资源简介

发生在肺内的气体交换
一、教学分析
教材分析
教材已经介绍了外界空气经过呼吸道的处理进入肺，本节就接着介绍发生在肺内的气体交换。本节的“想一想，议一议”，列出吸入气体（即大气）和呼出气体中各成分的含量，学生通过对数据的对比分析，可得出在一呼一吸的过程中，肺内发生了气体交换。思考二氧化碳来自哪里，吸进去的空气中的氧气又是去了哪里。
在肺内进行的气体交换，包括两个部分：肺与外界的气体交换、肺泡与血液的气体交换。这两部分是有内在关联的统一整体。
关于肺与外界的气体交换，教材先介绍了肺的主要结构和功能，然后，让学生用手按住胸部两侧，感受呼吸时胸廓的变化，接下来介绍膈肌的变化还与胸廓的容积变化有关。对于这部分内容，学生并不难理解。不过，学生对于到底是由于胸廓的扩大导致吸气，还是吸气导致胸廓的容积扩大，却不一定能说清楚。因此，教材安排了一个演示实验，让学生通过直观的模拟活动，理解其中的因果关系。胸廓容积扩大为什么会导致气体进入？学生没有学习有关的物理知识，因此很难理解。教材在阐述这一问题时，在实验本教材的基础上做出较多精简，不再深入探讨其中的物理学原理。
关于肺泡与血液的气体交换，教材首先结合“想一想，议一议”活动的内容，引导学生分析气体成分的变化时怎样发生的。要说明肺泡与血液之间的气体交换是怎样发生的，首先要介绍肺泡适于气体交换的结构。教材在这里用图文结合的方式，通过呈现肺泡与毛细血管结合的结构，介绍了气体交换式如何进行的。肺泡中的氧进入了血液，那么，这些氧怎样运输到全身各处？教材在本节并未解释这一问题，而是在旁栏用思考题，引导学生先思考，为下面内容的学习埋下伏笔。
学情分析
肺与外界的气体交换涉及气体体积变化、压力等物理学问题，学生缺少有关的知识储备，因此，要让学生理解相关知识比较难，需要分层次进行演示、引导、推理。从而学生才能理解。
亲身感受胸廓的变化与呼吸的关系，很容易使学生理解胸廓变化与呼吸有关，但是不能理解主动与被动的关系。
学生理解肺内发生的气体交换，但是血液在毛细血管与组织细胞发生的物质交换学生难于全部理解，在后面的循环系统还要加以巩固。
呼吸系统疾病与本节知识相结合，在教师的引导下，学生能分析产生的原因，但是还需要教师完善。
二、教学目标
知识与技能
1．概述肺与外界气体交换的过程。
2．通过资料分析等概述肺泡与血液的气体交换过程。
过程与方法
1．培养学生动手能力、与人合作能力、科学探究能力和归纳总结能力。
2．能动手操作本节课的技能训练，并对现象进行分析，得出结论。
情感态度与价值观
通过了解肺活量与课后阅读资料的相关知识，认识到科学的体育锻炼对呼吸系统的好处。
三、教学重难点重点
1．肺与外界的气体交换。
2．肺泡与血液的气体交换。
3．通过模拟实验，找出胸廓容积的变化与呼吸的关系。
四、课前准备
多媒体课件、模拟实验模型。
五、课时安排
1课时
六、教学策略
情境导入——学生亲身感受——逐层分析——小组讨论——得出结论——联系生活实际加强巩固
七、教学建议
让学生亲身感受呼吸运动与胸廓变化有关系，然后提出问题，呼吸导致胸廓变化还是胸廓变化引起呼吸运动。最后能进行演示实验，使学生明白胸廓变化会引起气压变化从而产生呼吸。而胸廓的变化时有肋骨的运动和膈肌变化相关联的。最后可以回到学生的另一张感受：游泳时在水中为什么感觉呼吸困难？可以很好的让学生彻底理解。
在学习肺内的气体交换时，需要结合课本的“想一想，议一议”中气体成分变化表，让学生进行分析讨论；结合课本，让学生分析出进入血液的氧最终是怎样进入细胞的，又是在细胞的什么部位被利用的，二氧化碳是如何产生的？等问题，从而使学生明白气体交换除了在肺泡与毛细血管之间，还发生在毛细血管与组织细胞之间。最后结合结构与功能相适应的原则，分析肺内发生气体交换，毛细血管与组织细胞之间气体交换的结构特点。
八、学法建议
1．从亲身感受体验出发，仔细分析。
2．学会通过数据分析，发现问题找到结论。
3．动手制作，加深巩固对呼吸的理解。
九、教学过程
创设问题情境：
投影：肺的结构
肺是呼吸系统的主要器官，位于胸腔内左右各一个，左肺有两叶，右肺有三叶，肺有节奏地呼气和吸气，平静时每分钟大约呼吸16次。
问：为什么气体能进出肺呢？
学生猜想：因为呼吸道有骨或软骨做支架，呼吸道是畅通的。
投影：展示一个空管子连接一个气球。
问：现在管子和气球也是畅通的，空气能每分钟能进出气球16次吗？为什么气球不变化大小？
学生无法回答；
教师拿出刚才的气球，问：有什么办法让气球变大？
学生：用嘴吹。
让一个学生现场吹气球，然后问：为什么放置时气球不变大，而吹气却能让气球变大？吹气的时候为什么要鼓起腮帮？口腔中的气压有变化吗？
学生：口腔中气压增大才能吹气进入气球。
很好，气体有气压，只有气压的变化才有气体的流动。气体从高气压到低气压的方向流动。
问：但是，空气进入肺，却没有人在外面吹啊，又不是做人工呼吸，那么空气是怎么进入肺的呢？
（设计意图：创设问题情境，是学生产生思维冲突，形成悬念，激发兴趣导入新课）
授新课：
1．肺与外界的气体交换
现在请同学们用手按在胸部两侧，深深地吸气，你会感觉到肋骨如何运动？胸廓如何变化？
学生集中注意力感受呼吸时胸廓的变化，然后谈感受。师生交流得出：（投影）呼吸与胸廓的变化有关，吸气时胸廓上提变大，呼吸时正好相反。
（设计意图：用学生的亲身感受产生探究兴趣。）
那么呼吸与胸廓的变化关系到底是怎么样的呢？
学生：（猜测并假设）
假设1：呼吸导致胸廓容积的变化
假设2：胸廓容积的变化引起呼吸
（对学生的回答不发表看法，设置悬念）同学们敢于大胆猜测和设想，这种精神很好，现在我们通过实验来验证你们的假设是否正确。
我们通过模拟实验来研究，（演示实验并配合多媒体动画）你们从模型中看出两气球代表什么？橡皮膜代表什么？气球在什么情况下涨大？在什么情况下回缩？
学生：两气球代表两叶肺，橡皮膜代表膈肌；当橡皮膜收缩时，气球胀大；当橡皮膜舒张时，气球回缩。
同学们观察得很仔细。一个容器中的气体，在温度不变的情况下，如果气体的总量没有改变，当容器的容积增大时，气体压力就小；容积缩小时，气体压力就大。胸廓也是这样，当气体压力低于外界压力时空气就被吸入；当气体压力高于外界压力时，空气就被压出。
现在请同学们分析一下，呼吸与胸廓变化的关系
学生讨论分析得出：（投影）胸廓变大，气压减小，当小于外界气压时，空气就进入肺部，引起吸气；当胸廓变小，胸廓内气压增大，大于外界气压时，肺内的气体就被排出，产生呼气。
问：那么胸廓的大小变化又是怎么实现的呢？
投影：胸廓的大小是怎样实现的。
联系前面学习过的运动的产生，肺富有弹性，当肋骨间的肌肉和膈肌收缩使得胸腔容积扩大时，肺便扩张，肺内的气体压力相应缩小，于是气体就被吸入。当肋骨间的肌肉和膈肌舒张使得胸腔容积缩小时，肺便收缩，肺内的气体压力相应增大，于是气体就被排出。
最后在学生讨论的基础上小结出呼吸过程：（投影）当吸气时肋骨间的肌肉收缩，胸廓的前后径、左右径增大；同时膈肌收缩；膈顶部下降，使胸廓的上下径也增大，胸腔容积变大，气压降低，产生吸气；呼气时正好相反。
（设计意图：创设假设猜想，引起思想碰撞，利用实验验证分析，学生讨论得出结论。冲突擦出思想的火花）
投影：
问：请会游泳的同学说说，刚下水时，如果水超过胸部。你有什么感觉？为什么？
学生讨论分析：会感到呼吸困难（吃力），胸廓受到水的挤压，胸廓扩张受阻，使得呼吸困难。
问：有的同学喜欢趴着睡觉和有些爱美的女性经常束腰以保持好的体型，那这样会对呼吸有什么影响呢？对身体健康又影响吗？
引导学生讨论分析，得出结论：胸廓的扩张受到影响，吸气受到影响，不能正常呼吸。
（设计意图：结合实际例子，加深学生对胸廓变化引起呼吸的理解）
2．肺泡与血液的气体交换
问：我们一起进一步思考一下，气体到达肺部以后发生什么变化？
（学生小组讨论分析课本的“想一想，议一议”并结合观察图4-30）
问：进出肺部的气体成分发生了怎样的变化？减少的气体到哪里去了，增加的气体又是从哪里来的？
学生：氧气减少了，呼出的气体中二氧化碳的量明显增加了，应该是氧气和二氧化碳之间发生了交换。氧气进入血液，并且血液中的二氧化碳进入肺泡内。
（设计意图：分析数据，得出结论。提高学生分析数据的能力）
很好！根据“结构与功能相适应”的原则，请大家分析一下，肺泡有什么结构适合进行气体交换呢？
投影：肺泡的结构
学生仔细观察肺泡有哪些结构特点适合进行气体交换，小组讨论。
分析得出结果：肺泡的数量很多，肺泡外包绕着丰富的毛细血管，肺泡壁和毛细血管壁都很薄，都是一层扁平的上皮细胞，肺泡这样的特点很适合与血液之间进行气体交换。
投影：肺与外界进行气体交换的动画
学生观看后总结：吸入肺泡内的空气中，氧的含量比静脉血中的多，而二氧化碳的含量比静脉血中的少，因此静脉血流经肺泡外的毛细血管时，肺泡内的氧便透过肺泡壁、毛细血管壁扩散到血液里；同时静脉血里的二氧化碳透过毛细血管壁、肺泡壁扩散到肺泡中，然后随着呼气的过程排出体外。
问：同学们说得非常好。那么由肺泡进入到血液里的氧，怎样到达全身各处的组织细胞里？
学生：进入血液中的氧，通过血液循环输送到全身各处的组织细胞。
问：氧最后是在细胞中的什么部位被利用的？（学生联系以前知识，相互讨论可知在细胞的线粒体中）
（设计意图：学会从“结构与功能相适应”的原则基础上分析问题，提升生物学素养）
问：我们经常在新闻 报道上看到有关“溺水、煤气中毒”等报道，那为什么会危及生命呢？“患肺炎、尘肺为什么会出现胸闷、呼吸急促、呼吸困难等症状呢？”（学生课外查找资料完成）
教师：人体每天需要大量的氧气，而肺的通气功能就决定着身体每天获得氧气的量的多少，衡量肺的这个功能，我们可以通过测量肺活量；请大家课外完成技能训练
（设计意图：联系实际，拓展学生课外学习，增进学生对呼吸疾病的认识；小组合作，技能训练，提高动手能力）
十、板书设计
发生在肺内的气体交换

十一、教学反思
由于学生还没有开始学习物理学方面的知识，所以，学生理解气压的变化导致肺的通气，有部分学生还是会觉得难以理解，所以这块知识要更细致处理。由于课堂时间有限，不可能将全部的知识点细化，所以需要学生在课外进行补充学习，而课外资料的查找和汇总，是一个很好的途径。
关键词
肺 血液 气体交换

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