肺與外界的氣體交換使用教材相關(guān)課題選自人民教育出版社（人教版）義務(wù)教育教科書生物學(xué)七年級(jí)下冊(cè)，是四單元第三章第二節(jié)《發(fā)生在肺內(nèi)的氣體交換》第1課時(shí)的重要內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容呼吸運(yùn)動(dòng)是由于呼吸肌收縮舒張導(dǎo)致的，肋間肌收縮，肋骨向上向外運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致胸廓前后徑擴(kuò)大；膈肌收縮導(dǎo)致隔頂部下降，胸廓上下徑擴(kuò)大，在吸氣過程中，胸廓在擴(kuò)大，導(dǎo)致肺隨之?dāng)U張，肺內(nèi)氣壓低于外界氣壓，氣體就會(huì)從高氣壓向低氣壓方向運(yùn)動(dòng)，新鮮空氣流入肺中，完成吸氣過程，為肺泡處的氣體交換提供豐富的氧氣。呼氣過程肋間肌、膈肌都舒張，導(dǎo)致的結(jié)果與吸氣相反，從而將二氧化碳排出體外。教學(xué)重點(diǎn)和教學(xué)難點(diǎn)肋間肌，膈肌的運(yùn)動(dòng)是人體內(nèi)部運(yùn)動(dòng)，肉眼不可直接觀察，于是學(xué)生難以理解肋間肌和膈肌收縮導(dǎo)致的結(jié)果，因此，將肺與外界的氣體交換過程為本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)和教學(xué)難點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：概述肺與外界的氣體交換過程；說出氣體交換的原理。能力目標(biāo)：提高學(xué)生觀察問題、分析問題、解決問題的能力。情感態(tài)度價(jià)值觀：能具備一定的環(huán)保意識(shí)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，關(guān)愛呼吸健康。實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路實(shí)驗(yàn)原理肌肉收縮時(shí)長度會(huì)減少，肌肉舒張時(shí)長度會(huì)增加；容積擴(kuò)大會(huì)導(dǎo)致氣壓降低，容積減小導(dǎo)致氣壓升高；氣體會(huì)從高氣壓往低氣壓方向流動(dòng)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路本科學(xué)習(xí)期間，對(duì)于人體骨骼有學(xué)習(xí)，胸廓是由肋骨，胸骨，脊椎組成，肋骨和脊椎之間通過關(guān)節(jié)連接，可以上下活動(dòng)，因此以電線模擬肋骨，用棉線模擬肋間肌，橡皮球有彈性，可以模擬膈，將人的胸廓用實(shí)驗(yàn)裝置展示出來，再用兩組輔助實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)呼吸時(shí)氣壓變化，即呼吸的原理進(jìn)行探究，從而突破重難點(diǎn)。最后組織學(xué)生動(dòng)手，利用礦泉水瓶，氣球，塑料管組裝輔助裝置來鞏固重難點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)器材器材一共分為三組，一組主要裝置，兩組輔助裝置，如下所示主要裝置由PC管、電線、棉線等組裝完成，用于模擬肋骨和膈肌運(yùn)動(dòng)的裝置，如圖1-1所示圖1-1輔助裝置由100ml注射器，無針頭的針管、燒杯、止水夾、紅墨水制成的裝置，用于學(xué)生探究氣壓變化與氣體進(jìn)出肺的原理，如圖1-2所示（以下簡稱注射器裝置）圖1-2用塑料瓶、過線管、氣球組裝完成的裝置，可以由學(xué)生自己組裝，用于觀察氣體進(jìn)出肺的過程以及學(xué)生探究呼吸運(yùn)動(dòng)，如圖1-3所示（以下簡稱塑料瓶裝置）圖1-3實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程導(dǎo)入：學(xué)生自己感受呼吸時(shí)胸圍的變化，思考為什么呼吸時(shí)，胸圍會(huì)擴(kuò)大或縮??；課堂教學(xué)：學(xué)生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)，教師采用實(shí)驗(yàn)教學(xué)法、直觀教學(xué)法，具體過程如下肌肉收縮時(shí)長度會(huì)縮短，舒張時(shí)長度會(huì)增加，教師拉動(dòng)棉線，發(fā)現(xiàn)電線模擬的肋骨之間距在縮短，如圖1-4所示，學(xué)生思考此時(shí)肋間肌應(yīng)該處于收縮還是舒張狀態(tài)（收縮），肋間肌收縮會(huì)導(dǎo)致肋骨怎樣運(yùn)動(dòng)？學(xué)生觀察后回答肋間肌收縮會(huì)向上向外運(yùn)動(dòng)，最終導(dǎo)致胸廓前后徑擴(kuò)大，如圖1-4所示；圖1-4呼吸時(shí)還有膈肌參與，膈肌收縮和舒張會(huì)導(dǎo)致胸廓如何變化？教師再拉動(dòng)棉線，學(xué)生觀察橡皮球模擬的膈的變化，學(xué)生記住模擬膈肌的A、B兩種狀態(tài)，如圖1-5所示AB圖1-5給學(xué)生畫簡單的圖解，如圖1-6所示圖1-6A狀態(tài)明顯比B狀態(tài)長度長，學(xué)生分析膈頂部由A到B是收縮還是舒張導(dǎo)致的？（收縮），學(xué)生觀察思考后回答，膈肌收縮，膈頂部會(huì)下降，導(dǎo)致胸廓上下徑擴(kuò)大。由此可以得出的結(jié)論是肋間肌，膈肌收縮導(dǎo)致胸廓擴(kuò)大。學(xué)生思考究竟是胸廓擴(kuò)大導(dǎo)致的吸氣還是吸氣導(dǎo)致的胸廓擴(kuò)大？通過注射器裝置演示，學(xué)生觀察與思考，教師將止水夾關(guān)閉，此時(shí)注射器為10ml,拉動(dòng)活塞至30ml，固定不變，松開止水夾，學(xué)生觀察現(xiàn)象，思考水為何會(huì)流進(jìn)注射器？教師再將注射器壓縮至一定位置后固定不變，學(xué)生觀察并思考水為何會(huì)流出來？教師引導(dǎo)學(xué)生從氣壓入手，提示氣體和水會(huì)從高氣壓往低氣壓方向流動(dòng)。引導(dǎo)學(xué)生分析容積增加會(huì)導(dǎo)致氣壓降低，，容積減小會(huì)導(dǎo)致氣壓增加，所以水會(huì)進(jìn)出注射器，呼吸也是一樣的原理，胸廓擴(kuò)大導(dǎo)致肺也會(huì)擴(kuò)張，肺內(nèi)氣壓降低，低于外界氣壓，氣體就會(huì)流入肺中。呼氣與吸氣過程相反。教師和學(xué)生一起拿著自己動(dòng)手制作的塑料瓶裝置，教師演示氣體進(jìn)出肺的現(xiàn)象，學(xué)生再自主探究，掌握呼吸運(yùn)動(dòng)的原理，完成表1-1呼氣和吸氣相關(guān)知識(shí)的填寫，最后教師進(jìn)行情感教育：呼吸時(shí)刻都在進(jìn)行，我們要保護(hù)環(huán)境，從源頭把控，關(guān)愛呼吸健康！肋間肌肋骨前后徑膈肌膈頂上下徑胸廓容積肺內(nèi)氣壓氣體進(jìn)出方向狀態(tài)表1-1實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新要點(diǎn)與改進(jìn)要點(diǎn)創(chuàng)新要點(diǎn)化抽象為具體，尤其是膈肌變化；學(xué)生可以自己動(dòng)手組裝和探究操作簡單，實(shí)用性較強(qiáng)，可以重復(fù)使用；改進(jìn)要點(diǎn)教材裝置只能展示氣體進(jìn)出肺的過程，不能展示肋間肌膈肌變化，教材裝置如圖1-7所示圖1-7該裝置大多是玻璃材質(zhì)，易碎，在教學(xué)過程中存在安全隱患，同時(shí)，玻璃罩沒有彈性，不能模擬胸廓前后左右徑的變化，我將其改成塑料瓶，塑料管和氣球，材料易得且容易組裝。實(shí)驗(yàn)效果評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)裝置將學(xué)生看不見摸不到的肋間肌、膈肌變化展示出來，幫助他們突破重難點(diǎn)；學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課中積極性較高，都愿意動(dòng)手組裝和操作，學(xué)生生物學(xué)興趣有明顯提高；通過實(shí)驗(yàn)獲得的知識(shí)印象深刻，更容易記牢；該實(shí)驗(yàn)裝置在多個(gè)教學(xué)班級(jí)中使用，學(xué)生學(xué)習(xí)后能快速說出呼吸肌變化和胸廓