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- 2021-10-25 发布
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探究肺与外界气体交换的原理
一、使用教材
人教版《生物学》七年级下册第三章第二节《发生在肺内的气体交换》
二、实验器材
电子肺活量计、吹嘴、塑料瓶、气球、吸管、小刀、剪刀、透明胶、细绳、玻璃罩、玻璃管、橡皮膜、橡皮塞、玻璃杯、塑料盖子、胶头滴管、烧杯、针筒
三、实验创新要点/改进要点
在教材原有的玻璃罩、玻璃管和橡皮膜实验材料的基础上,增加了生活中易得的材料:塑料瓶、吸管、气球,进一步激发学生去思考,做出选择。同时,增加了学生感受气压的存在的“覆杯实验”以及通过针筒和胶头滴管感受气压随气体体积变化的环节,一步步启发学生理解肺与外界气体交换的原理。
四、实验原理/实验设计思路
学生很难理解肺与外界气体交换的原理,有“吸气导致胸廓扩大”的错误前概念。同时,学生实验探究能力不强,会按照教材上的提示、按部就班地建构呼吸模型。所以本节课学生不带教材,通过查阅小资料,选择合适的材料去体验感知、动手实践、合作探究得出结论,改变错误的前概念。再通过 “覆杯实验”直观感受大气压的存在,用胶头滴管、针筒亲身体验气压随着气体体积的变化,从而获得肺与外界气体交换原理的概念。
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五、实验教学目标
(一)知识与技能
1.形成正确概念“胸廓扩大导致吸气”。
2.理解并能简述肺与外界气体交换的原理。
(二)过程与方法
通过制作呼吸模型、感受气压与体积的关系,培养实验探究能力。
(三)情感态度与价值观
树立保护肺的意识,增强体育锻炼,强化生命观念。
六、实验教学重难点
(一)重点
1.胸廓扩大导致吸气
2.肺与外界气体交换的原理
(二)难点
肺与外界气体交换的原理
七、实验教学内容
学生通过查阅小资料,选择合适的材料去体验感知、动手实践、合作探究得出概念——“胸廓扩大导致吸气”。再通过“覆杯实验”直观感受大气压的存在,用胶头滴管、针筒亲身体验气压随着气体体积的变化,从而获得肺与外界气体交换原理的概念。
八、实验教学过程
(一)新课导入
设计问题:“一个人不吃饭、不喝水、不呼吸分别可以活多久?”
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学生根据已有经验作出判断,大概分别是:一个月、一周、几分钟。通过数据的直观对比,学生得出呼吸特别重要,在此基础上引出与呼吸密切相关的肺。
(二)体验感知
学生以小组为单位,测定肺活量,将数据填入到表格中。设计这个环节,一方面学生可以了解肺功能的强弱可以通过肺活量来测定,强化学生增加体育锻炼的意识;另一方面,调动学生的积极性,引发学生探究肺与外界气体交换原理的欲望,同时感受胸廓的变化。抛出关键性问题——“是胸廓扩大导致吸气,还是吸气导致胸廓扩大?”肺位于胸腔内部,看不到,比较抽象,所以采用建构呼吸模型来直观体验。
图1 学生测肺活量
(三)模型建构
为了突破这一重点,再结合新课程标指出的要构建便于学生主动参与、主动探究的活动,提供有利于学生自我展示的平台。这一环节给学生充分的思维空间,让学生查阅小资料、选择合适的实验材料,以小组为单位尝试建构一个呼吸模型,得出结论并完成实验报告单。
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图2 学生选择材料制作呼吸模型
(四)尝试解释
学生都能够得出重要结论:“胸廓扩大导致吸气。”但对“是什么力量使得气体进出肺?”还不甚清楚。所以,在教材的基础上,增加了两个小实验。
首先,学生在教师引导下,演示“覆杯实验”。“覆杯实验”证明气压存在非常出名且操作简单。将玻璃杯注满水后,盖上玻璃片,再倒过来静置,松开手,玻璃片不会掉下来,学生较好地感受了大气压的存在。
图3 学生演示“覆杯实验”
接着,学生再选择合适的材料,感受气压随着体积的变化,得出二者的关系。用手堵住针筒,拉动针筒,针筒会往里面吸。以及挤压胶头滴管,水会流出来。这两个现象,学生能够通过亲身体验,理解并得出气压随着气体体积变化的规律。
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图4 学生选胶头滴管感知气压和体积的关系
再结合呼吸模型,拉动“膈肌”时里面的“肺”变大的现象,学生能够说出肺与外界气体交换的原理。至此,难点突破。
图5 学生展示模型,说出肺与外界气体交换的原理
(五)课堂小结
采用小组互评的方式,对各小组的模型进行评价和肯定,进一步提高学生的学习热情。
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图6 学生制作的呼吸模型
最后,学生谈在生活中如何保护肺,教师再对集体智慧进行点评。
九、实验效果评价
1、在教学过程中,利用现代化多媒体技术、实验器材和用具、实验报告单导学等,充分发挥学生主体作用,让学生自主探究得出结论。
2、在学生前概念错误的前提下,能够选择合适的材料,建构出呼吸模型、亲身感受覆杯实验、体验针筒、胶头滴管,理解气压随着气体体积的变化,较好地构建了肺与外界气体交换的原理的概念。循序渐进,突破重难点。
3、整个教学活动,学生积极思考,主动参与,锻炼了他们的理性思维、实践动手、自主选择、合作探究等能力,也学会了实验探究的方法,较好地实现了三维目标。
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