初中生物实验技能创新之体循环和肺循环的教学设计与应用

杨再洪

摘要：实验教学在初中生物中十分重要，为进一步提高学生对生物的学习兴趣，结合在教学过程中学生反映较多的体循环和肺循环这一知识点，设计并完善了此教具，通过本教具学生充分认识了体循环和肺循环的转化过程。在制作模型的过程中，学生认识了心脏、血管的结构和功能，使抽象的知识具体化，同时还培养了学生独立思考、合作探究、大胆创新的能力。

关键词：初中生物、体循环和肺循环、教学设计

中图分类号：G4 文献标识码：A

体循环：又称大循环。当心室收缩时，含有较多的氧及营养物质的鲜红色的血液（动脉血）自左心室输出，经主动脉及其各级分支，到达全身各部的毛细血管，进行组织内物质交换和气体交换，血液变成了含有组织代谢产物及较多二氧化碳的略紫色的血液（静脉血），再经各级静脉，最后汇入上、下腔静脉流回右心房。

肺循环：又称小循环。体循环返回心脏的血液从右心房流入右心室，心室收缩时，血液从右心室进入肺动脉，经其分支达肺毛细血管，在此进行气体交换，静脉血变成动脉血。经肺静脉回流入左心房，再入左心室。

七年级的学生因为无法直接观察到血液流动的过程，更无法体验到血液循环中各结构对功能的精妙适应，不太容易理解血液循环的途径，理不清楚血液循环中体循环与肺循环如何连通[1]。为帮助学生清楚地认识体循环和肺循环的过程，故设计了本教具，培养学生团结协作和动手操作能力。

1.体循环和肺循环的设计思路

1.1发现问题：在教学的过程中发现本知识点十分抽象，难以理解。学生更是疑虑颇多，不清楚心脏的结构、血流方向，基本上靠死记硬背，而且很容易出错，学习起来十分吃力。

1.2查阅资料：结合实验室现有的模型，在网上寻找相关的实验装置，在各大期刊上查找相关论文。

1.3材料准备：在保证材料简单、易获得且经济条件下，在实验室、网上、市场等地将材料准备齐全。

2.体循环和肺循环教具的制作过程

2.1材料准备

网购：底吸潜水泵，2个18w;透明塑料软管，内径4mm，8m;透明硅胶软管，内径2.3mm。

实验室：心脏模型1个。

打印店：自行设计并打印一张体循环和肺循环背景图（50cm*70cm）;木板1张（50cm*70cm）。

其他：红墨水1瓶，蓝墨水1瓶，水槽2个。

2.2教具组装

2.2.1背景：参照收集到的体循环和肺循环的图片，取其一部分素材用于背景图的制作，打印并安装在木板上。

2.2.2心脏：将实验室现有的心脏模型用打孔机将其打孔，用标签纸标注出心脏的四个腔（左心房、左心室、右心房、右心室）的位置，并用铁丝固定在背景图片心脏的位置处。

1号软管表示动脉血转变成静脉血。连接顺序：肺部毛细血管网→肺静脉→左心房→左心室→主动脉→全身各级动脉→全身毛细血管网

2号软管表示静脉血转变成动脉血。连接顺序：全身毛细血管网→上、下腔静脉→右心房→右心室→肺动脉→肺部毛细血管网

2.体循环和肺循环教具的使用

2.1知识复习

2.1.1心脏：学生通过学习，认识心脏由哪种肌肉构成？指出心脏四个腔室的位置，厚薄程度，血流方向，并回忆其功能。

2.1.2模拟血液循环：常用的方法是由学生读或教师讲解书中的内容，学生没有感性认识，可能产生的问题：学生能感受到心脏的收缩和舒张是不间断的吗？能直观感到血液带来什么、带走什么吗[2]？

2.1.3对比不同模型：在网上寻找相关模型视频及文献资料（有彩灯的、手动的、视频动画的），学生进行对比分析，发现其优点和缺点，再结合本实验进行大胆改进，把最好的设计运用到本實验装置中。

2.2构建体循环和肺循环模型

2.2.1组装：根据探讨出来的操作流程，学生分组进行组装。第1组负责将纸贴在木板上，在相应的位置固定好塑料软管和水槽，在安装的过程中遇到问题了该如何解决？教师指导，师生共同完成;第2组负责安装心脏、水泵、通电、贴标签，要注意用电安全，标签不能贴错。在组装过程中需要同学们相互配合，通力合作才能完成。

2.2.2教具识别：在实验之前学生还要清楚以下问题。教具中心脏四个腔的位置分布及功能，每个腔连接的血管名称，血液流动的方向是怎样的？哪些代表动脉血管和静脉血管？水槽中的红墨水和蓝墨水分别代表什么？与教材相比有哪些异同点？水泵代表什么？该如何接管等？

2.2.4开始实验：将装置调试完毕后开始实验，在实验过程中同学们要认真观察，总结出体循环和肺循环的流动的方向，血液经过心脏及血管的部位，心脏供血的原理，血液颜色的变换情况等等。

体循环：左心室→主动脉→全身各级动脉→全身毛细血管网→上、下腔静脉→右心房

血液颜色：动脉血（红色）→静脉血（蓝色）

肺循环：右心室→肺动脉→肺部毛细血管网→肺静脉→左心房

血液颜色：静脉血（蓝色）→动脉血（红色）

3.小结与反思

本教具以动态直观的方式成功地展示了体循环和肺循环的过程，体现了心脏在血液循环中的地位，理清了体循环和肺循环的开始、经过和结束过程，展现出了人体血液是始终在不停循环的理念。学生认识到了体循环是将氧气等有机物运输至全身，由鲜红色的动脉血转变为暗红色的静脉血;肺循环则是将缺氧的血液在肺部进行气体交换，将暗红色的静脉血转变成鲜红色的动脉血。

虽然本教具解决了学生的实际问题，但是还存在一些不足之处，比如：装置不够精致;自动化程度不高，不能实现血液颜色之间的自然转换等。

参考文献

[1]张晓菲，韩烁，庞玥.自制血液循环模型用于教学的设计和实践[J]. 生物学通报，2020

[2]赵建平.血液循环模拟实验的创新改进[J].湖北省房县实验小学，2021