三次（应在同一位置测量），将胸围差数值记录在课前发给组长的表格中，并算出平均值。

学生小组活动：测量胸围差

学生活动预期效果:

测量胸围差的过程进行顺利，学生能按照要点进行测量并搜集数据。组内合作后，可进行组间的相互交流，找出胸围差不同的原因，与性别等因素有关。

小组合作：测量胸围差

小组交流：胸围差数据统计

【设计意图】呼吸运动与胸廓的变化密切相关，而胸廓什么时候扩大？吸气还是呼气？我们可以通过测量胸围差来进行测量。通过小组活动，体验呼吸运动过程中，胸廓的实际变化，锻炼了学生的动手能力和小组合作的能力。胸廓的变化过程是本节课学习的一个难点，学生不容易理解其中的变化。比如“肋骨在向上提升的同时也在向外扩展”，学生既不可能靠想象理解，知识点又比较抽象，所以要借助实验结果，把抽象的问题直观化。在实验过程中学生能够切实感觉到胸廓的变化，同时也锻炼了学生的动手能力，培养了学生的团队合作意识。最后让学生在教室内以小组为单位展示学习成果，在学习中有成就感，可以提高学生进一步学习的积极性。

教师总结：胸围差 = 尽力吸气终了时的胸围长度 － 尽力呼气终了时的胸围长度。所以我们可以得出，吸气时，胸廓前后左右径增大；呼气时，胸廓前后左右径缩小。

教师过渡：你的胸围差明显吗？相互比较，找出不同的原因。

学生活动预期效果:

胸围差的大小与年龄、性别、身材、健康状况等因素有关。

【提出问题】

胸围差能完全代表胸腔容积的变化吗？除胸廓前后、左右径的变化外，还可能有什么影响胸廓的容积？

学生活动预期效果:

胸廓的容积还可能与上下径的变化有关。

【设计意图】通过测量胸围差的过程中，学生发现吸气时，胸廓确实发生前后径、左右径都增大的变化，引导学生思考，胸骨和肋骨变化的原因是肋骨间的肌肉收缩和舒张引起的。通过进一步分析，胸廓除了横向的扩张以外，胸廓容积的变化还与纵向上下径的增大有关，提高学生分析问题解决问题的能力。

教师过渡：构成胸廓的骨骼的运动，是由肌肉的运动引起的。胸廓横向的变化是肋骨间肌肉收缩和舒张的结果。

多媒体展示：

呼吸运动主要与肋间肌和膈肌的运动有关。

肋间肌：肋骨间的肌肉。

膈肌：位于胸腔的底部，腹腔的顶部。

【提出问题】

肋骨和膈的运动之间有什么规律？

多媒体展示：呼吸运动的电动模型

学生活动预期效果:

生：肋骨向上向外运动的同时，膈顶部下降。

【设计意图】通过观察呼吸运动电动模型，提出肋骨变化和膈肌变化是什么样的关系，单独变化还是同时变化。通过观察，发现肋骨向上向外运动的同时，膈顶部下降，使学生得出当胸廓的前后、左右径增大的同时，胸廓的上下径也增大，最终导致胸廓的容积增大。学生观察电动模型的变化，能够一目了然的观察到这一现象。膈肌的变化过程是本节课学习的另一个难点，学生不容易理解“膈肌收缩还是舒张会导致膈顶下降？”，借助教师在黑板上的图形演示，把抽象的问题直观化，同时也培养了学生的观察能力和思考能力。

【提出问题】

胸廓的变化与呼吸有什么关系呢？是胸廓扩大导致吸气，还是吸气后导致胸廓扩大？

学生活动预期效果:

生：吸气导致胸廓扩大。

多媒体展示：自制教具模型

【提出问题】

自制教具模型中的各组成部分分别代表了呼吸系统的那些结构？

学生活动预期效果:

生：吸管代表气管，左右分叉的吸管代表支气管，气球代表肺，橡皮膜代表膈。

自制教具模型展示：

1.手向下拉橡皮膜时，气球变大，气体进入气球。

2.手向上推橡皮膜时，气球变小，气体排出气球。

教师过渡：回忆刚才的问题：胸廓的变化与呼吸有什么关系呢？是胸廓扩大导致吸气，还是吸气后导致胸廓扩大？

学生活动预期效果:

生：胸廓扩大导致吸气。

【启示】

胸腔容积的变化还和膈的活动有关，膈肌收缩，膈顶部下降，使胸廓的上下径也增大。呼气时，膈肌舒张，膈顶部回升，胸廓的上下径缩小。

【设计意图】胸廓扩大导致吸气，学生的认知可能与观察结果相反。会游泳的同学可能有这样的体会，刚下水时，如果水超过胸部，你会感到呼吸有些吃力。这是为什么？古代有些女子将胸部和腰部束得很紧，以保持苗条的身材，但是呼吸受到影响，体质下降。通过这两个例子和自制教具的演示，使学生理解胸廓扩张与呼吸的关系。

多媒体展示：呼吸运动过程分析

小组讨论：以小组为单位，汇报讨论结果。

【设计意图】展示学习成果，学生将自己在小组内的学习成果在全班同学面前展示，一方面是肯定学生的学习成果，另一方面激发学生进一步学习。另外，通过学生自己的总结，强化知识的学习，牢固的掌握呼吸运动中肋间肌和膈肌发生的变化这个重难点。

2.人工呼吸

多媒体展示：

人工呼吸就是用人工方法让胸廓有节律地扩大和缩小，以帮助暂时停止呼吸或呼吸运动减弱的患者维持肺的通气功能。

在急救中，人工呼吸可以挽救生命。

3.肺活量

多媒体展示：

肺活量是指在尽力吸气后再尽力呼出的气体量。

肺活量是体格检查时常常要测量的一个指标，它反映肺在一次呼吸运动中最大的通气能力。

一个人肺活量的大小与其年龄、性别、身材、健康状况等因素有关。成年人的肺活量大约是2500～4000mL。

学生活动：测量肺活量

学生2人，受试者1人。受试者先做几次深呼吸后，做最大吸气，然后对着肺活量测试仪的吹嘴做最大呼气。测量3次。1人在黑板记录受试者3次的肺活量数值。

【设计意图】将呼吸运动的知识与生活相联系 ，从而养成自觉锻炼身体的良好的健康习惯。

【提出问题】

学习了本节课你有何收获？

【设计意图】让学生回顾学习内容，不仅锻炼了学生的语言表达能力，还强化了本节课的重难点，形成知识系统。

（三）课堂小结，提炼升华：

多媒体展示：课堂小结

一、呼吸运动：

1.概念：人体的胸廓有节律地扩大和缩小的运动。

2.呼吸运动包括：吸气过程和呼气过程。

3.吸气：肋间肌收缩→肋骨向上向外运动→胸廓前后径和左右径都增大；

        膈肌收缩→膈顶部下降→胸廓的上下径增大；

        胸廓的容积增大→肺扩张→外界空气进入肺。

4.肺活量：尽力吸气后再尽力呼出的气体量。

课外创新活动：自制肺量计

肺量计的制作材料，可选用小号保鲜袋（17 cm×25 cm）2～3个，用透明胶带首尾连接，中间相通，联成长筒状，再将塑料吸管用橡皮筋固定在袋口处即可。2个袋相连容积为3680 mL，3个袋相连容积为5520 mL。此方法简便易行，材料易得，可操作性强。

七、目标检测设计

1.请你按照下图所示自制模拟人体呼吸运动的模型，并回答下列问题：

（1）写出模型中各结构所代表的人体呼吸系统的结构名称：

①_____、②_____ 、③_____、④_____、⑤_____。

（2）此模型可以模拟_____的运动与呼吸运动的关系。

（3）当用手向下拉⑤时，内部的小气球_____，此时模拟的是人体_____的过程，说明_____。当手松开⑤时，内部的小气球_____，此时模拟的是_____的过程，说明_____。

试题分析：试题主要考查学生对本课基础知识的掌握情况。学生根据导学案上设置的相关题目，检测自己的学习效果。检测是为了让学生对本节课的学习有整体认识，再通过课堂练习强化和巩固学习效果，并为下节课的学习打基础。

八、教学反思

1.直观教具的使用在本节教学中起到了至关重要的作用，它凸显了过程，降低了难度，活跃了思维，对于理论性较强的生理知识的教学尤其适用。教学中通过“胸廓运动”的电动模型和自制“膈肌和肺运动”模型两个模拟实验，学生在实验中，观察模型各部分结构的变化，对比学习人体呼吸过程中胸廓和膈肌的变化。可以使书本知识直观的呈现出来，学生可以在课堂上充分发挥感性认知特点，高效的达成学习目标。

2.以探究为核心的多种教学方法，在教学中将学生分为若干个小组。学生在教师的引导下，在学习中以小组为单位，学生在小组内通过探究活动自主学习，再经过小组内相互讨论，达成学习目标。小组内完成学习任务之后在全班内展示自己的学习成果，提升自信心，进一步激发学生的学习兴趣，老师不仅可以针对学生的学习效果加以适当的点拨，而且可以组和组之间进行相互比较。教师本身应具有创新意识，更深入的研究学生、研究教材、不断开发课程资源，在如何有效地组织符合学生实际的探究活动上下功夫，设计出有助于激发学生学习兴趣与灵感的教学环境，才能成为学生领悟教学内容的领路人。

本课也存在一些不足之处，如活动多，时间紧，学生如能在课前进行充分的预习，就能保证课堂效果。吸气时肋间肌收缩的原因和气压的问题没有讲授。肋间肌收缩，可通过胸廓的模型进行说明（如下图所示）；气压的问题可通过注射器为例，将注射器针头处堵住时，向内推动，推力为什么会越来越大，比较容积不同时针筒内气体所受的压力大小。引导学生总结针筒内气体量无变化时，容积变小，气压增大。学生动手感知，得出容积与气压成反比的关系。

九、板书设计：

第3节   呼吸运动

一、呼吸运动：

    吸气时： 肋间肌收缩          膈肌收缩

↓                 ↓

肋骨向上向外运动      膈顶部下降

↓                 ↓

胸廓的前后、左右径增大   上下径增大

                    胸廓的容积增大

↓

肺扩张

↓

气体进入肺

二、肺活量：一次呼吸运动中最大的通气能力

十、教学资源

教学资源：教材、多媒体、网络资源

    学习成果：

完成呼吸运动过程分析