廣東省中山市七年級(jí)生物下冊(cè) 探究肺與外界氣體交換的過程和原理實(shí)驗(yàn)教案 (新版)新人教版.doc
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探究肺與外界氣體交換的過程和原理 一、使用教材 本課選自人教版初中生物學(xué)教材xx年10月第1版,七年級(jí)下冊(cè)第四單元第三章第二節(jié)《發(fā)生在肺內(nèi)的氣體交換》,本課講述第一課時(shí):肺與外界的氣體交換。 二、實(shí)驗(yàn)器材 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(zhǎng)條木板,廢舊電線,紅色毛線,拉簧,紐扣; 實(shí)心球,糖果罐,拉環(huán),Y型管,氣球。 三、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新要點(diǎn) (一)原實(shí)驗(yàn)不足之處 1.膈肌運(yùn)動(dòng)模擬裝置價(jià)格昂貴,其中氣球容易損壞且難以更換。 2.膈肌運(yùn)動(dòng)模擬裝置的膈肌是一個(gè)平面的橡膠膜,不能很好的幫助學(xué)生理解膈肌的穹窿形結(jié)構(gòu)及其收縮運(yùn)動(dòng)對(duì)胸廓變化的影響。 3.“肋間肌收縮舒張對(duì)胸廓變化的影響”、“肺擴(kuò)張和收縮時(shí)肺內(nèi)壓力的變化”兩個(gè)抽象知識(shí)點(diǎn)沒有直觀的教具和實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生理解。 (二)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新要點(diǎn) 1.學(xué)生自主設(shè)計(jì)模擬肺呼氣、吸氣的活動(dòng) 2.指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)能夠模擬肺內(nèi)壓力變化的實(shí)驗(yàn) 3.自制的肋骨運(yùn)動(dòng)模擬裝置 4.自制的穹窿形膈肌運(yùn)動(dòng)模擬裝置 四、設(shè)計(jì)思路 本節(jié)課內(nèi)容比較抽象,涉及到氣壓、容積等物理學(xué)問題,七年級(jí)學(xué)生尚未接觸,學(xué)習(xí)過程中對(duì)知識(shí)的理解較困難。本節(jié)課主要采取設(shè)計(jì)模型和實(shí)驗(yàn)的方法,幫助學(xué)生變抽象為具體,先獲得感性的認(rèn)識(shí)再進(jìn)行知識(shí)的梳理。并適時(shí)聯(lián)系前后知識(shí),形成肺與外界氣體交換的連續(xù)過程。 五、實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo) 課標(biāo)要求:課標(biāo)中第五個(gè)一級(jí)主題下第2個(gè)二級(jí)主題中明確要求:概述發(fā)生在肺部的氣體交換過程。結(jié)合課標(biāo)要求、教材特點(diǎn)及學(xué)生情況,教學(xué)目標(biāo)如下: (一)知識(shí)與技能:概述肺與外界氣體交換的過程并理解其發(fā)生原理 初步掌握設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力 (二)過程與方法:學(xué)會(huì)用觀察、測(cè)量、模擬等方法進(jìn)行生物學(xué)研究 (三)情感態(tài)度與價(jià)值觀:培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,形成呼吸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與其功能相 適應(yīng)的觀點(diǎn),并關(guān)注呼吸系統(tǒng)的健康 六、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容 1.探究肺擴(kuò)張和收縮時(shí)氣體的流動(dòng) 2.探究肺擴(kuò)張和收縮時(shí)肺內(nèi)壓力的變化 3.探究呼吸時(shí)胸廓橫向的變化 4.探究肋骨間的肌肉收縮和舒張與胸廓變化的關(guān)系 5.探究膈肌收縮和舒張與胸廓容積變化的關(guān)系 七、實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程 首先認(rèn)識(shí)肺的主要結(jié)構(gòu)和功能,以及肺和胸廓、膈的位置關(guān)系。 過渡:肺富有彈性,可以收縮和擴(kuò)張,肺在什么時(shí)候吸氣,什么時(shí)候呼氣呢? 1.探究肺擴(kuò)張和收縮時(shí)氣體的流動(dòng) 步驟:學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)擠壓和松開洗耳球(或自選其他材料)。 現(xiàn)象:擠壓時(shí)氣體流出,松開時(shí)氣體流入(利用水或面粉觀察氣體的流動(dòng))。 結(jié)論:肺擴(kuò)張時(shí)吸氣,肺收縮時(shí)呼氣。 設(shè)計(jì)意圖:本實(shí)驗(yàn)相對(duì)簡(jiǎn)單,所以我給學(xué)生提供器材,讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)散思維設(shè)計(jì)出更多方案,培養(yǎng)學(xué)生自主探究的能力。(圖1) 圖1 模擬肺的材料 過渡:為什么肺的擴(kuò)張和收縮會(huì)使氣體進(jìn)出肺呢?氣體的流動(dòng)是受到力的作用而發(fā)生的,氣體一般會(huì)從壓力高的地方流向壓力低的地方。氣體進(jìn)出肺的運(yùn)動(dòng)也是由肺內(nèi)壓力的變化引起的。 2.探究肺擴(kuò)張和收縮時(shí)肺內(nèi)壓力的變化 討論后采取在注射器推桿上打孔并插入小木棍的方式精確的控制其容積的變化,并利用水來觀察氣體的流動(dòng)反應(yīng)其中壓力的變化。(圖2) 圖2 注射器推桿打孔 步驟1:將注射器活塞拉到一定位置(如30ml),用橡皮塞堵住注射器口,將活塞 向外拉到一定位置(如70ml),固定活塞(事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。 現(xiàn)象1:有水流被吸入注射器管內(nèi)。 原理1:封閉空間內(nèi),氣體的體積增大,壓力降低,而氣體會(huì)由壓力高的地方流向 壓力低的地方。 步驟2:將注射器活塞拉到一定位置(如80ml),用橡皮塞堵住注射器口,將活 塞向內(nèi)推到一定位置(如50ml),插入一段木棍使活塞不能繼續(xù)推進(jìn)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?,去除橡皮塞? 現(xiàn)象2:有氣體被推出注射器管外。 原理2:封閉空間內(nèi),氣體的體積縮小壓力增高,而氣體會(huì)由壓力高的地方流向壓 力低的地方。 結(jié)論:肺擴(kuò)張時(shí)肺內(nèi)壓力降低;肺收縮時(shí)肺內(nèi)壓力變大。 由實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2可知:肺擴(kuò)張時(shí)肺內(nèi)壓力降低,此時(shí)吸氣;肺收縮時(shí)肺內(nèi)壓力增高,此時(shí)呼氣。 過渡:肺位于胸廓和膈圍成的胸腔里,肺擴(kuò)張和收縮時(shí)胸廓有無變化呢? 3.探究呼吸時(shí)胸廓橫向的變化 步驟:用一根軟尺水平圍在胸部,測(cè)量此時(shí)的胸圍,被測(cè)者吸氣和呼氣,觀察胸圍如何變化? 現(xiàn)象:吸氣時(shí),胸圍變大;呼氣時(shí),胸圍變?。ɑ謴?fù)); 結(jié)論:吸氣時(shí)胸廓橫向是擴(kuò)大的,呼氣時(shí)胸廓橫向是縮小的。 本實(shí)驗(yàn)非常簡(jiǎn)單,將問題拋給學(xué)生:呼吸時(shí)胸廓是如何變化的?讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法。最后提醒學(xué)生:怎樣獲得準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)?使學(xué)生形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度。本實(shí)驗(yàn)不要求精確計(jì)算胸圍差,意在通過胸圍變化認(rèn)識(shí)呼吸時(shí)胸廓變化。 過渡:胸廓橫向的變化是怎樣產(chǎn)生的呢?這主要和肋骨間肌肉的運(yùn)動(dòng)有關(guān)。 4.探究肋骨間的肌肉收縮和舒張與胸廓變化的關(guān)系 步驟:小組討論利用所給材料設(shè)計(jì)一個(gè)模擬肋間肌運(yùn)動(dòng)的胸廓模型。(圖3) 圖3 胸廓模型 原理:肌肉在收縮時(shí)變得短粗,可牽拉相應(yīng)的骨運(yùn)動(dòng)。用繩子或彈簧的長(zhǎng)短變化模擬肌肉的收縮和舒張。 結(jié)論:肋骨間的肌肉收縮時(shí),肋骨向上向外運(yùn)動(dòng),胸廓橫向擴(kuò)大; 肋骨間的肌肉舒張時(shí),肋骨向下向內(nèi)運(yùn)動(dòng),胸廓橫向縮??; 由實(shí)驗(yàn)3和實(shí)驗(yàn)4可知:肋骨間的肌肉收縮,胸廓擴(kuò)大,此時(shí)吸氣; 肋骨間的肌肉舒張,胸廓縮小,此時(shí)呼氣。 過渡:這是胸廓橫向的變化,呼吸時(shí)胸廓容積縱向也有變化,這主要和膈的運(yùn)動(dòng)有關(guān)。 5.探究膈肌收縮和舒張與胸廓變化的關(guān)系 步驟:演示自制的膈肌運(yùn)動(dòng)模擬器。(圖4) 圖4 膈肌運(yùn)動(dòng)模擬器 原理:膈呈穹窿形向上隆起,收縮時(shí)膈頂下移。 結(jié)論:膈肌收縮時(shí),膈頂下降,胸廓擴(kuò)大(上下徑),此時(shí)吸氣; 膈肌舒張時(shí),膈頂回升,胸廓縮?。ㄉ舷聫剑藭r(shí)呼氣。 最后,通過膈肌運(yùn)動(dòng)裝置認(rèn)識(shí):是由于胸廓的擴(kuò)大導(dǎo)致了吸氣。 綜合以上探究活動(dòng),學(xué)生能夠描述并理解肺與外界的氣體交換過程為: 肋骨間的肌肉和膈肌收縮→胸廓擴(kuò)大(胸腔容積擴(kuò)大)→肺擴(kuò)張→肺內(nèi)壓力降低→吸氣 肋骨間的肌肉和膈肌舒張→胸廓縮?。ㄐ厍蝗莘e縮?。问湛s→肺內(nèi)壓力增高→呼氣 八、實(shí)驗(yàn)效果評(píng)價(jià) 實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,為學(xué)生創(chuàng)設(shè)豐富的實(shí)驗(yàn)情境引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與,呈現(xiàn)直觀清晰的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象幫助學(xué)生構(gòu)建知識(shí)體系,激發(fā)學(xué)生主動(dòng)探究的熱情,拓展學(xué)生的思維空間。在教材實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)主要有以下幾方面優(yōu)點(diǎn): 1.分知識(shí)點(diǎn)突破,目標(biāo)更明確,理解更容易。 2.實(shí)驗(yàn)材料來自生活 ,廢物利用,經(jīng)濟(jì)環(huán)保。 3.充分發(fā)揮校本課程的作用,方案設(shè)計(jì)活動(dòng)在興趣小組活動(dòng)中展開,實(shí)驗(yàn)成果投入到常規(guī)課堂中使用。 既符合《新課程標(biāo)準(zhǔn)》中面向全體學(xué)生,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與、樂于探究的教育理念, 又體現(xiàn)了分層次教學(xué),使不同層次學(xué)生相互作用,都得到較好的發(fā)展和提高。 正是由于以上原因,所以本節(jié)課取得了良好的教學(xué)效果,學(xué)生最終能夠描述肺與外界氣體交換的過程,學(xué)會(huì)了用觀察、測(cè)量、模擬等方法進(jìn)行生物學(xué)研究,并認(rèn)同生物體的結(jié)構(gòu)功能是與環(huán)境相適應(yīng)的觀點(diǎn)。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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