初中生物實驗技能創新之體循環和肺循環的教學設計與應用

楊再洪

摘要：實驗教學在初中生物中十分重要，為進一步提高學生對生物的學習興趣，結合在教學過程中學生反映較多的體循環和肺循環這一知識點，設計并完善了此教具，通過本教具學生充分認識了體循環和肺循環的轉化過程。在制作模型的過程中，學生認識了心臟、血管的結構和功能，使抽象的知識具體化，同時還培養了學生獨立思考、合作探究、大膽創新的能力。

關鍵詞：初中生物、體循環和肺循環、教學設計

中圖分類號：G4 文獻標識碼：A

體循環：又稱大循環。當心室收縮時，含有較多的氧及營養物質的鮮紅色的血液（動脈血）自左心室輸出，經主動脈及其各級分支，到達全身各部的毛細血管，進行組織內物質交換和氣體交換，血液變成了含有組織代謝產物及較多二氧化碳的略紫色的血液（靜脈血），再經各級靜脈，最后匯入上、下腔靜脈流回右心房。

肺循環：又稱小循環。體循環返回心臟的血液從右心房流入右心室，心室收縮時，血液從右心室進入肺動脈，經其分支達肺毛細血管，在此進行氣體交換，靜脈血變成動脈血。經肺靜脈回流入左心房，再入左心室。

七年級的學生因為無法直接觀察到血液流動的過程，更無法體驗到血液循環中各結構對功能的精妙適應，不太容易理解血液循環的途徑，理不清楚血液循環中體循環與肺循環如何連通[1]。為幫助學生清楚地認識體循環和肺循環的過程，故設計了本教具，培養學生團結協作和動手操作能力。

1.體循環和肺循環的設計思路

1.1發現問題：在教學的過程中發現本知識點十分抽象，難以理解。學生更是疑慮頗多，不清楚心臟的結構、血流方向，基本上靠死記硬背，而且很容易出錯，學習起來十分吃力。

1.2查閱資料：結合實驗室現有的模型，在網上尋找相關的實驗裝置，在各大期刊上查找相關論文。

1.3材料準備：在保證材料簡單、易獲得且經濟條件下，在實驗室、網上、市場等地將材料準備齊全。

2.體循環和肺循環教具的制作過程

2.1材料準備

網購：底吸潛水泵，2個18w;透明塑料軟管，內徑4mm，8m;透明硅膠軟管，內徑2.3mm。

實驗室：心臟模型1個。

打印店：自行設計并打印一張體循環和肺循環背景圖（50cm*70cm）;木板1張（50cm*70cm）。

其他：紅墨水1瓶，藍墨水1瓶，水槽2個。

2.2教具組裝

2.2.1背景：參照收集到的體循環和肺循環的圖片，取其一部分素材用于背景圖的制作，打印并安裝在木板上。

2.2.2心臟：將實驗室現有的心臟模型用打孔機將其打孔，用標簽紙標注出心臟的四個腔（左心房、左心室、右心房、右心室）的位置，并用鐵絲固定在背景圖片心臟的位置處。

1號軟管表示動脈血轉變成靜脈血。連接順序：肺部毛細血管網→肺靜脈→左心房→左心室→主動脈→全身各級動脈→全身毛細血管網

2號軟管表示靜脈血轉變成動脈血。連接順序：全身毛細血管網→上、下腔靜脈→右心房→右心室→肺動脈→肺部毛細血管網

2.體循環和肺循環教具的使用

2.1知識復習

2.1.1心臟：學生通過學習，認識心臟由哪種肌肉構成？指出心臟四個腔室的位置，厚薄程度，血流方向，并回憶其功能。

2.1.2模擬血液循環：常用的方法是由學生讀或教師講解書中的內容，學生沒有感性認識，可能產生的問題：學生能感受到心臟的收縮和舒張是不間斷的嗎？能直觀感到血液帶來什么、帶走什么嗎[2]？

2.1.3對比不同模型：在網上尋找相關模型視頻及文獻資料（有彩燈的、手動的、視頻動畫的），學生進行對比分析，發現其優點和缺點，再結合本實驗進行大膽改進，把最好的設計運用到本實驗裝置中。

2.2構建體循環和肺循環模型

2.2.1組裝：根據探討出來的操作流程，學生分組進行組裝。第1組負責將紙貼在木板上，在相應的位置固定好塑料軟管和水槽，在安裝的過程中遇到問題了該如何解決？教師指導，師生共同完成;第2組負責安裝心臟、水泵、通電、貼標簽，要注意用電安全，標簽不能貼錯。在組裝過程中需要同學們相互配合，通力合作才能完成。

2.2.2教具識別：在實驗之前學生還要清楚以下問題。教具中心臟四個腔的位置分布及功能，每個腔連接的血管名稱，血液流動的方向是怎樣的？哪些代表動脈血管和靜脈血管？水槽中的紅墨水和藍墨水分別代表什么？與教材相比有哪些異同點？水泵代表什么？該如何接管等？

2.2.4開始實驗：將裝置調試完畢后開始實驗，在實驗過程中同學們要認真觀察，總結出體循環和肺循環的流動的方向，血液經過心臟及血管的部位，心臟供血的原理，血液顏色的變換情況等等。

體循環：左心室→主動脈→全身各級動脈→全身毛細血管網→上、下腔靜脈→右心房

血液顏色：動脈血（紅色）→靜脈血（藍色）

肺循環：右心室→肺動脈→肺部毛細血管網→肺靜脈→左心房

血液顏色：靜脈血（藍色）→動脈血（紅色）

3.小結與反思

本教具以動態直觀的方式成功地展示了體循環和肺循環的過程，體現了心臟在血液循環中的地位，理清了體循環和肺循環的開始、經過和結束過程，展現出了人體血液是始終在不停循環的理念。學生認識到了體循環是將氧氣等有機物運輸至全身，由鮮紅色的動脈血轉變為暗紅色的靜脈血;肺循環則是將缺氧的血液在肺部進行氣體交換，將暗紅色的靜脈血轉變成鮮紅色的動脈血。

雖然本教具解決了學生的實際問題，但是還存在一些不足之處，比如：裝置不夠精致;自動化程度不高，不能實現血液顏色之間的自然轉換等。

參考文獻

[1]張曉菲，韓爍，龐玥.自制血液循環模型用于教學的設計和實踐[J]. 生物學通報，2020

[2]趙建平.血液循環模擬實驗的創新改進[J].湖北省房縣實驗小學，2021