【矩道生物虚拟仿真实验室】第二节 发生在肺内的气体交换 （第一课时）

概述：

本节是人教版生物七年级下册第四单元第三章第二节《发生在肺内的气体交换》。

共有两部分：肺与外界的气体交换、肺泡与血液的气体交换。第一课时的演示实验由学生亲自体验为教学重点，但还涉及到“气体体积与气压的关系”等物理学知识，学生缺少有关的知识储备，因此利用虚拟仿真模型帮助学生进行理解，会使教学效果事半功倍。

教学目标

知识与技能：

1、概述肺与外界的气体交换过程。

2、说出胸廓的变化与呼吸的关系

过程与方法：

1、通过制作模拟呼吸运动的模型，提高学生的动手操作能力。

2、通过实验提高学生观察和科学实验能力。

教学重点与难点：

教学重点：概述肺与外界的气体交换过程。

教学难点：肺与外界气体的交换过程、气体体积与气压的关系。

教学过程

导入新课

让学生深吸气后屏住呼吸,看能维持多久,引导学生说出气体交换的重要性。提出问题:肺是怎样实现与外界的气体交换的?引入课题。

一、肺的结构

老师:我们每时每刻都要呼吸，吸进去的空气进入了肺中，那么肺是怎样的一个器官呢？

下面我们在生物仿真实验室中进行学习。

通过旋转、放大和对各部位的名称标注，引导学生观察、讨论。

二、肺与外界的气体交换

探究活动一：呼吸运动时肋间肌引起的胸廓变化。

让学生用双手轻触自己胸侧的肋骨处,做深呼吸,感受自己在吸气和呼气时胸廓的变化。

老师:你在吸气和呼气时,胸廓是否发生变化?发生了怎样的变化?

学生:深吸气肋骨在向上向外运动,胸廓扩大。深呼气肋骨在向下向内运动,胸廓缩小。

学生:通过感知,知道吸气时,胸廓扩大了;呼气时,胸廓缩小了,吸气和呼气都与胸廓变化有关。

老师:吸气和呼气这两个动作合起来就是呼吸运动。那么,呼吸运动是怎样产生的呢?

学生:根据自己的感受,探究呼吸运动时胸廓容积变化的原因。对胸廓容积变化的原因作出假设。

老师:做曲肘、伸肘动作,启发学生讨论、交流,作出假设:胸廓容积变化的原因是有关肌肉的收缩和舒张引起的。

老师演示肋骨运动的模型。说明所代表的脊柱,肋骨,胸骨,肋间外肌。提醒学生注意胸廓前后、左右径有何变化。

通过生物仿真实验室进行演示。

探究活动二：呼吸运动时膈肌引起的胸廓变化。

教师启发学生进一步探究:为什么肺容积的变化会导致吸气和呼气?

老师演示实验,提出问题,学生讨论:

①橡皮膜、两个气球、玻璃钟罩分别代表什么?

②手向下拉橡皮膜时,气体进入气球还是排出?

③橡皮膜回缩时,气体进入气球还是排出?

④是肺容积的扩大导致吸气,还是因为吸气后使肺的容积扩大?

老师:做演示实验:一手握住瓶颈,一手向下拉橡皮膜,同时说明这示意膈肌收缩。此时,请同学们观察“胸廓”上下径的变化和“肺”的变化。然后,一手放开橡皮膜,同时说明这示意膈肌舒张。提醒学生观察“胸廓”上下径的变化和“肺”的变化。

通过生物仿真实验室进行演示。

老师:当“膈”运动时,“胸廓”的上下径和“肺”有什么变化?

学生:分析讨论并归纳出膈肌的收缩和舒张引起胸廓上下径的变化。

通过上述实验引导学生得出:

①肋骨和膈运动的结果,使胸廓扩大或缩小。

②肋骨和胸骨的运动,与肋间肌和膈肌的收缩和舒张有关。当肋间外肌和膈肌收缩时,胸廓的前后、左右径和上下径增大,这时候胸廓扩大。反之,缩小。

通过生物仿真实验室进行演示。

进一步探究:为什么肺容积的变化会导致吸气和呼气?

探究活动三：胸廓变化与呼吸的关系：究竟是胸腔扩大导致吸气，还是吸气导致胸腔扩大

将气球口套住吸耳球口并绑紧,捏吸耳球时,气球胀大,松开吸耳球时,气球缩小。之后引导学生分析,使学生了解在特定的条件下,容器变小时气体压力增大,容器内气体被压出去;容积变大时,气体压力变小,外界气体被“吸”进来。

肺的容积扩大—→外界气体入肺

肺的容积缩小—→肺内气体排出

学生分析、归纳肺与外界气体交换的原理和过程:呼吸肌的收缩和舒张,使胸廓扩大和缩小,引起肺被动地扩张和回缩,形成肺内气压与大气压之间的压力差,才使气体能够进出肺泡。

老师:气体在呼吸运动作用下进入了肺,这只是完成外界气体和肺泡内气体之间交换,它不是呼吸的结束,只是呼吸的第一步,只有肺泡内气体与血液间的气体进行交换了,而血液又与组织细胞之间的气体进行交换才是呼吸的实质。

那么进入肺泡内的气体与血液之间是怎样进行交换的呢?下节课我们一起来探究:肺内气体发生的变化。

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