黃建林

(浙江省紹興市柯橋區(qū)蘭亭鎮(zhèn)中學(xué) 312041)

朱春鳳

(浙江省紹興市柯橋區(qū)齊賢鎮(zhèn)中學(xué) 312065)

1 教材分析

“生物的呼吸和呼吸作用”是浙教版八年級(jí)下冊(cè)科學(xué)教材第3章第5節(jié)的內(nèi)容。本節(jié)課的重點(diǎn)是探究人體氣體交換的過(guò)程以及呼級(jí)系統(tǒng)的組成。難點(diǎn)是呼吸時(shí)，肋間內(nèi)、外肌、膈肌的運(yùn)動(dòng)情況及氣體的擴(kuò)散方向。此節(jié)內(nèi)容有兩大難題： ①內(nèi)容相對(duì)比較抽象，特別是呼吸時(shí)的肋間肌和膈肌的運(yùn)動(dòng)情況，難以實(shí)驗(yàn)；②學(xué)生有部分錯(cuò)誤的前概念，如認(rèn)為呼出的氣體就只有二氧化碳，沒(méi)有氧氣。筆者嘗試通過(guò)教具的制作、傳感器的利用來(lái)突破難題，提高教學(xué)的有效性。

2 教學(xué)目標(biāo)

2.1 知識(shí)目標(biāo) 了解人體呼吸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和氣體交換過(guò)程及呼吸道和肺的組成和功能，理解呼吸運(yùn)動(dòng)的原理，了解人體內(nèi)氣體交換的動(dòng)力和過(guò)程。

2.2 能力目標(biāo) 通過(guò)對(duì)吸入和呼出氣體的成分比較，培養(yǎng)讀圖、分析、歸納的能力；通過(guò)模型的分析來(lái)認(rèn)識(shí)復(fù)雜事物的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

2.3 情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo) 通過(guò)對(duì)呼氣和吸氣模型的建立，培養(yǎng)科學(xué)探究的興趣以及建立模型的思想。

3 教學(xué)過(guò)程

3.1 通過(guò)活動(dòng) 初步建立肺模型 教師出示一個(gè)綁著兩個(gè)氣球的三通管，提問(wèn)： 你有幾種方法能讓這兩個(gè)氣球鼓起來(lái)，并說(shuō)明原理。通過(guò)思考和交流得出兩種方案： 往三通管里面吹氣或在氣球外面制造低壓環(huán)境。原理都是利用內(nèi)外氣壓差。教師追問(wèn)： 你有什么辦法讓圖1中的氣球鼓起來(lái)？并分析其原理。通過(guò)分組活動(dòng)，得出拉下面的橡皮膜就能讓氣球鼓起來(lái)，原理為： 一拉使里面的氣壓小于外界大氣壓。此時(shí)，教師引導(dǎo)學(xué)生從自己身上找與這個(gè)結(jié)構(gòu)相似的器官，學(xué)生思考得出這就是簡(jiǎn)單的肺呼吸模型。接著讓學(xué)生查找模型與肺的類比情況，學(xué)生思考得出： 氣球類比肺，玻璃管類比氣管和支氣管，外面的瓶壁類比胸腔，下面的橡皮膜類比為膈肌。

圖1 肺呼吸模型

設(shè)計(jì)意圖： 通過(guò)自制教具和“氣球鼓起來(lái)”的活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)方案和逆向思維能力，使他們對(duì)肺呼吸有深刻的認(rèn)識(shí)，解構(gòu)“鼻吸氣”的錯(cuò)誤前概念。體現(xiàn)了科學(xué)來(lái)源于生活又應(yīng)用于生活的新課程理念。

3.2 應(yīng)用模型 突破難點(diǎn) 肺模型建立后，讓學(xué)生找模型與人體呼吸主要的不同點(diǎn)，通過(guò)討論得出： 模型的瓶壁類比的胸腔不會(huì)動(dòng)，而人體的胸腔會(huì)動(dòng)。教師追問(wèn)： 胸腔是怎么運(yùn)動(dòng)的？這樣做的最終結(jié)果是什么？學(xué)生回答： 肋骨往上往外提，導(dǎo)致胸腔容積增大，氣壓減小，氣體進(jìn)入肺內(nèi)；反之，氣體排出。教師通過(guò)設(shè)問(wèn)： 肋骨運(yùn)動(dòng)是由于肋間肌在起作用，肋間肌是怎么運(yùn)動(dòng)的呢？教師呈現(xiàn)一個(gè)自制教具，通過(guò)模擬肋骨和肋間肌的運(yùn)動(dòng)，使學(xué)生明白，肋骨向上向外移動(dòng)是因?yàn)槔唛g內(nèi)肌和外肌的共同作用的結(jié)果，再讓學(xué)生通過(guò)觀察模型運(yùn)動(dòng)，分析得出： 吸氣時(shí)，膈肌收縮，肋間外肌收縮，肋間內(nèi)肌舒張，肋骨向上向外移升，此時(shí)，胸腔容積增大，氣壓減小，人就吸氣了；反之，人就呼氣了。

設(shè)計(jì)意圖： 通過(guò)找尋模型跟真實(shí)情況的區(qū)別及缺點(diǎn)，進(jìn)一步加深并鞏固肺吸氣和呼氣時(shí)內(nèi)外氣壓的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑精神和批判性思維。通過(guò)模型法突破教學(xué)難點(diǎn)，真正做到讓學(xué)生知其然而知其所以然，同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維。

3.3 利用實(shí)驗(yàn)和傳感器 讓結(jié)論顯現(xiàn) 教師提問(wèn)： 吸進(jìn)去和呼出的氣體各是什么？學(xué)生認(rèn)為吸進(jìn)去的是氧氣或空氣，呼出的是二氧化碳。接著讓一學(xué)生利用排水法收集兩瓶呼出的氣體(其中一瓶放著待用)。繼續(xù)收集一瓶空氣，把兩支長(zhǎng)短大小相同的點(diǎn)燃的蠟燭同時(shí)放進(jìn)兩瓶氣體中，讓學(xué)生觀察燃燒情況。通過(guò)觀察得出： 兩支蠟燭放進(jìn)去時(shí)，都能燃燒，但放在空氣中的燃燒時(shí)間更長(zhǎng)。學(xué)生分析得出： 人呼出的氣體除了有二氧化碳外還有少量氧氣，但明顯氧氣比空氣中的要少很多。教師此時(shí)拿出兩支傳感器(二氧化碳和氧氣體積分?jǐn)?shù)傳感器)，先把它們放在空氣中，測(cè)得氧氣為21%，二氧化碳為0.03%，并通過(guò)同屏技術(shù)把這些數(shù)據(jù)及時(shí)投影。接著把這兩支傳感器放入剛才的另一瓶呼出氣體的瓶中，數(shù)字發(fā)生了改變，具體為： 氧氣為16%，二氧化碳為4%，教師引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材“吸入的空氣和呼出的氣體成分比較圖”。

設(shè)計(jì)意圖： 通過(guò)高見度實(shí)驗(yàn)，即蠟燭在空氣中和在呼出氣中的燃燒實(shí)驗(yàn)，形成強(qiáng)烈的對(duì)比，引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，糾正了學(xué)生的錯(cuò)誤前概念，即呼出的氣體為二氧化碳。又通過(guò)傳感器的應(yīng)用，化定性為定量，使得實(shí)驗(yàn)結(jié)論更可靠、更有說(shuō)服力。

3.4 利用傳感器 突破擴(kuò)散難點(diǎn) 通過(guò)上面數(shù)據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生思考： 數(shù)據(jù)前后發(fā)生變化的主要原因是什么？思考得出： 氣體在交換。教師提問(wèn)： 交換的方向是怎么樣的？在學(xué)生茫然時(shí)，教師拿出插有二氧化碳和氧氣體積分?jǐn)?shù)傳感器的兩個(gè)塑料瓶。先讓學(xué)生讀出傳感器上的數(shù)據(jù)： 第一瓶是純氧，氧氣為95%，二氧化碳為0；第二瓶為純二氧化碳，氧氣為0，二氧化碳為94%。接著把這兩瓶氣體瓶口對(duì)瓶口上下疊在一起，此時(shí)學(xué)生可以很清楚地看到兩瓶氣體中的氧氣和二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)的變化情況。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生得出： 氣體擴(kuò)散方向是從高濃度向低濃度進(jìn)行。此時(shí)教師通過(guò)PPT展示肺泡結(jié)構(gòu)圖，讓學(xué)生看圖思考、分析并討論，如果要高效地進(jìn)行氣體交換，這肺泡應(yīng)該有什么特點(diǎn)與其功能相適應(yīng)。學(xué)生討論后通過(guò)修正得出： 肺泡壁要薄、肺泡要多且具有彈性，它周圍有很多的毛細(xì)血管等特點(diǎn)。最后教師在黑板上畫一個(gè)肺泡和它周圍的一根毛細(xì)血管，讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí)回答： ①氧氣和二氧化碳的交換方向；②經(jīng)過(guò)交換后，肺泡中的氣體成分的變化及毛細(xì)血管中的氣體成分變化情況。

設(shè)計(jì)意圖： 借助傳感器，通過(guò)二氧化碳和氧氣體積分?jǐn)?shù)的變化，化抽象為形象，有效突破擴(kuò)散方向的難點(diǎn)。通過(guò)看圖、思考分析，培養(yǎng)學(xué)生讀圖能力，并滲透結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生物學(xué)觀念。

3.5 自主學(xué)習(xí) 整合提升 教師提問(wèn)： 呼吸系統(tǒng)除了肺這個(gè)主要器官外，還需要哪些結(jié)構(gòu)，它們的功能又是怎么樣的？它們的結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)又是怎么體現(xiàn)的？引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，學(xué)生通過(guò)自主學(xué)習(xí)得出： 呼吸系統(tǒng)是由呼吸道和肺組成，其中呼吸道又是由鼻、咽、喉、氣管和支氣管組成。各部分的結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)的例子，如： 鼻中有鼻毛，可以阻擋灰塵和細(xì)菌等。

設(shè)計(jì)意圖： 通過(guò)自學(xué)讓學(xué)生了解呼吸系統(tǒng)各器官的名稱以及功能，符合新課程以生為本的課堂理念，在自主學(xué)習(xí)過(guò)程中，又進(jìn)一步加深了結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生物學(xué)觀念。

4 教學(xué)反思

在本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)中，通過(guò)一個(gè)低成本實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷闹谱骱妥寶馇蚬钠饋?lái)的活動(dòng)，使學(xué)生明白肺吸氣的原理是肺內(nèi)外氣壓差而不是因?yàn)楸俏鼩猱a(chǎn)生的。在自制教具的活動(dòng)過(guò)程中滲透類比思想，即氣球類比肺等，并通過(guò)讓學(xué)生找尋模型跟呼吸真實(shí)情況的區(qū)別及缺點(diǎn)，使學(xué)生深入理解肺吸氣和呼氣與內(nèi)外氣壓的關(guān)系，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑精神和批判性思維。通過(guò)肋骨和肋間外肌和內(nèi)肌運(yùn)動(dòng)模型裝置，有效突破人體呼吸時(shí)肋骨的運(yùn)動(dòng)及肋間肌的收縮與舒張的難點(diǎn)。通過(guò)蠟燭在空氣中和在呼出氣中的燃燒實(shí)驗(yàn)，糾正學(xué)生認(rèn)為的“呼出的氣體為二氧化碳”的錯(cuò)誤前概念，又借助傳感器來(lái)顯示“二氧化碳和氧氣體積分?jǐn)?shù)的變化”，使學(xué)生明白擴(kuò)散的方向是從高濃度向低濃度進(jìn)行，有效突破擴(kuò)散方向的難點(diǎn)。