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探究肺與外界氣體交換的原理 一、使用教材 人教版《生物學》七年級下冊第三章第二節(jié)《發(fā)生在肺內(nèi)的氣體交換》 二、實驗器材 電子肺活量計、吹嘴、塑料瓶、氣球、吸管、小刀、剪刀、透明膠、細繩、玻璃罩、玻璃管、橡皮膜、橡皮塞、玻璃杯、塑料蓋子、膠頭滴管、燒杯、針筒 三、實驗創(chuàng)新要點/改進要點 在教材原有的玻璃罩、玻璃管和橡皮膜實驗材料的基礎(chǔ)上，增加了生活中易得的材料：塑料瓶、吸管、氣球，進一步激發(fā)學生去思考，做出選擇。同時，增加了學生感受氣壓的存在的“覆杯實驗”以及通過針筒和膠頭滴管感受氣壓隨氣體體積變化的環(huán)節(jié)，一步步啟發(fā)學生理解肺與外界氣體交換的原理。 四、實驗原理/實驗設(shè)計思路 學生很難理解肺與外界氣體交換的原理，有“吸氣導致胸廓擴大”的錯誤前概念。同時，學生實驗探究能力不強，會按照教材上的提示、按部就班地建構(gòu)呼吸模型。所以本節(jié)課學生不帶教材，通過查閱小資料，選擇合適的材料去體驗感知、動手實踐、合作探究得出結(jié)論，改變錯誤的前概念。再通過 “覆杯實驗”直觀感受大氣壓的存在，用膠頭滴管、針筒親身體驗氣壓隨著氣體體積的變化，從而獲得肺與外界氣體交換原理的概念。 五、實驗教學目標 （一）知識與技能 1.形成正確概念“胸廓擴大導致吸氣”。 2.理解并能簡述肺與外界氣體交換的原理。 （二）過程與方法 通過制作呼吸模型、感受氣壓與體積的關(guān)系，培養(yǎng)實驗探究能力。 （三）情感態(tài)度與價值觀 樹立保護肺的意識，增強體育鍛煉，強化生命觀念。 六、實驗教學重難點 （一）重點 1.胸廓擴大導致吸氣 2.肺與外界氣體交換的原理 （二）難點 肺與外界氣體交換的原理 七、實驗教學內(nèi)容 學生通過查閱小資料，選擇合適的材料去體驗感知、動手實踐、合作探究得出概念——“胸廓擴大導致吸氣”。再通過“覆杯實驗”直觀感受大氣壓的存在，用膠頭滴管、針筒親身體驗氣壓隨著氣體體積的變化，從而獲得肺與外界氣體交換原理的概念。 八、實驗教學過程 （一）新課導入 設(shè)計問題：“一個人不吃飯、不喝水、不呼吸分別可以活多久？”學生根據(jù)已有經(jīng)驗作出判斷，大概分別是：一個月、一周、幾分鐘。通過數(shù)據(jù)的直觀對比，學生得出呼吸特別重要，在此基礎(chǔ)上引出與呼吸密切相關(guān)的肺。 （二）體驗感知 學生以小組為單位，測定肺活量，將數(shù)據(jù)填入到表格中。設(shè)計這個環(huán)節(jié)，一方面學生可以了解肺功能的強弱可以通過肺活量來測定，強化學生增加體育鍛煉的意識；另一方面，調(diào)動學生的積極性，引發(fā)學生探究肺與外界氣體交換原理的欲望，同時感受胸廓的變化。拋出關(guān)鍵性問題——“是胸廓擴大導致吸氣，還是吸氣導致胸廓擴大？”肺位于胸腔內(nèi)部，看不到，比較抽象，所以采用建構(gòu)呼吸模型來直觀體驗。 圖1 學生測肺活量 （三）模型建構(gòu) 為了突破這一重點，再結(jié)合新課程標指出的要構(gòu)建便于學生主動參與、主動探究的活動，提供有利于學生自我展示的平臺。這一環(huán)節(jié)給學生充分的思維空間，讓學生查閱小資料、選擇合適的實驗材料，以小組為單位嘗試建構(gòu)一個呼吸模型，得出結(jié)論并完成實驗報告單。 圖2 學生選擇材料制作呼吸模型 （四）嘗試解釋 學生都能夠得出重要結(jié)論：“胸廓擴大導致吸氣。”但對“是什么力量使得氣體進出肺？”還不甚清楚。所以，在教材的基礎(chǔ)上，增加了兩個小實驗。 首先，學生在教師引導下，演示“覆杯實驗”?！案脖瓕嶒灐弊C明氣壓存在非常出名且操作簡單。將玻璃杯注滿水后，蓋上玻璃片，再倒過來靜置，松開手，玻璃片不會掉下來，學生較好地感受了大氣壓的存在。 圖3 學生演示“覆杯實驗” 接著，學生再選擇合適的材料，感受氣壓隨著體積的變化，得出二者的關(guān)系。用手堵住針筒，拉動針筒，針筒會往里面吸。以及擠壓膠頭滴管，水會流出來。這兩個現(xiàn)象，學生能夠通過親身體驗，理解并得出氣壓隨著氣體體積變化的規(guī)律。 圖4 學生選膠頭滴管感知氣壓和體積的關(guān)系 再結(jié)合呼吸模型，拉動“膈肌”時里面的“肺”變大的現(xiàn)象，學生能夠說出肺與外界氣體交換的原理。至此，難點突破。 圖5 學生展示模型，說出肺與外界氣體交換的原理 （五）課堂小結(jié) 采用小組互評的方式，對各小組的模型進行評價和肯定，進一步提高學生的學習熱情。 圖6 學生制作的呼吸模型 最后，學生談在生活中如何保護肺，教師再對集體智慧進行點評。 九、實驗效果評價 1、在教學過程中，利用現(xiàn)代化多媒體技術(shù)、實驗器材和用具、實驗報告單導學等，充分發(fā)揮學生主體作用，讓學生自主探究得出結(jié)論。 2、在學生前概念錯誤的前提下，能夠選擇合適的材料，建構(gòu)出呼吸模型、親身感受覆杯實驗、體驗針筒、膠頭滴管，理解氣壓隨著氣體體積的變化，較好地構(gòu)建了肺與外界氣體交換的原理的概念。循序漸進，突破重難點。 3、整個教學活動，學生積極思考，主動參與，鍛煉了他們的理性思維、實踐動手、自主選擇、合作探究等能力，也學會了實驗探究的方法，較好地實現(xiàn)了三維目標。