探究肺与外界气体交换的原理
一、使用教材
人教版《生物学》七年级下册第三章第二节《发生在肺内的气体交换》 二、实验器材
电子肺活量计、吹嘴、塑料瓶、气球、吸管、小刀、剪刀、透明胶、细绳、玻璃罩、玻璃管、橡皮膜、橡皮塞、玻璃杯、塑料盖子、胶头滴管、烧杯、针筒
三、实验创新要点/改进要点
在教材原有的玻璃罩、玻璃管和橡皮膜实验材料的基础上，增加了生活中易得的材料：塑料瓶、吸管、气球，进一步激发学生去思考，做出选择。同时，增加了学生感受气压的存在的“覆杯实验”以及通过针筒和胶头滴管感受气压随气体体积变化的环节，一步步启发学生理解肺与外界气体交换的原理。
四、实验原理/实验设计思路
学生很难理解肺与外界气体交换的原理，有“吸气导致胸廓扩大”的错误前概念。同时，学生实验探究能力不强，会按照教材上的提示、按部就班地建构呼吸模型。所以本节课学生不带教材，通过查阅小资料，选择合适的材料去体验感知、动手实践、合作探究得出结论，改变错误的前概念。再通过 “覆杯实验”直观感受大气压的存在，用胶头滴管、针筒亲身体验气压随着气体体积的变化，从而获得肺与外界气体交换原理的概念。
五、实验教学目标 （一）知识与技能
1.形成正确概念“胸廓扩大导致吸气”。 2.理解并能简述肺与外界气体交换的原理。 （二）过程与方法
通过制作呼吸模型、感受气压与体积的关系，培养实验探究能力。 （三）情感态度与价值观
树立保护肺的意识，增强体育锻炼，强化生命观念。 六、实验教学重难点 （一）重点 1.胸廓扩大导致吸气 2.肺与外界气体交换的原理
（二）难点
肺与外界气体交换的原理 七、实验教学内容
学生通过查阅小资料，选择合适的材料去体验感知、动手实践、合作探究得出概念——“胸廓扩大导致吸气”。再通过“覆杯实验”直观感受大气压的存在，用胶头滴管、针筒亲身体验气压随着气体体积的变化，从而获得肺与外界气体交换原理的概念。
八、实验教学过程 （一）新课导入
设计问题：“一个人不吃饭、不喝水、不呼吸分别可以活多久？”学生根据已有经验作出判断，大概分别是：一个月、一周、几分钟。通过数据的直观对比，学生得出呼吸特别重要，在此基础上引出与呼吸密切相关的肺。
（二）体验感知
学生以小组为单位，测定肺活量，将数据填入到表格中。设计这个环节，一方面学生可以了解肺功能的强弱可以通过肺活量来测定，强化学生增加体育锻炼的意识；另一方面，调动学生的积极性，引发学生探究肺与外界气体交换原理的欲望，同时感受胸廓的变化。抛出关键性问题——“是胸廓扩大导致吸气，还是吸气导致胸廓扩大？”肺位于胸腔内部，看不到，比较抽象，所以采用建构呼吸模型来直观体验。
图1 学生测肺活量
（三）模型建构
为了突破这一重点，再结合新课程标指出的要构建便于学生主动参与、主动探究的活动，提供有利于学生自我展示的平台。这一环节给学生充分的思维空间，让学生查阅小资料、选择合适的实验材料，以小组为单位尝试建构一个呼吸模型，得出结论并完成实验报告单。
图2 学生选择材料制作呼吸模型
（四）尝试解释
学生都能够得出重要结论：“胸廓扩大导致吸气。”但对“是什么力量使得气体进出肺？”还不甚清楚。所以，在教材的基础上，增加了两个小实验。
首先，学生在教师引导下，演示“覆杯实验”。“覆杯实验”证明气压存在非常出名且操作简单。将玻璃杯注满水后，盖上玻璃片，再倒过来静置，松开手，玻璃片不会掉下来，学生较好地感受了大气压的存在。
图3 学生演示“覆杯实验”
接着，学生再选择合适的材料，感受气压随着体积的变化，得出二者的关系。用手堵住针筒，拉动针筒，针筒会往里面吸。以及挤压胶头滴管，水会流出来。这两个现象，学生能够通过亲身体验，理解并得出气压随着气体体积变化的规律。
图4 学生选胶头滴管感知气压和体积的关系
再结合呼吸模型，拉动“膈肌”时里面的“肺”变大的现象，学生能够说出肺与外界气体交换的原理。至此，难点突破。
图5 学生展示模型，说出肺与外界气体交换的原理
（五）课堂小结
采用小组互评的方式，对各小组的模型进行评价和肯定，进一步提高学生的学习热情。
图6 学生制作的呼吸模型
最后，学生谈在生活中如何保护肺，教师再对集体智慧进行点评。 九、实验效果评价
1、在教学过程中，利用现代化多媒体技术、实验器材和用具、实验报告单导学等，充分发挥学生主体作用，让学生自主探究得出结论。
2、在学生前概念错误的前提下，能够选择合适的材料，建构出呼吸模型、亲身感受覆杯实验、体验针筒、胶头滴管，理解气压随着气体体积的变化，较好地构建了肺与外界气体交换的原理的概念。循序渐进，突破重难点。
3、整个教学活动，学生积极思考，主动参与，锻炼了他们的理性思维、实践动手、自主选择、合作探究等能力，也学会了实验探究的方法，较好地实现了三维目标。
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