初中生物北师大版（2024）七年级下册（2024）自制实验装置，认识吸烟有害健康表格教案设计

这是一份初中生物北师大版（2024）七年级下册（2024）自制实验装置，认识吸烟有害健康表格教案设计，共8页。
初中生物
年级册别
七年级下册
共3课时
教材
北师大版
授课类型
跨学科实践课
第1课时
教材分析
教材分析
本课是七年级下册生物学“健康生活”主题下的跨学科实践活动，以“自制实验装置，认识吸烟有害健康”为核心任务，融合生物学、化学与物理知识，引导学生通过设计与制作烟雾收集装置，模拟香烟燃烧对呼吸系统的影响。教材通过真实情境引入，强调吸烟产生的焦油、尼古丁、一氧化碳等有害物质对人体的危害，并借助草履虫等生物材料作为模型，体现“系统与模型”这一跨学科概念。该活动不仅强化了学生对“人体结构与功能相适应”“生活习惯影响健康”等核心概念的理解，更注重科学探究能力、团队协作与创新思维的培养，是落实新课标“探究实践”“态度责任”目标的重要载体。
学情分析
七年级学生正处于青春期初期，好奇心强，动手欲望旺盛，但抽象思维能力尚在发展之中，对复杂生理机制理解有限。他们虽已接触过吸烟危害的相关宣传，但多停留在表层认知，缺乏实证体验。部分学生存在模仿成人行为的风险，需通过科学实验建立正确认知。本班学生具备基础实验操作经验，能使用注射器、乳胶管等器材，但对装置设计中的气流控制、压强变化原理掌握不足。教学中应结合生活实例，创设真实问题情境，激发探究动机，通过小组合作完成方案设计，突破“如何保持香烟持续燃烧”“如何有效收集烟雾”等技术难点，帮助学生在实践中建构科学观念。
课时教学目标
生命观念
1. 能够基于烟雾对湿润棉球颜色变化及草履虫纤毛运动的影响，说明吸烟会损害呼吸道和肺部功能，形成“结构与功能相适应”的生物学观点。
2. 能从香烟燃烧产物的溶解性差异出发，理解不同有害物质在体内的分布特点，建立“物质运输与代谢”关联意识。
科学思维
1. 能通过对比不同装置设计方案，运用比较、归纳的方法筛选最优方案，提升逻辑推理能力。
2. 能根据实验现象提出假设，如“烟雾导致草履虫运动异常”，并尝试用科学语言解释其可能原因。
探究实践
1. 能在教师指导下，利用注射器、玻璃管、三通阀门等材料，设计出可实现气体循环流动的烟雾收集装置原型。
2. 能在小组内明确分工，记录装置改进过程中的关键问题与解决策略，形成初步的科研日志意识。
态度责任
1. 能主动拒绝吸烟行为，认识到健康生活方式对个体成长的重要性，树立珍爱生命的意识。
2. 能在小组合作中尊重他人意见，积极承担任务，展现良好的团队协作精神与社会责任感。
教学重点、难点
重点
1. 设计并绘制合理的香烟烟雾收集装置方案图，确保能实现烟雾的连续吸入与排出。
2. 明确实验变量（烟雾浓度）、观测指标（棉球颜色变化、草履虫运动状态），制定可操作的模拟实验方案。
难点
1. 如何通过调节注射器推拉速度，控制装置内部压强差，实现稳定气流循环，保障烟雾充分进入广口瓶。
2. 如何将“香烟燃烧产生烟雾”这一自然现象转化为可观察、可测量的实验现象，使抽象危害具象化。
教学方法与准备
教学方法
议题式教学法、情境探究法、合作探究法、讲授法
教具准备
香烟、打火机、250mL广口玻璃瓶、带孔瓶塞、直/弯玻璃管、乳胶管、三通阀门、20L注射器、白色湿润棉球、草履虫培养液、夹子、记录表、投影仪
教学环节
教师活动
学生活动
情境导入，揭示挑战【5分钟】
一、创设真实社会情境，引发认知冲突
（一）、禁烟标志与统计数据
1. 教师引导学生思考：“为什么我国要在室内公共场所全面禁止吸烟？”
2. 提问：你知道香烟燃烧会产生哪些有害物质吗？这些物质是如何进入人体并造成伤害的？
3. 引导学生回忆已有知识：香烟烟雾中含有尼古丁、焦油、一氧化碳等，它们会影响呼吸系统、循环系统，甚至致癌。
4. 香烟燃烧后，用清水吸收烟雾，发现水变浑浊，有黑色颗粒物沉积，提出问题：“我们能否通过一个简单的实验装置，模拟这个过程，亲眼看到吸烟的危害？”
5. 引出本节课核心任务：今天，你们就是小小科学家，要亲手设计并制作一套“香烟烟雾收集装置”，来模拟吸烟对人体健康的影响。
6. 板书课题：“自制实验装置，认识吸烟有害健康”
7. 进一步追问：“如果让香烟持续燃烧，我们需要解决什么关键问题？”
8. 预设学生回答：“需要固定香烟的位置，不能让它倒下。”
9. 教师总结：“这正是我们要攻克的第一个难题——如何让香烟稳定燃烧，同时又能让烟雾顺利进入装置。”
10. 过渡语：“接下来，请各小组结合资料，开始设计你们的‘智慧烟雾收集器’！”
二、明确任务要求，激活前期经验
（一）、讲解活动流程与评价标准
1. 教师强调本次课时目标：完成装置设计方案与模拟实验方案的设计，不进行实物制作。
2. 展示“活动评价量表”内容，重点解析三个维度：
- 装置合理性：是否能保持香烟持续燃烧？是否能有效收集烟雾？
- 实验设计：能否模拟吸烟对生物体的影响？是否有清晰的观察指标？
- 团队合作：分工是否明确？讨论是否充分？
3. 提醒注意事项：使用明火时注意安全；实验应在室外或通风良好处进行；佩戴口罩防护。
4. 分发“方案设计记录表”，指导学生填写“小组成员、分工、预期目标”等栏目。
5. 鼓励学生大胆设想，哪怕想法看似荒诞，也允许表达，为后续优化提供空间。
1. 观看禁烟标志与控烟政策视频，感受社会规范压力。
2. 回忆香烟有害成分，说出尼古丁、焦油、一氧化碳等关键词。
3. 观察烟雾被水吸收的现象，产生强烈好奇与探究欲望。
4. 明确本节课任务：设计一个能收集香烟烟雾的实验装置。
5. 理解“香烟持续燃烧”是装置设计的关键前提。
6. 记录任务要求与评价标准，准备进入小组设计阶段。
评价任务
认知唤醒：☆☆☆
问题聚焦：☆☆☆
任务理解：☆☆☆
设计意图
通过真实社会情境导入，将抽象健康教育具象化，增强学生的现实责任感。利用视频与实验现象激发兴趣，形成“我要探究”的内在驱动力。明确任务边界与评价标准，帮助学生建立清晰的目标导向，避免设计方向偏离。设置“香烟持续燃烧”这一关键问题，引导学生主动思考装置稳定性，为后续方案设计埋下伏笔。
小组协作，方案设计【25分钟】
一、课前资料整合，构建知识基础
（一）、组织小组交流课前查阅资料
1. 教师提示：“请各小组先分享你们课前搜集到的信息，包括香烟烟雾的主要成分及其性质、草履虫的生活习性与实验观察要点。”
2. 指导小组按“信息来源+核心内容+个人理解”格式汇报：
- 甲组汇报：香烟燃烧产生一氧化碳，易与血红蛋白结合，降低携氧能力。
- 乙组补充：焦油是致癌物，会黏附在肺泡表面；尼古丁具有成瘾性。
- 丙组介绍：草履虫是单细胞生物，靠纤毛运动，对环境变化敏感，适合做生物指示剂。
3. 教师适时点评：“很好！你们已经掌握了烟雾的化学本质，而草履虫就像人体肺部的‘微型哨兵’。”
4. 强调：所有实验设计必须围绕“如何让烟雾进入装置→如何影响生物体→如何被观察”这条主线展开。
5. 提出驱动性问题：“如果我们把烟雾注入水中，会发生什么？为什么有的物质溶于水，有的却浮在水面？”
6. 引导学生思考：这与“溶解度”有关，尼古丁易溶于水，焦油难溶，一氧化碳不溶于水。
7. 教师板书关键词：溶解性差异 → 模拟体内分布 → 影响程度不同。
8. 拓展思维：“如果我们用不同液体代替水，比如酒精或油，结果会怎样？”
9. 鼓励学生将此点纳入未来实验设计的考虑范围。
10. 过渡语：“现在，让我们回到装置本身——怎样才能让烟雾‘听话’地进入瓶子？”
11. 引出物理原理：“空气内部压强变化会引起气体流动，我们可以利用注射器制造负压，吸进烟雾。”
12. 示范操作：用手握住注射器活塞，向外拉，观察外部空气被吸入；向内推，空气被挤出。
13. 提问：“如果我们将注射器连接到玻璃管上，再接上香烟，会发生什么？”
14. 预设学生回答：“烟雾会被抽进去！”
15. 教师肯定：“这就是我们设计的核心原理——通过改变压强，控制气体流向。”
16. 强调：必须保证密封性，否则无法形成有效负压。
17. 补充提醒：“三通阀门可以用来切换气流方向，实现‘吸入-释放’循环。”
1. 小组内交流课前查阅的资料，整理出香烟烟雾成分与草履虫特性。
2. 理解“溶解性差异”对实验设计的意义，初步构建化学视角。
3. 掌握“压强差驱动气流”的物理原理，尝试解释注射器工作方式。
4. 以小组为单位，绘制装置设计草图，标注关键部件与功能。
5. 讨论“如何固定香烟”“如何保证密封”“如何实现循环气流”等关键技术问题。
6. 明确实验变量与观测指标，如“棉球由白变黄表示污染加重”“草履虫运动变慢代表受损”。
7. 在记录表中填写材料清单、分工安排、设计理由。
8. 完成初版设计方案，准备下一环节展示。
评价任务
资料整合：☆☆☆
原理理解：☆☆☆
设计创新：☆☆☆
设计意图
通过课前资料共享，弥补学生知识盲区，构建跨学科知识网络。借助物理压强原理与化学溶解性概念，打通学科壁垒，提升综合思维能力。通过小组协作与教师引导，让学生在“试错—反思—优化”中深化对装置功能的理解。鼓励创意表达，激发学生想象力，为后续实物制作奠定思想基础。
方案展示，互评优化【10分钟】
一、分组展示设计成果，促进思维碰撞
（一）、组织小组轮流展示设计方案
1. 每组派一名代表上台，手持设计图，口头介绍：
- 装置名称与核心功能；
- 关键部件及其作用；
- 如何实现“持续燃烧”与“烟雾收集”；
- 预期观察现象与结论。
2. 其他小组认真倾听，做好笔记，准备提问或建议。
3. 教师作为主持人，控制时间，每组限时3分钟。
4. 展示过程中，教师适时追问：
- “你们怎么解决香烟掉落的问题？”
- “如果装置漏气，你会怎么办？”
- “为什么选用棉球而不是纸巾？”
5. 鼓励学生用类比法解释：“我们的装置就像一个人的肺，香烟是污染源，棉球是支气管黏膜。”
6. 对展示清晰、逻辑严密的小组给予掌声鼓励。
7. 教师总结共性问题：多数小组忽略了“密封性”与“持续供气”两大痛点。
8. 引入“小贴士”中“夹子固定香烟”的做法，强调其实用价值。
9. 提醒学生：设计不是终点，而是起点，真正的考验在实施阶段。
10. 指导学生使用“活动评价量表”对其他组进行评分，每人至少提一条建设性意见。
11. 教师汇总反馈，提炼出“最佳设计奖”“最具潜力奖”“最实用改进奖”等荣誉。
12. 展示优秀设计案例，分析其优势：
- 甲组：使用三通阀实现自动换向，减少人工干预。
- 乙组：在装置外贴标签，标明“入口”“出口”“观察区”，便于操作。
- 丙组：预设“对照组”——未点燃香烟的装置，用于对比验证。
13. 教师点评：“这些细节体现了你们的科学严谨性！”
1. 派代表上台展示设计图，清晰阐述装置功能与设计思路。
2. 认真倾听其他小组发言，记录亮点与可借鉴之处。
3. 根据评价量表，对其他组提出具体改进建议，如“增加密封圈”“添加过滤层”。
4. 接收反馈意见，反思自身设计的不足。
5. 将优化建议整理归档，为下一课时修改方案做准备。
评价任务
表达清晰：☆☆☆
互评质量：☆☆☆
改进意愿：☆☆☆
设计意图
通过展示与互评，搭建同伴学习平台，促进多元观点交流。引导学生从“自我中心”转向“批判性思维”，学会客观看待他人成果。借助正向激励机制，增强团队荣誉感与参与积极性。将评价嵌入过程，实现“以评促学”，帮助学生在对比中识别问题，在反馈中完善方案，为下一阶段实践打下坚实基础。
课堂小结，展望未来【5分钟】
一、总结收获，升华情感
（一）、引导学生回顾本节课内容
1. 教师提问：“今天我们最大的收获是什么？”
2. 学生回答：“我们学会了设计一个能收集烟雾的装置。”
3. 教师补充：“更重要的是，我们用科学的方法去验证‘吸烟有害健康’这一常识。”
4. 强调：“每一个伟大的发明，都始于一个小小的构想。”
5. 展示“科学家手稿”，上面写着：“我有一个想法……”
6. 说：“你们今天的方案，就是未来的科学手稿。”
7. 引导学生思考：“如果有一天，你发明了一种能检测二手烟的新设备，那会是什么样子？”
8. 鼓励学生保持好奇心，勇于探索未知。
9. 教师总结：“今天，你们不仅是学生，更是未来的科学家。你们的设计，正在守护人类健康。”
10. 布置下节课预告：“下节课，我们将走进实验室，亲手制作装置，开展模拟实验。”
11. 最后一句结束语：“记住，每一个微小的选择，都在塑造你的未来。”
12. 教师宣布下课，学生有序离场。
1. 回顾本节课的学习过程，梳理知识与技能收获。
2. 感受科学探究的乐趣与责任感。
3. 期待下节课的动手实践环节。
4. 课后主动查阅更多关于香烟危害的资料，丰富知识储备。
评价任务
情感升华：☆☆☆
目标延续：☆☆☆
期待感激发：☆☆☆
设计意图
通过情感共鸣与价值引领，将科学教育升华为生命教育。让学生意识到自己不仅是知识的接受者，更是健康理念的传播者与实践者。以未来愿景激发学习动力，增强责任感与使命感。为下一课时的实践操作做好心理与认知铺垫，实现“知—情—意—行”的完整闭环。
作业设计
一、资料拓展与深度思考
1. 请查阅资料，了解“二手烟”与“三手烟”的区别，并简要说明它们对人体的危害机制。
2. 搜集一则关于青少年吸烟的真实新闻报道，分析其背后的社会原因与心理动因。
3. 思考：如果让你设计一个“校园禁烟宣传装置”，你会用什么形式？为什么？
4. 画一幅“吸烟危害人体”的科普漫画，要求包含至少三个器官（如肺、大脑、心脏）及对应损伤表现。
5. 写一封给“吸烟家长”的劝诫信，语气诚恳，用科学事实说服对方。
二、方案优化建议
1. 根据本节课同学的反馈，针对你小组的设计方案，列出至少三项改进措施。
2. 说明每项改进的理由，并设想改进后的装置会带来哪些好处。
3. 用文字或图表形式重新绘制优化后的装置设计图。
4. 为优化后的装置命名，并赋予其象征意义（如“护肺卫士”“清肺使者”）。
【答案解析】
一、资料拓展与深度思考
1. 二手烟指非吸烟者吸入吸烟者呼出的烟雾；三手烟指烟雾残留物附着在衣物、家具等表面，长期释放有害物质，两者均会导致肺癌、心血管疾病风险上升。
2. 可选案例：某中学学生因模仿偶像而尝试吸烟，最终导致肺功能下降。原因包括同伴压力、媒体误导、家庭监管缺失。
3. 建议采用互动投影墙、发声警示牌、烟雾模拟箱等形式，直观展示危害，吸引注意力。
4. 漫画需体现肺部黑化、大脑迟钝、心脏肥大等特征，配以“停止吸烟，还你健康”标语。
5. 信件应包含“您的一次吸烟，可能影响孩子一生”“为了家人，请戒烟”等核心句。
二、方案优化建议
1. 增加密封圈防止漏气，提高装置稳定性。
2. 使用双注射器联动，实现自动抽吸与排气，减少人力负担。
3. 添加透明观察窗，便于实时监控烟雾扩散情况。
4. 优化命名：“绿肺守护者”寓意绿色健康，呼应环保理念。
板书设计
【主标题】自制实验装置，认识吸烟有害健康
【核心原理】
· 压强差 → 气体流动 → 吸入烟雾
· 溶解性差异 → 不同物质在水中的行为不同：
→ 尼古丁：溶于水 → 水变色
→ 焦油：悬浮/黏附 → 瓶壁变黑
→ 一氧化碳：逸散 → 无明显痕迹
【装置要素】
1. 香烟固定装置（夹子/支架）
2. 密封连接（乳胶管+三通阀）
3. 气流控制（注射器）
4. 观测对象：
→ 棉球（模拟呼吸道）
→ 草履虫（模拟肺部细胞）
【跨学科链接】
· 物理：压强与气流
· 化学：溶解性与物质分离
· 生物：结构与功能、健康行为
教学反思
成功之处
1. 情境导入真实有力，通过禁烟标志与实验视频激发学生探究欲望，课堂参与度高。
2. 跨学科整合自然流畅，将物理压强、化学溶解性有机融入生物实验设计，体现新课标“综合育人”理念。
3. 小组合作机制运行良好，学生在交流中碰撞思维火花，设计方案富有创意。
不足之处
1. 部分小组对“密封性”重视不够，设计中存在明显漏洞，需加强安全与工程意识指导。
2. 个别学生在展示环节语言表达较弱，未能清晰传达设计意图，今后应加强口语训练。
3. 时间分配略显紧张，部分小组未能完成全部设计内容，建议下次预留10分钟弹性时间。