應用教具 改進實驗

李芳

1 教材分析

“人體內的氣體交換”是蘇教版七年級下冊《生物學》第十章第四節的內容。氣體交換是人體呼吸過程的重要組成部分。它是學生理解靜脈血和動脈血之間轉變原因的前提，并為進一步學習人體的能量供給奠定基礎。由于七年級學生缺乏相應的物理、化學知識，所以教師在介紹氣體分子擴散原理時，應多聯系學生的生活實際，深入淺出地闡明原理。

2 教學目標

2.1 知識目標

概述肺泡內的氣體交換過程；概述組織里的氣體交換過程。

2.2 能力目標

通過探究“呼吸時二氧化碳體積分數的變化”活動，學會運用科學探究的方法分析解決問題，培養實驗創新能力；通過分析圖表和小組活動，鍛煉識圖能力、語言表達能力及合作交流能力。

2.3 情感、態度與價值觀目標

體驗嚴謹的科學態度；通過組內合作、組間競爭，樹立團隊意識和良性競爭意識。

3 教學重、難點

3.1 教學重點

概述肺泡內的氣體交換過程；概述組織里的氣體交換過程。

3.2 教學難點

說出氣體交換的原理；樹立團隊意識和競爭意識。

4 教學方法

講授法、實驗探究法、競賽法。

5 課時分配

1課時。

6 教學過程

6.1 復習引入并創設情境

教師出示人體內的血液循環圖片，引發學生思考“血液性質為什么在肺泡處和組織細胞處會發生改變？”并給出情境——“打開四扇門就能解決這個問題”。

6.2 第一扇“探究”之門

首先，教師請學生6人一組閱讀教科書63頁中“呼吸過程中二氧化碳含量的變化”中某學生的實驗步驟并指出不足之處。接著，教師播放微視頻，引導學生獨立改進實驗方案，并按照微視頻的要求實施實驗。學生通過實驗得出“呼出氣體中二氧化碳含量增多”的結論。最后，教師展示表格，學生進一步總結出“呼出氣體中二氧化碳含量增加，氧氣展示含量減少”。

6.3 第二扇“發現”之門

學生通過觀看視頻“肺泡處的血液循環”，觀察肺泡處氣體交換。教師在黑板上貼出“血液循環”圖片，利用紅色、藍色磁釘（紅色磁釘代表氧氣分子、藍色磁釘代表二氧化碳分子）演示肺泡處氣體交換過程。教師引導學生理解：肺泡周圍毛細血管中二氧化碳透過毛細血管壁和肺泡壁進入肺泡；肺泡中氧氣進入血液，所以呼出氣體中氧氣含量減少，二氧化碳含量增加。

6.4 第三扇“推理”之門

教師引導學生圍繞“氧氣去哪？二氧化碳從何而來”，進行推理。教師在黑板上再次利用不同顏色的磁釘模擬組織細胞處的氣體交換過程，并向學生解釋：“通過組織細胞的氣體交換，血液不斷放出氧氣，并接受組織細胞所產生的二氧化碳。經過人體內的氣體交換，組織細胞就可以不斷地獲得氧并排出二氧化碳。”

6.5 第四扇“實踐”之門

教師事先給每組學生準備文件袋，里面有血液循環圖和紅色、藍色小圓片（分別表示氧氣分子和二氧化碳分子）。學生分組演示肺泡處的氣體交換和組織細胞處的氣體交換。最后，學生將演示成果貼于黑板上分享。

6.6 總結

教師播放動畫，展示完整的血液循環和人體內的氣體交換過程，并強調“氧氣用于組織細胞進行新陳代謝，二氧化碳也是組織細胞進行新陳代謝產生的。人體通過血液循環和氣體交換不斷地給組織細胞運輸氧氣，并排出組織細胞產生的二氧化碳。”

7 應用教具

教師事先準備好具有組織細胞處氣體交換和肺泡處氣體交換的人體血液循環掛圖（圖1）。在黑板上教師利用紅色磁釘代表氧氣分子，藍色磁釘代表二氧化碳分子，動態演示人體內的氣體交換過程，使學生對氣體交換過程有直觀認識。教師演示結束以后，每組學生打開自己的文件袋，里面有血液循環圖和紅色、藍色小圓片分別表示氧氣分子和二氧化碳分子。學生分組演示肺泡處的氣體交換和組織細胞處的氣體交換。最后，將演示成果張貼于黑板上分享。學生自己動手實踐以后，不僅加深了印象，也讓教師能對學生的錯誤之處，及時糾正。學生展示時，注意把要展示的氣體交換狀態標出（圖2）。

8 改進實驗

教科書63頁中“呼吸過程中二氧化碳含量的變化”中某學生的實驗步驟最大的不足之處在于沒有控制單一變量，出現了空氣、呼出氣體分別通入澄清石灰水以及空氣和呼出氣體的量不同兩組變量。受化學教材啟發，本來教師準備使用集氣瓶收集等量的空氣和二氧化碳氣體，但是考慮到初一學生的實驗能力不成熟，于是將實驗改為使用同樣大小的塑料袋收集空氣和二氧化碳氣體，降低了實驗難度，也解決了多個實驗變量的問題（圖3）。實驗用到的器材：2個同樣大小的塑料袋（標記為空氣和呼出氣體）、乳膠管2根、止水夾2個、塑料繩2根、裝有等量澄清石灰水的小燒杯2個（標記為空氣和呼出氣體）、標簽紙。教師事先準備好實驗操作微視頻，介紹實驗步驟，進一步降低難度。

9 教學反思

本節課上，教師利用“探究——發現——推理——實踐之門”順利完成了教學任務。并利用紅色、藍色磁釘模擬肺泡處的氣體交換和組織細胞處的氣體交換過程，降低了學生的學習難度，取得了良好的教學效果。