应用教具 改进实验

李芳

1 教材分析

“人体内的气体交换”是苏教版七年级下册《生物学》第十章第四节的内容。气体交换是人体呼吸过程的重要组成部分。它是学生理解静脉血和动脉血之间转变原因的前提，并为进一步学习人体的能量供给奠定基础。由于七年级学生缺乏相应的物理、化学知识，所以教师在介绍气体分子扩散原理时，应多联系学生的生活实际，深入浅出地阐明原理。

2 教学目标

2.1 知识目标

概述肺泡内的气体交换过程；概述组织里的气体交换过程。

2.2 能力目标

通过探究“呼吸时二氧化碳体積分数的变化”活动，学会运用科学探究的方法分析解决问题，培养实验创新能力；通过分析图表和小组活动，锻炼识图能力、语言表达能力及合作交流能力。

2.3 情感、态度与价值观目标

体验严谨的科学态度；通过组内合作、组间竞争，树立团队意识和良性竞争意识。

3 教学重、难点

3.1 教学重点

概述肺泡内的气体交换过程；概述组织里的气体交换过程。

3.2 教学难点

说出气体交换的原理；树立团队意识和竞争意识。

4 教学方法

讲授法、实验探究法、竞赛法。

5 课时分配

1课时。

6 教学过程

6.1 复习引入并创设情境

教师出示人体内的血液循环图片，引发学生思考“血液性质为什么在肺泡处和组织细胞处会发生改变？”并给出情境——“打开四扇门就能解决这个问题”。

6.2 第一扇“探究”之门

首先，教师请学生6人一组阅读教科书63页中“呼吸过程中二氧化碳含量的变化”中某学生的实验步骤并指出不足之处。接着，教师播放微视频，引导学生独立改进实验方案，并按照微视频的要求实施实验。学生通过实验得出“呼出气体中二氧化碳含量增多”的结论。最后，教师展示表格，学生进一步总结出“呼出气体中二氧化碳含量增加，氧气展示含量减少”。

6.3 第二扇“发现”之门

学生通过观看视频“肺泡处的血液循环”，观察肺泡处气体交换。教师在黑板上贴出“血液循环”图片，利用红色、蓝色磁钉（红色磁钉代表氧气分子、蓝色磁钉代表二氧化碳分子）演示肺泡处气体交换过程。教师引导学生理解：肺泡周围毛细血管中二氧化碳透过毛细血管壁和肺泡壁进入肺泡；肺泡中氧气进入血液，所以呼出气体中氧气含量减少，二氧化碳含量增加。

6.4 第三扇“推理”之门

教师引导学生围绕“氧气去哪？二氧化碳从何而来”，进行推理。教师在黑板上再次利用不同颜色的磁钉模拟组织细胞处的气体交换过程，并向学生解释：“通过组织细胞的气体交换，血液不断放出氧气，并接受组织细胞所产生的二氧化碳。经过人体内的气体交换，组织细胞就可以不断地获得氧并排出二氧化碳。”

6.5 第四扇“实践”之门

教师事先给每组学生准备文件袋，里面有血液循环图和红色、蓝色小圆片（分别表示氧气分子和二氧化碳分子）。学生分组演示肺泡处的气体交换和组织细胞处的气体交换。最后，学生将演示成果贴于黑板上分享。

6.6 总结

教师播放动画，展示完整的血液循环和人体内的气体交换过程，并强调“氧气用于组织细胞进行新陈代谢，二氧化碳也是组织细胞进行新陈代谢产生的。人体通过血液循环和气体交换不断地给组织细胞运输氧气，并排出组织细胞产生的二氧化碳。”

7 应用教具

教师事先准备好具有组织细胞处气体交换和肺泡处气体交换的人体血液循环挂图（图1）。在黑板上教师利用红色磁钉代表氧气分子，蓝色磁钉代表二氧化碳分子，动态演示人体内的气体交换过程，使学生对气体交换过程有直观认识。教师演示结束以后，每组学生打开自己的文件袋，里面有血液循环图和红色、蓝色小圆片分别表示氧气分子和二氧化碳分子。学生分组演示肺泡处的气体交换和组织细胞处的气体交换。最后，将演示成果张贴于黑板上分享。学生自己动手实践以后，不仅加深了印象，也让教师能对学生的错误之处，及时纠正。学生展示时，注意把要展示的气体交换状态标出（图2）。

8 改进实验

教科书63页中“呼吸过程中二氧化碳含量的变化”中某学生的实验步骤最大的不足之处在于没有控制单一变量，出现了空气、呼出气体分别通入澄清石灰水以及空气和呼出气体的量不同两组变量。受化学教材启发，本来教师准备使用集气瓶收集等量的空气和二氧化碳气体，但是考虑到初一学生的实验能力不成熟，于是将实验改为使用同样大小的塑料袋收集空气和二氧化碳气体，降低了实验难度，也解决了多个实验变量的问题（图3）。实验用到的器材：2个同样大小的塑料袋（标记为空气和呼出气体）、乳胶管2根、止水夹2个、塑料绳2根、装有等量澄清石灰水的小烧杯2个（标记为空气和呼出气体）、标签纸。教师事先准备好实验操作微视频，介绍实验步骤，进一步降低难度。

9 教学反思

本节课上，教师利用“探究——发现——推理——实践之门”顺利完成了教学任务。并利用红色、蓝色磁钉模拟肺泡处的气体交换和组织细胞处的气体交换过程，降低了学生的学习难度，取得了良好的教学效果。