鄒興平
摘 要 針對(duì)學(xué)生“人體呼吸”中的一些誤區(qū),采用多種教學(xué)形式,通過(guò)模型、多媒體、圖表等資源,開(kāi)展小組討論、辯論等活動(dòng),走出誤區(qū),正確理解科學(xué)概念。
關(guān)鍵詞 人體呼吸 教學(xué)誤區(qū)
中圖分類號(hào) G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B
在初中生物學(xué)的“人體呼吸”的學(xué)習(xí)中,學(xué)生常常會(huì)混淆呼吸與呼吸作用的概念,不明白呼吸時(shí)肺內(nèi)氣壓變化和人體內(nèi)氧氣與二氧化碳含量的變化。學(xué)生在答題時(shí)會(huì)因習(xí)慣思維定勢(shì)、概念混淆或迷惑條件等原因而出錯(cuò)。
1 誤區(qū)一、混淆呼吸時(shí)肺內(nèi)氣壓的變化
教師演示呼吸運(yùn)動(dòng)的模型后,請(qǐng)學(xué)生思考后回答人體的呼吸過(guò)程。
學(xué)生甲舉手回答:“吸氣時(shí)肋間肌和膈肌收縮,使胸廓擴(kuò)大,胸腔容積擴(kuò)大,肺擴(kuò)張,肺內(nèi)氣壓減小,氣體被吸入肺。呼氣時(shí),則相反。”
學(xué)生乙反駁道:“吸氣時(shí)肋間外肌收縮而肋間內(nèi)肌舒張,不能說(shuō)吸氣時(shí)肋間肌收縮。”
教師表?yè)P(yáng)了學(xué)生乙的鉆研精神,并請(qǐng)學(xué)生繼續(xù)幫助學(xué)生甲查找錯(cuò)誤。
討論交流后,各小組代表進(jìn)行解釋:在吸氣時(shí),肺內(nèi)氣壓并不是一直在減小。一次呼吸過(guò)程,肺內(nèi)氣壓變化如圖1。吸氣時(shí),在AB段,由于肺的被動(dòng)擴(kuò)張,肺內(nèi)氣壓減小;但當(dāng)肺內(nèi)氣壓達(dá)到B點(diǎn)時(shí),減小到最低;之后由于氣體的進(jìn)入,肺內(nèi)氣壓開(kāi)始增大,即BC段肺內(nèi)氣壓開(kāi)始增大,只是此時(shí)肺內(nèi)氣壓仍然小于外界大氣壓,所以仍然表現(xiàn)為吸氣。在C點(diǎn)達(dá)到肺內(nèi)氣壓與外界大氣壓的平衡,完成吸氣。同理,呼氣時(shí),肺內(nèi)氣壓開(kāi)始增加(CD段),之后減?。―E段),因DE段肺內(nèi)氣壓仍然表現(xiàn)為大于外界大氣壓,所以繼續(xù)呼氣,直至E點(diǎn),達(dá)到肺內(nèi)氣壓和外界大氣壓的平衡,完成呼氣。鑒于此,規(guī)范的說(shuō)法應(yīng)該是:吸氣時(shí)肋間外肌和膈肌收縮,使胸廓擴(kuò)大,胸腔容積擴(kuò)大,肺擴(kuò)張,肺內(nèi)氣壓小于外界大氣壓,氣體被吸入肺。呼氣時(shí)肋間外肌和膈肌舒張,使胸廓縮小,胸腔容積縮小,肺收縮,肺內(nèi)氣壓大于外界大氣壓,氣體被呼出肺。學(xué)生甲的說(shuō)法是不嚴(yán)密的。
教師激勵(lì)學(xué)生為此鼓掌,接著展示練習(xí)1,請(qǐng)學(xué)生回答。
下列相關(guān)說(shuō)法中正確的是( )
A. 當(dāng)肺內(nèi)容積由b變化到c時(shí),膈肌收縮,肺內(nèi)氣壓增大
B. 當(dāng)肺內(nèi)容積由a變化到b時(shí),膈肌收縮,肺內(nèi)氣壓減小
C. 呼吸時(shí)肺內(nèi)氣壓始終大于外界氣壓
D. 當(dāng)肺內(nèi)容積由b變化到c時(shí),膈肌舒張,肺內(nèi)氣壓大于大氣壓
學(xué)生丙分析回答:“當(dāng)肺內(nèi)容積由b變化到c時(shí),肋間外肌和膈肌舒張,使胸腔容積縮小,肺內(nèi)氣壓并不是一直在增大,肺內(nèi)氣壓先增加后減小,直到肺內(nèi)氣壓和外界大氣壓的平衡,完成呼氣。當(dāng)肺內(nèi)容積由a變化到b時(shí),肋間外肌和膈肌收縮,使胸腔容積增大,肺內(nèi)氣壓并不是一直在減小,肺內(nèi)氣壓先減小后增加,直到肺內(nèi)氣壓和外界大氣壓的平衡,完成吸氣。呼氣時(shí)肺內(nèi)氣壓始終大于外界氣壓,吸氣時(shí)肺內(nèi)氣壓始終小于外界氣壓。選項(xiàng)D正確?!?/p>
2 誤區(qū)二、混用呼吸、呼吸運(yùn)動(dòng)和呼吸作用
教師用多媒體課件展示了人體呼吸的過(guò)程(圖3),并提出問(wèn)題:什么是呼吸?什么是呼吸運(yùn)動(dòng)?
學(xué)生丁舉手回答:“呼吸就是吸氣和呼氣。呼吸運(yùn)動(dòng)包括吸氣和呼氣?!?/p>
學(xué)生戊反駁道:“呼吸作用是在組織細(xì)胞的線粒體里,在氧的參與下分解有機(jī)物,產(chǎn)生二氧化碳和水,釋放能量的過(guò)程。從圖3看,人體的呼吸全過(guò)程包括肺與外界的氣體交換(肺通氣)、肺泡與血液的氣體交換(肺換氣)、氣體在血中運(yùn)輸(血液循環(huán)實(shí)現(xiàn))、血液與組織細(xì)胞的氣體交換(組織里換氣)共四個(gè)環(huán)節(jié)。呼吸肌的舒縮引起胸廓有節(jié)律地?cái)U(kuò)張和回縮稱為呼吸運(yùn)動(dòng),包括吸氣和呼氣。只實(shí)現(xiàn)肺通氣這個(gè)環(huán)節(jié),不是呼吸作用也不是呼吸。肺換氣及組織細(xì)胞的氣體交換都是靠氣體擴(kuò)散作用(一種氣體總是從濃度高的地方向濃度低的地方擴(kuò)散,直到平衡為止)實(shí)現(xiàn)的,人體呼吸實(shí)質(zhì)上包括人體呼吸全過(guò)程,而不只是呼吸運(yùn)動(dòng)?!?/p>
教師表?yè)P(yáng)道:“同學(xué)們對(duì)呼吸作用、呼吸全過(guò)程、呼吸運(yùn)動(dòng)分析得很詳細(xì),深刻理解了人體細(xì)胞與外界環(huán)境進(jìn)行氣體交換的全過(guò)程,利于形成和區(qū)別呼吸作用、呼吸、呼吸運(yùn)動(dòng)這些概念?!?/p>
3 誤區(qū)三、混淆人體內(nèi)氧氣與二氧化碳的含量及其變化
教師演示講解“人體呼出的氣體成分變化”實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)蠟燭在裝有呼出氣體的瓶中,燃燒時(shí)間比在裝有空氣的瓶中燃燒的時(shí)間短,接著展示練習(xí)2,請(qǐng)學(xué)生分析人體內(nèi)氧氣與二氧化碳的變化,并作出回答。
人體呼出的氣體與外界環(huán)境中的氣體的區(qū)別是( )
A. 呼出的氣體中二氧化碳含量多,氧氣的含量少
B. 呼出的氣體中氧氣含量增多,二氧化碳含量減少
C. 呼出的氣體中氧氣含量減少,二氧化碳含量增多
D. 呼出的氣體中氧氣和二氧化碳的含量都減少
學(xué)生己舉手回答:“答案是A。”
學(xué)生庚反駁道:“根據(jù)表1,很明顯A錯(cuò)誤。盡管肺泡與血液發(fā)生了氣體交換,呼出的氣體中,仍然是氧氣的含量大于二氧化碳的含量。呼出的氣體與吸入的氣體相比,二氧化碳的含量增多,氧氣的含量減少。正確答案是C?!?/p>
教師表?yè)P(yáng)道:“庚同學(xué)解釋很精彩!很多同學(xué)認(rèn)為,通過(guò)肺泡與血液的氣體交換之后,呼出的氣體中氧氣減少了,二氧化碳增多了,忽略了含量的變化,故得出錯(cuò)誤結(jié)論:呼出的氣體和吸入的氣體相比,二氧化碳含量多,氧氣的含量少。問(wèn)題出在語(yǔ)言表達(dá)上?!?/p>
以上教學(xué)中,教師面對(duì)學(xué)生的錯(cuò)誤認(rèn)知,沒(méi)有給予武斷的批評(píng)否定,而是一步步地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主探究和交流討論。教師要引導(dǎo)學(xué)生將容易搞混淆的生物學(xué)概念和觀點(diǎn)辨別清楚,提高答題的準(zhǔn)確性,重視每次錯(cuò)題的反思,同時(shí)重視錯(cuò)題練習(xí)的二次矯正。這樣可促進(jìn)學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力和創(chuàng)造性思維能力的提升。