初中生物北师大版（2024）七年级下册（2024）人体细胞获得氧气的过程表格教学设计

这是一份初中生物北师大版（2024）七年级下册（2024）人体细胞获得氧气的过程表格教学设计，共8页。教案主要包含了12分钟，15分钟，答案解析等内容，欢迎下载使用。
学科
初中生物
年级册别
七年级下册
共1课时
教材
北师大版
授课类型
新授课
第1课时
教材分析
教材分析
本节内容是七年级下册第八章“人体的能量供应”中的第二小节，属于生物学核心知识模块之一。教材通过“呼吸系统结构—呼吸运动机制—气体交换过程”三层次递进，系统阐述了人体如何从外界获取氧气并供给细胞利用的全过程。教材以图示与文字结合的方式呈现关键结构（如鼻腔、肺泡、毛细血管）和生理过程（如气体扩散、肺通气），强化学生对生命活动能量来源的理解。该内容在课程体系中承前启后，既是对上一节“能量来自有机物氧化分解”的深化，又为后续学习血液循环与代谢调节奠定基础。
学情分析
七年级学生已具备基本的观察力和抽象思维能力，对身体器官有一定生活经验，如知道“鼻子呼吸”“喘气”等现象，但缺乏对呼吸系统内部运作机制的科学认知。部分学生存在将“呼吸=吸气”混淆、误认为氧气直接进入血液等误区。同时，气体扩散、胸廓容积变化等概念抽象性强，学生理解困难。教师需借助模型、情境故事和对比实验，引导学生建立“结构决定功能”的生物学观念，突破空间想象与动态过程理解障碍。
课时教学目标
生命观念
1. 能够描述呼吸系统的组成及其功能，建立“结构与功能相适应”的生物学观点。
2. 理解氧气在人体内运输路径及最终被细胞利用的过程，形成“生命活动依赖于持续能量供应”的意识。
科学思维
1. 能通过分析呼吸运动模型，归纳出胸廓容积变化与气压差之间的关系，发展逻辑推理能力。
2. 能运用“浓度差驱动气体扩散”的原理解释肺泡与血液、血液与组织细胞间的气体交换过程。
探究实践
1. 能动手制作简易“膈肌运动模型”，模拟呼吸过程中肺容积的变化，提升动手操作与建模能力。
2. 能基于实验数据（如纤毛摆动频率变化图）进行比较分析，提出合理推测并表达观点。
态度责任
1. 能认识到吸烟对呼吸道和肺泡结构的危害，增强健康生活方式的责任意识。
2. 能在模拟人工呼吸任务中体会急救技能的重要性，培养关爱他人、勇于担当的社会责任感。
教学重点、难点
重点
1. 呼吸系统各器官的功能及顺序连接关系，特别是鼻腔对空气的处理作用。
2. 呼吸运动如何引起胸廓容积变化，进而实现肺通气的基本原理。
难点
1. 气体扩散原理在肺泡与血液之间交换过程中的具体应用，理解“由高浓度向低浓度扩散”的方向性。
2. 从微观层面理解血红蛋白与氧气结合的过程及其在血液运输中的作用机制。
教学方法与准备
教学方法
情境探究法、合作探究法、讲授法、实验演示法
教具准备
呼吸运动模型、塑料瓶、气球、吸管、橡皮筋、剪刀、多媒体课件
教学环节
教师活动
学生活动
情境导入，角色扮演：呼吸小卫士上线！【5分钟】
一、创设情境，引出主题
（1）、播放一段动画视频：一名叫“小氧”的微小生命体从空气中出发，踏上穿越人体的冒险之旅。
教师引导语：同学们，今天我们要认识一位特殊的旅行者——“小氧”。它从外面的世界出发，要完成一项重要使命：进入人体细胞，帮助释放能量。但它必须穿过一条复杂的通道才能抵达目的地。你们愿意当它的向导吗？
视频内容展示：小氧从口鼻进入，经过鼻腔、咽、喉、气管、支气管，最终到达肺泡，再进入毛细血管，最后抵达细胞。
提问：这条旅程中有哪些关卡？哪些结构负责保护小氧不受伤？
预设回答：鼻毛挡住灰尘，黏液粘住细菌，纤毛把脏东西扫出去……
教师小结：这些就是我们身体里的“呼吸防线”。接下来，我们将化身“呼吸小卫士”，深入探秘这条生命通道。
（2）、引导学生识别主要器官名称与位置。
教师依次指认：鼻→咽→喉→气管→支气管→肺。强调肺是唯一能进行气体交换的器官。
提问：如果把呼吸系统比作一座城市交通网，那么鼻腔相当于什么？气管呢？肺呢？
引导学生类比思考：鼻腔像入口收费站，气管是主干道，肺是交通枢纽兼交换站。
（3）、分组任务启动：每组领取一张“呼吸路线图”任务卡，要求用彩色笔标出小氧的行进路线，并标注每个站点的功能。
教师发放任务卡（含空白图示+关键词提示），明确小组分工：一人画线，一人记录，一人汇报。
强调：必须依据课本信息填写，不能凭想象。
教师巡视指导，提醒学生注意“会厌软骨”“黏液腺”“纤毛”等关键结构的作用。
（4）、邀请两组代表上台展示路线，并进行互评打分。
教师设置评分标准：路线正确（3分）、功能标注准确（3分）、创意表达（2分）、语言清晰（2分）。
学生代表讲解时，教师追问：“为什么咽喉既是气道又是食道？”
引导学生回忆吞咽动作，理解“吞咽时会厌软骨盖住喉口”的机制。
教师总结：这是一套精密的“双轨制”设计，防止食物误入气管。
1. 观看动画视频，产生兴趣，激发探索欲。
2. 识别呼吸系统各器官，初步感知其顺序与功能。
3. 小组合作绘制“呼吸路线图”，完成任务卡填写。
4. 上台展示成果，参与互评，加深记忆。
评价任务
路线正确：☆☆☆
功能准确：☆☆☆
合作高效：☆☆☆
设计意图
通过拟人化的故事引入，将抽象的呼吸系统转化为可感可知的“冒险旅程”，激活学生好奇心；利用任务卡驱动小组协作，促进知识建构；结合类比思维，帮助学生建立结构与功能的关系认知，为后续理解气体交换打下基础。
探究体验，模型建构：我是小小工程师【12分钟】
一、探究呼吸运动的本质
（1）、教师演示“胸骨肋骨运动模型”
教师操作模型，缓慢拉起肋骨支架，同时说明：“当肋间外肌收缩时，肋骨向上向外运动，使胸廓横径增大。”
接着放松肌肉，肋骨自然下落，解释：“此时肋间肌舒张，胸廓缩小。”
提问：这说明了什么？
引导学生回答：呼吸运动是由肌肉控制的，导致胸廓体积变化。
（2）、学生动手制作“膈肌运动模型”：使用塑料瓶、气球、吸管等材料组装。
教师发放材料包，并逐项讲解：
① 第一步：剪去塑料瓶底部，保留瓶身作为胸腔框架。
② 第二步：将一个气球剪掉嘴部，将其尾端固定在瓶底，形成“膈膜”。
③ 第三步：另一个气球套在吸管一端，扎紧，作为“肺”。
④ 第四步：在瓶盖上开孔，插入吸管，拧紧盖子。
⑤ 第五步：用橡皮泥封住接口处，防止漏气。
教师强调：所有连接必须严密，否则无法形成负压。
（3）、学生分组实验：拉动瓶底气球膜，观察内部气球的变化。
教师提问：当你向下拉气球膜时，瓶内空间发生了什么变化？
学生观察到：内部气球膨胀，说明“肺”被撑大。
教师追问：这时肺内气压如何变化？空气是从哪里进来的？
引导学生联系大气压原理：当肺容积增大，肺内气压低于外界，空气流入。
再反向操作：向上推气球膜，观察气球收缩，空气被排出。
（4）、组织讨论：比较模型与真实人体的区别。
教师提问：这个模型有没有完全还原真实的呼吸过程？有哪些不足？
预设回答：没有真实的肌肉，不能自动收缩；没有弹性纤维；没有血液流动等。
教师补充：模型是简化版，用于理解核心原理——“体积变化引起压力差”。
1. 观察教师演示模型，理解肋骨运动与呼吸的关系。
2. 小组合作动手制作“膈肌模型”，掌握装配流程。
3. 实验操作，观察气球扩张与收缩现象，记录现象变化。
4. 参与讨论，反思模型局限性，提升批判性思维。
评价任务
操作规范：☆☆☆
观察细致：☆☆☆
表达清晰：☆☆☆
设计意图
通过动手建模，让学生从“被动听讲”转向“主动建构”，将抽象的“胸廓扩大”“肺容积变化”可视化、可触摸。在失败与调整中体会科学探究的严谨性，同时理解模型的局限性，培养科学态度与实证精神。
深入剖析，理论构建：气体交换的奥秘【15分钟】
一、揭示气体交换的物理原理
（1）、教师提出问题：空气进入肺后，氧气怎么跑到血液里？二氧化碳又是怎么出去的？
教师引导：想象一下，你刚打开一瓶汽水，里面的二氧化碳会怎样？
学生回答：冒泡，跑出来。
教师总结：这就是“气体从高浓度区域向低浓度区域扩散”的现象。
教师讲解：肺泡中氧气含量高于血液，所以氧气扩散进血液；血液中二氧化碳含量高于肺泡，因此二氧化碳扩散进肺泡。
强调：这个过程不需要能量，完全是靠浓度差推动的。
（2）、结合血块颜色差异，讲解氧气运输机制。
教师展示血块（表层鲜红，内层暗红），提问：“为什么颜色不同？”
学生思考后回答：表层接触空气多，氧气多。
教师深入解析：红细胞中的血红蛋白能与氧气结合，形成“氧合血红蛋白”，使其呈鲜红色；远离空气的部分则因缺氧而脱氧，呈现暗红色。
再次强调：氧气不是自由漂浮在血浆中，而是由血红蛋白“运输专车”携带。
（3）、播放动画：氧气从肺泡→毛细血管→红细胞→组织细胞，二氧化碳反向运输。
教师逐帧暂停，引导学生标注路径：
肺泡 → 毛细血管壁 → 血浆 → 红细胞 → 组织细胞（耗氧）
组织细胞 → 血浆 → 红细胞 → 毛细血管 → 肺泡 → 外界（呼出）
教师提问：为什么说这是一个“闭环循环”？
引导学生回答：氧气进来，二氧化碳出去，形成完整链条。
（4）、完成填空练习，补全“血液与细胞之间的气体交换”流程。
教师投影填空题：
1. 细胞消耗氧气，使细胞内氧含量______，血液中氧含量______，因此氧气从______向______扩散。
2. 细胞产生二氧化碳，使细胞内二氧化碳含量______，血液中二氧化碳含量______，因此二氧化碳从______向______扩散。
学生独立完成，教师巡视纠正错误。
1. 思考汽水冒泡类比，理解气体扩散原理。
2. 观察血块颜色，联想血红蛋白功能。
3. 观看动画，追踪氧气与二氧化碳的路径。
4. 完成填空练习，巩固知识。
评价任务
理解透彻：☆☆☆
表达准确：☆☆☆
答题正确：☆☆☆
设计意图
通过类比、图像、动画多重手段，化解“气体扩散”这一抽象概念的难度；借助血块颜色对比，建立“血红蛋白运输氧气”的具象认知；通过路径追踪与填空训练，强化学生对气体交换路径的整体把握，实现从“知其然”到“知其所以然”的跃迁。
拓展延伸，社会责任：守护呼吸健康【8分钟】
一、探究吸烟对呼吸系统的影响
（1）、展示研究数据：传统香烟暴露组与非吸烟组小鼠纤毛摆动频率变化。
教师引导观察：第3个月开始，吸烟组纤毛频率明显下降，到第12个月几乎接近零。
提问：这说明了什么？
学生回答：香烟损害了纤毛功能，清理能力下降。
教师补充：长期吸烟会导致慢性支气管炎、肺气肿，甚至肺癌。
（2）、展示肺组织切片：非吸烟组 vs 传统香烟暴露组。
教师指出：吸烟组肺泡壁变薄、破裂，数量减少，影响气体交换面积。
提问：这会影响哪个过程？
学生回答：肺换气。
（3）、组织辩论赛：电子烟是否比传统香烟更安全？
教师宣布规则：正方认为“电子烟更安全”，反方认为“仍有风险”。
每组派出两名代表陈述观点，其余同学可举手补充。
教师总结：虽然电子烟不含焦油，但仍含尼古丁和有害化学物质，且可能诱导青少年吸烟。
（4）、学习人工呼吸急救技能：模拟演练口对口吹气法。
教师播放视频，讲解步骤：
① 患者仰卧，头后仰；
② 捏住鼻子，张开嘴巴；
③ 深吸一口气，对准口部吹入；
④ 放开鼻子，让胸廓自然回落；
⑤ 每分钟16~18次，持续至恢复呼吸。
学生两两一组，模拟操作，教师纠正姿势。
1. 观察数据图表，分析吸烟危害。
2. 对比肺组织切片，理解结构损伤。
3. 参与辩论，表达个人观点。
4. 模拟人工呼吸，掌握急救技能。
评价任务
观点鲜明：☆☆☆
操作规范：☆☆☆
表达流畅：☆☆☆
设计意图
将生物学知识融入现实社会议题，培养学生健康意识与社会责任感；通过数据解读、图像对比、辩论交流等形式，发展信息处理与思辨能力；模拟急救操作，落实生命教育，体现“以人为本”的教育理念。
课堂小结，知识梳理：构建知识网络【5分钟】
一、回顾主线，构建思维导图
（1）、教师引导学生共同构建“人体细胞获得氧气”的知识链。
教师在黑板上画出中心节点：“人体细胞获得氧气的过程”。
向外延伸四个分支：
① 呼吸系统：鼻→咽→喉→气管→支气管→肺（结构与功能）
② 呼吸运动：肋间肌/膈肌收缩→胸廓扩大→肺容积增大→吸气
③ 气体交换：肺泡与血液间（扩散）→动脉血形成；血液与细胞间（扩散）→静脉血形成
④ 氧气运输：与血红蛋白结合，由红细胞运输
（2）、学生快速默记30秒，随后闭眼复述流程。
教师随机点名，要求说出任意一个环节的关键词。
如：“第一个环节是什么？”“氧气是如何进入血液的？”“血红蛋白的作用是什么？”
（3）、布置课后任务：绘制一幅“小氧的奇妙旅程”手抄报，包含所有关键结构与过程。
要求：图文并茂，色彩丰富，标注至少5个知识点。
1. 听讲并参与构建思维导图。
2. 闭眼回忆，尝试复述知识链条。
3. 记录课后任务，准备制作手抄报。
评价任务
知识完整：☆☆☆
逻辑清晰：☆☆☆
表达流畅：☆☆☆
设计意图
通过结构化梳理，帮助学生将零散知识整合为系统网络；采用“听—想—说”三步反馈机制，强化记忆；布置跨学科创作任务，激发创造力，实现知识迁移与情感升华。
作业设计
一、基础巩固题
1. 人体呼吸系统的主要器官是（ ）
A. 鼻腔 B. 气管 C. 肺 D. 咽
2. 吸气时，膈肌的状态是（ ）
A. 收缩 B. 舒张 C. 不动 D. 扭曲
3. 下列关于气体扩散的说法，正确的是（ ）
A. 气体从低浓度向高浓度扩散
B. 气体从高浓度向低浓度扩散
C. 气体扩散需要消耗能量
D. 气体扩散只发生在肺泡内
4. 血红蛋白的主要功能是（ ）
A. 吞噬病菌 B. 运输氧气 C. 凝血 D. 传递神经信号
5. 人在溺水时，首先受到阻碍的是（ ）
A. 肺与外界的气体交换 B. 肺泡与血液间的气体交换
C. 气体在血液中的运输 D. 血液与组织细胞间的气体交换
二、综合应用题
6. 请根据教材图8-8，简述肺泡与血液之间气体交换的过程，并说明该过程为何能实现“静脉血变为动脉血”。
7. 某同学在剧烈运动后感到呼吸急促，请结合所学知识解释原因。
三、拓展探究题
8. 请你设计一个实验方案，探究“吸烟是否会影响小鼠呼吸道纤毛的摆动频率”？写出实验变量、对照组设置及预期结果。
9. 结合图8-9，分析“动脉血→静脉血”的转变发生在哪个部位？并说明其意义。
【答案解析】
一、基础巩固题
1. C
2. A
3. B
4. B
5. A
二、综合应用题
6. 吸入空气后，肺泡中氧气浓度高于血液，氧气通过扩散进入血液；血液中二氧化碳浓度高于肺泡，二氧化碳通过扩散进入肺泡。此过程使血液中氧气增加，二氧化碳减少，故静脉血转变为动脉血。
7. 剧烈运动时，细胞呼吸加快，需氧量增加，体内二氧化碳积累增多，刺激呼吸中枢，导致呼吸频率加快，以满足氧气需求并排出多余二氧化碳。
三、拓展探究题
8. ① 实验变量：是否暴露于香烟烟雾；② 对照组：未暴露于烟雾的小鼠；③ 实验组：每日暴露2小时的香烟烟雾组；④ 保持其他条件一致（温度、湿度、饮食等）；⑤ 测定纤毛摆动频率；⑥ 预期结果：实验组纤毛频率显著低于对照组。
9. 发生在组织细胞处。意义：将富含氧气的动脉血转化为含二氧化碳丰富的静脉血，保证细胞获得氧气，同时清除代谢废物，维持内环境稳定。
板书设计
人体细胞获得氧气的过程
│
├─ 呼吸系统：鼻→咽→喉→气管→支气管→肺（结构与功能）
│
├─ 呼吸运动：肋间肌/膈肌收缩 → 胸廓扩大 → 吸气（肺容积↑）
│
├─ 气体交换：
│ ├─ 肺泡 ↔ 血液：氧气进，二氧化碳出（扩散）
│ └─ 血液 ↔ 组织细胞：氧气送，二氧化碳收（扩散）
│
└─ 氧气运输：与血红蛋白结合，由红细胞携带
教学反思
成功之处
1. 以“小氧的冒险”为主线贯穿始终，极大提升了学生的参与度与兴趣，课堂氛围活跃。
2. 模型制作环节设计巧妙，学生在动手实践中深刻理解了“体积变化引发气压差”的核心原理。
3. 将健康教育融入教学，通过吸烟危害数据分析，有效增强了学生的健康意识与社会责任感。
不足之处
1. 部分学生在“气体扩散”原理理解上仍显模糊，需在下一课时加强对比实验。
2. 模型制作时间略紧，个别小组未能完成，应提前预留更多操作时间。
3. 辩论环节时间分配不均，部分学生发言机会较少，下次可采用轮流发言制。