廣東省中山市七年級生物下冊探究肺與外界氣體交換過程和原理實驗教案新人教版

研究肺與外界氣體互換的過程和原理一、使用教材本課選自人教版初中生物學教材2012年10月第1版，七年級下冊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：肺與外界的氣體互換。二、實驗器械透明水槽，水，膠頭滴管、灌腸器、喂藥器等，注射器、橡皮塞，短木棍；軟尺，長條木板，廢舊電線，紅色毛線，拉簧，紐扣；實心球，糖果罐，拉環(huán)，Y型管，氣球。三、實驗創(chuàng)新重點（一）原實驗不足之處膈肌運動模擬裝置價錢昂貴，此中氣球簡單破壞且難以改換。膈肌運動模擬裝置的膈肌是一個平面的橡膠膜，不可以很好的幫助學生理解膈肌的穹窿形構(gòu)造及其縮短運動對胸廓變化的影響。“肋間肌縮短舒張對胸廓變化的影響”、“肺擴充和縮短時肺內(nèi)壓力的變化”兩個抽象知識點沒有直觀的教具和實驗幫助學生理解。（二）實驗創(chuàng)新重點學生自主設計模擬肺呼氣、吸氣的活動指導學生設計能夠模擬肺內(nèi)壓力變化的實驗自制的肋骨運動模擬裝置自制的穹窿形膈肌運動模擬裝置四、設計思路本節(jié)課內(nèi)容比較抽象，波及到氣壓、容積等物理學識題，七年級學生還沒有接觸，學習過程中對知識的理解較困難。本節(jié)課主要采納設計模型和實驗的方法，幫助學生變抽象為具體，先獲取感性的認識再進行知識的梳理。并合時聯(lián)系前后知識，形成肺與外界氣體互換的連續(xù)過程。五、實驗教課目的課標要求：課標中第五個一級主題下第2個二級主題中明確要求：概括發(fā)生在肺部的氣體互換過程。聯(lián)合課標要求、教材特色及學生狀況，教課目的以下：（一）知識與技術(shù)：概括肺與外界氣體互換的過程并理解其發(fā)生原理初步掌握設計實驗的能力（二）過程與方法：學會用察看、丈量、模擬等方法進行生物學研究（三）感情態(tài)度與價值觀：培育學生謹慎的科學態(tài)度，形成呼吸系統(tǒng)的構(gòu)造與其功能相適應的看法，并關(guān)注呼吸系統(tǒng)的健康六、實驗教課內(nèi)容研究肺擴充和縮短時氣體的流動研究肺擴充和縮短時肺內(nèi)壓力的變化研究呼吸時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、實驗教課過程第一認識肺的主要構(gòu)造和功能，以及肺和胸廓、膈的地點關(guān)系。過渡：肺富裕彈性，能夠縮短和擴充，肺在什么時候吸氣，什么時候呼氣呢？研究肺擴充和縮短時氣體的流動步驟:學生現(xiàn)場擠壓和松開洗耳球（或自選其余資料）?，F(xiàn)象:擠壓時氣體流出，松開時氣體流入（利用水或面粉察看氣體的流動）。結(jié)論:肺擴充時吸氣，肺縮短時呼氣。設計企圖：本實驗相對簡單，因此我給學生供給器械，讓學生自己設計實驗。同時鼓舞學生發(fā)散思想設計出更多方案，培育學生自主研究的能力。（圖1）圖1模擬肺的資料過渡：為何肺的擴充和縮短會負氣體出入肺呢？氣體的流動是遇到力的作用而發(fā)生的，氣體一般會從壓力高的地方流向壓力低的地方。氣體出入肺的運動也是由肺內(nèi)壓力的變化惹起的。研究肺擴充和縮短時肺內(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的控制其容積的變化，并利用水來察看氣體的流動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（如30ml），用橡皮塞堵住注射器口，將活塞向外拉到必定地點（如70ml），固定活塞（預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）后將注射器針口沒入水中，去除橡皮塞?，F(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（如80ml），用橡皮塞堵住注射器口，將活塞向內(nèi)推到必定地點（如50ml），插入一段木棍使活塞不可以持續(xù)推動并用手壓緊活塞推桿。記錄體積變化（減小30ml）后將注射器針口沒入水中，（或?qū)χ娣郏コ鹌と，F(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)會由壓力高的地方流向壓力低的地方。結(jié)論:肺擴充時肺內(nèi)壓力降低；肺縮短時肺內(nèi)壓力變大。由實驗1和實驗2可知：肺擴充時肺內(nèi)壓力降低，此時吸氣；肺縮短時肺內(nèi)壓力增高，此時呼氣。過渡：肺位于胸廓和膈圍成的胸腔里，肺擴充和縮短時胸廓有無變化呢？研究呼吸時胸廓橫向的變化步驟：用一根軟尺水平圍在胸部，丈量此時的胸圍，被測者吸氣和呼氣，察看胸圍如何變化？現(xiàn)象：吸氣時，胸圍變大；呼氣時，胸圍變?。ɑ謴停唤Y(jié)論：吸氣時胸廓橫向是擴大的，呼氣時胸廓橫向是減小的。本實驗特別簡單，將問題拋給學生：呼吸時胸廓是如何變化的？讓學生自己設計實驗方法。最后提示學生：如何獲取正確的實驗現(xiàn)象和實驗數(shù)據(jù)？使學生形成謹慎的實驗3態(tài)度。本實驗不要求精準計算胸圍差，意在經(jīng)過胸圍變化認識呼吸時胸廓變化。過渡：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動相關(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計一個模擬肋間肌運動的胸廓模型。（圖3）圖3胸廓模型原理：肌肉在縮短時變得短粗，可牽拉相應的骨運動。用繩索或彈簧的長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，肋骨向上向外運動，胸廓橫向擴大；肋骨間的肌肉舒張時，肋骨向下向內(nèi)運動，胸廓橫向減??；由實驗3和實驗4可知：肋骨間的肌肉縮短，胸廓擴大，此時吸氣；肋骨間的肌肉舒張，胸廓減小，此時呼氣。過渡：這是胸廓橫向的變化，呼吸時胸廓容積縱向也有變化，這主要和膈的運動有關(guān)。研究膈肌縮短和舒張與胸廓變化的關(guān)系步驟：演示自制的膈肌運動模擬器。（圖4）圖4膈肌運動模擬器原理：膈呈穹窿形向上隆起，縮短時膈頂下移。4結(jié)論：膈肌縮短時，膈頂降落，胸廓擴大（上下徑），此時吸氣；膈肌舒張時，膈頂上升，胸廓減?。ㄉ舷聫剑?，此時呼氣。最后，經(jīng)過膈肌運動裝置認識：是因為胸廓的擴大致使了吸氣。綜合以上研究活動，學生能夠描繪并理解肺與外界的氣體互換過程為：肋骨間的肌肉和膈肌縮短→胸廓擴大（胸腔容積擴大）→肺擴充→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?。慰s短→肺內(nèi)壓力增高→呼氣八、實驗成效評論實驗教課中，為學生創(chuàng)建豐富的實驗情境指引學生主動參加，表現(xiàn)直觀清楚的實驗現(xiàn)象幫助學生建立知識系統(tǒng)，激發(fā)學生主動研究的熱忱，拓展學生的思想空間。在教材實驗基礎(chǔ)上改良后的實驗主要有以下幾方面長處：分知識點打破，目標更明確，理解更簡單。實驗資料來自生活，廢物利用，經(jīng)濟環(huán)保。充散發(fā)揮校本課程的作用，方案設計活動在興趣小組活動中睜開，實驗成就投入到慣例講堂中使用。既切合《新課程標準》中面向全體學生，指引學生主動