2025-2026学年苏科版（2024）初中生物八年级上册《人体与外界进行气体交换》教学设计

2025-2026学年苏科版（2024）初中生物八年级上册《人体与外界进行气体交换》教学设计一、学情分析本节课的教学对象是初中八年级学生。在知识储备方面，学生此前已学习过人体的消化系统、循环系统等相关内容，对人体各系统协同工作维持生命活动有了初步认知，这为理解呼吸系统与循环系统配合完成气体交换奠定了基础。同时，学生在日常生活中对呼吸现象有直观感受，如跑步后呼吸加快、感冒时鼻塞影响呼吸等，这些生活经验能帮助他们更快进入课堂学习状态。不过，学生对呼吸系统的具体结构及各部分功能的认知仍较为模糊，尤其是对肺泡与血液之间气体交换的原理、呼吸运动与气体进出肺的关系等抽象知识，理解起来可能存在困难。此外，八年级学生虽具备一定的观察、分析和归纳能力，但在将抽象的生理过程与具体的结构特点相联系，以及运用科学思维解释生活现象方面，仍需教师进一步引导。二、核心素养教学目标生命观念：通过学习呼吸系统的结构与功能，理解生物体结构与功能相适应的观念；认识人体与外界气体交换是维持生命活动的重要过程，树立稳态与平衡的生命观念。科学思维：借助观察呼吸系统模型、分析气体交换示意图等活动，培养归纳概括、逻辑推理的科学思维能力；能运用所学知识解释呼吸频率变化等生活现象，提升科学解释能力。科学探究：参与“探究人体呼出气体成分”实验，掌握实验设计、操作、现象记录与分析的基本方法，培养科学探究的兴趣与能力，增强团队协作意识。社会责任：了解呼吸系统疾病的成因与预防措施，关注自身及他人呼吸系统健康；树立健康的生活理念，主动向家人和朋友宣传保护呼吸系统的知识，增强社会责任意识。三、教学重难点1.教学重点呼吸系统的组成及各主要器官（鼻、咽、喉、气管、支气管、肺）的功能。呼吸运动的过程（吸气和呼气时胸廓、肺的变化及气体进出情况）。肺泡与血液之间气体交换的原理与过程。2.教学难点理解呼吸运动中胸廓的扩大与缩小是如何引起肺的扩张与收缩，进而实现气体进出肺的。掌握肺泡与血液之间气体交换依赖于气体扩散作用的原理，以及该过程中氧气和二氧化碳的移动方向。四、教学准备教具准备：呼吸系统模型（展示鼻、咽、喉、气管、支气管、肺的结构）、呼吸运动模拟装置（由玻璃罩、橡皮膜、气球等组成，模拟胸廓、膈肌和肺的运动）、肺泡结构放大模型。实验材料：澄清石灰水、试管、玻璃管、吸管、集气瓶、玻璃片、打气筒、蜡烛、火柴等，用于“探究人体呼出气体成分”实验。多媒体资源：制作包含呼吸系统结构动画、呼吸运动动态演示视频、肺泡与血液气体交换示意图、常见呼吸系统疾病案例（如哮喘、肺炎）及预防措施的课件。其他材料：印发呼吸系统结构填图练习、气体交换过程流程图等学习资料，供学生课堂学习和课后巩固使用。五、教学过程（一）导入新课1.播放一段运动员剧烈运动后大口喘气的视频，同时展示普通人安静状态下和运动后呼吸频率对比的数据图表。2.提问引导：“同学们，我们观察到运动员运动后呼吸会变得急促，大家知道这是为什么吗？安静时和运动后我们吸入和呼出的气体是否相同呢？人体又是通过哪些器官来完成与外界的气体交换的？”3.学生结合生活经验自由发言，教师对学生的回答进行简要点评，随后引出本节课主题——人体与外界进行气体交换。【设计意图】通过生活中常见的运动后呼吸变化现象及数据对比，激发学生的好奇心和求知欲，将学生的生活经验与课堂知识建立联系，自然导入新课，为后续教学内容的展开做好铺垫。（二）新课讲授1.呼吸系统的组成与功能1）.自主学习与观察让学生阅读教材中“呼吸系统的组成”部分内容，同时观察教师展示的呼吸系统模型和课件中的呼吸系统结构图片。提问：“请同学们说一说人体的呼吸系统是由哪些器官组成的？这些器官在身体的哪个部位？”学生自主思考后举手回答，教师根据学生回答，在黑板上画出呼吸系统组成的简单示意图，并标注各器官名称，对学生回答不完整或错误的地方进行补充和纠正。2）.分器官讲解功能鼻：展示鼻腔内部结构图片（含鼻毛、黏膜），提问：“大家想一想，鼻腔内的鼻毛和黏膜有什么作用呢？”引导学生结合生活经验思考，如感冒时鼻塞、流鼻涕等现象。学生讨论后发言，教师总结：鼻毛能阻挡空气中的灰尘等异物，鼻黏膜能分泌黏液湿润空气，黏膜中的毛细血管还能温暖吸入的冷空气，使吸入的空气更适合肺部。同时强调用鼻呼吸比用口呼吸更健康的原因。咽、喉：简要介绍咽是呼吸道和消化道的共同通道，吞咽时会厌软骨会盖住喉口，防止食物进入气管；喉是发声器官，展示喉的结构图片，说明声带振动产生声音，让学生尝试轻声说话感受声带的振动。气管、支气管：展示气管和支气管的结构图片，指出管壁上有纤毛和腺细胞，提问：“气管和支气管管壁上的纤毛和腺细胞有什么功能呢？”结合教材内容讲解：腺细胞分泌的黏液能黏附空气中的灰尘和细菌，纤毛摆动将黏液推向喉部，形成痰排出体外，从而清洁空气。同时提醒学生不要随地吐痰，培养良好的卫生习惯。肺：展示肺的模型和肺泡结构放大模型，介绍肺是呼吸系统的主要器官，位于胸腔内，左右各一。提问：“肺为什么能成为气体交换的主要场所呢？它有哪些结构特点与气体交换功能相适应？”组织学生小组讨论，结合教材中对肺泡特点的描述（数量多、壁薄、外包毛细血管）进行分析。各小组代表发言后，教师总结：肺由大量肺泡构成，肺泡数量多大大增加了气体交换的面积；肺泡壁和毛细血管壁都很薄，只由一层上皮细胞构成，有利于气体交换；肺泡外缠绕着丰富的毛细血管，能及时运输交换后的气体，这些特点都体现了结构与功能相适应的观念。3）.巩固练习发放呼吸系统结构填图练习，让学生独立完成，随后同桌之间相互检查纠错，教师随机抽查部分学生的练习情况，针对存在的问题进行集中讲解。【设计意图】通过自主学习、观察模型、问题引导和小组讨论等方式，让学生主动参与知识的获取过程，逐步掌握呼吸系统的组成和各器官功能。同时，结合生活现象和卫生习惯教育，将知识学习与生活实际相结合，提升学生的学习兴趣和健康意识。2.呼吸运动与肺通气1）.感知呼吸运动让学生将双手放在胸部两侧，尝试缓慢吸气和呼气，感受吸气和呼气时胸廓的变化。提问：“同学们在吸气和呼气时，能感觉到胸廓有什么不同的变化吗？这种变化与气体进出肺有什么关系呢？”学生根据自身感受发言，教师引导学生初步认识到胸廓的扩大和缩小可能与气体进出肺有关。2）.演示与分析呼吸运动模拟实验展示呼吸运动模拟装置（玻璃罩代表胸廓，橡皮膜代表膈肌，气球代表肺），向学生介绍装置各部分对应的人体结构。教师用手向下拉橡皮膜（模拟膈肌收缩），让学生观察气球的变化；再放松橡皮膜（模拟膈肌舒张），观察气球的变化。提问：“当向下拉橡皮膜时，气球发生了什么变化？这模拟了人体的什么过程？放松橡皮膜时，气球又有什么变化？对应的是人体的什么过程？”学生观察后分组讨论，分析现象背后的原因。教师根据学生的讨论结果，结合教材中“呼吸运动过程”的内容进行讲解：吸气时，膈肌收缩，膈顶部下降，胸廓的上下径增大；同时肋间肌收缩，肋骨向上向外运动，胸廓的前后径和左右径也增大，胸廓容积扩大。肺随之扩张，肺内气压低于外界大气压，外界空气通过呼吸道进入肺。呼气时，膈肌舒张，膈顶部上升，肋间肌舒张，肋骨向下向内运动，胸廓容积缩小。肺随之收缩，肺内气压高于外界大气压，肺内气体通过呼吸道排出体外。3）.动画辅助理解播放呼吸运动动态演示动画，再次展示吸气和呼气过程中胸廓、膈肌、肺的变化及气体流动方向，帮助学生更直观、清晰地理解呼吸运动与肺通气的关系。提问：“为什么跑步后我们的呼吸会变得急促呢？请大家结合呼吸运动的知识进行解释。”学生思考回答，教师补充总结：跑步时身体消耗的能量增加，需要更多的氧气，同时产生更多的二氧化碳。为了满足身体对氧气的需求和排出多余的二氧化碳，呼吸频率会加快，即单位时间内呼吸运动的次数增加，从而使气体交换的效率提高。【设计意图】通过让学生亲身体验呼吸运动、观察模拟实验和观看动画，将抽象的呼吸运动过程具象化，帮助学生突破难点，理解胸廓变化与肺通气的关系。同时，结合生活中呼吸频率变化的现象进行提问，引导学生运用所学知识解释实际问题，提升知识的应用能力。3.探究人体呼出气体成分1）.提出问题与作出假设提问：“我们吸入的是空气，呼出的气体与吸入的空气成分是否相同呢？如果不同，可能在哪些气体成分上存在差异？”学生结合生活经验和已有知识进行猜测，如认为呼出气体中二氧化碳含量可能比吸入的空气高，氧气含量可能降低等。教师引导学生根据猜测作出合理假设。2）.设计实验方案组织学生分组讨论，围绕“如何验证呼出气体中二氧化碳含量比空气高”设计实验方案。教师提供澄清石灰水（二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊）、试管、玻璃管、吸管、集气瓶等实验材料，提示学生注意实验的对比性和安全性。各小组展示设计的实验方案，教师对方案的可行性进行点评和指导，最终确定较为合理的实验方案：取两支相同的试管，分别加入等量的澄清石灰水。用打气筒向一支试管中通入空气，观察石灰水的变化。另一支试管由学生用吸管向其中吹气（呼出气体），观察石灰水的变化。对比两支试管中石灰水的变化情况，分析实验结果。3）.进行实验与记录现象学生分组进行实验，教师巡视指导，提醒学生正确使用实验器材，注意卫生（如吸管一次性使用），并及时记录实验现象。实验结束后，各小组汇报实验现象：通入空气的试管中澄清石灰水基本无变化，而通入呼出气体的试管中澄清石灰水变浑浊。4）.分析结果与得出结论提问：“实验现象说明什么问题呢？为什么会出现这样的现象？”学生讨论分析，教师引导学生得出结论：呼出气体中二氧化碳的含量比吸入的空气中高，因为二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，且呼出气体使石灰水变浑浊的程度更明显。补充拓展：展示“空气中氧气含量测定”的实验图片（如蜡烛燃烧实验），简要介绍可通过类似实验验证呼出气体中氧气含量比空气低，进一步说明人体呼出气体与吸入空气成分的差异。【设计意图】通过开展探究实验，让学生经历“提出问题—作出假设—设计方案—进行实验—分析结果—得出结论”的完整科学探究过程，培养科学探究能力和团队协作能力。实验现象直观明显，能帮助学生清晰认识到呼出气体成分的变化，为后续学习肺泡与血液的气体交换奠定基础。4.肺泡与血液的气体交换1）.回顾与过渡提问：“我们已经知道呼出气体中二氧化碳含量增加，氧气含量减少，那么这些气体成分的变化是在哪里发生的呢？”学生结合之前学习的肺的结构知识，回答出气体交换主要在肺内的肺泡处进行。教师由此过渡到“肺泡与血液的气体交换”的教学内容。2）.分析肺泡适于气体交换的结构特点展示肺泡结构放大模型和肺泡与毛细血管关系示意图，提问：“肺泡具有哪些结构特点，使其成为气体交换的主要场所呢？”学生回顾之前学习的肺的结构知识，结合图片进行思考回答，教师总结：肺泡数量多，总面积大；肺泡壁薄，只由一层上皮细胞构成；肺泡外缠绕着丰富的毛细血管，毛细血管壁也只由一层上皮细胞构成。这些特点都有利于气体在肺泡和血液之间进行交换。3）.讲解气体交换原理与过程介绍气体扩散作用的概念：气体总是从浓度高的地方向浓度低的地方扩散。结合教材中的“肺泡与血液之间气体交换示意图”，讲解气体交换过程：吸入的空气进入肺泡后，肺泡内氧气的浓度高于血液中氧气的浓度，二氧化碳的浓度低于血液中二氧化碳的浓度。根据气体扩散原理，氧气会从肺泡扩散进入血液，二氧化碳会从血液扩散进入肺泡。经过气体交换后，血液中的氧气含量增加，二氧化碳含量减少，由静脉血变成动脉血；肺泡内的二氧化碳通过呼气排出体外。4）.联系循环系统提问：“肺泡处交换得到氧气的血液，会通过什么系统运输到身体各个组织细胞呢？组织细胞产生的二氧化碳又如何到达肺泡呢？”学生结合之前学习的循环系统知识回答，教师补充：富含氧气的动脉血通过血液循环输送到全身各组织细胞周围的毛细血管，与组织细胞进行气体交换（氧气进入组织细胞，二氧化碳进入血液），之后血液变为静脉血，再通过血液循环回到肺部，再次与肺泡进行气体交换，排出二氧化碳，获取氧气。由此说明呼吸系统与循环系统协同工作，共同完成人体与外界的气体交换及体内气体的运输。【设计意图】通过结合模型、示意图和气体扩散原理，逐步讲解肺泡与血液之间的气体交换过程，帮助学生理解抽象的生理过程。同时，联系循环系统的知识，让学生认识到人体各系统之间的联系，形成整体的生命观念，进一步突破教学难点。5.呼吸系统健康与疾病预防1）.展示案例与提问播放哮喘发作、肺炎患者就医的案例视频，展示吸烟对肺部危害的图片，提问：“这些呼吸系统疾病会给人体带来哪些危害？大家知道哪些因素会导致呼吸系统疾病呢？”学生结合生活经验和视频、图片内容发言，如认为吸烟、空气污染、感冒病毒感染、过敏等可能导致呼吸系统疾病。2）.讲解疾病成因与预防措施教师根据学生的回答，结合教材内容，详细介绍常见呼吸系统疾病（如哮喘、肺炎、支气管炎、肺癌等）的主要成因：吸烟：烟草中的有害物质（如尼古丁、焦油）会损伤呼吸道黏膜和肺组织，诱发多种呼吸系统疾病，甚至导致肺癌。空气污染：空气中的粉尘、有害气体（如二氧化硫、二氧化氮）会刺激呼吸道，引发炎症。病原体感染：细菌、病毒等病原体感染呼吸道和肺，可引起感冒、肺炎、支气管炎等疾病。过敏因素：花粉、尘螨等过敏原可诱发哮喘等过敏性呼吸系统疾病。提问：“针对这些致病因素，我们应该采取哪些措施来保护呼吸系统健康，预防呼吸系统疾病呢？”学生分组讨论，提出预防措施，如不吸烟、避免吸入二手烟、雾霾天气戴口罩、加强体育锻炼增强体质、勤洗手预防病原体感染、保持室内空气流通等。教师对学生提出的措施进行整理和补充，强调养成健康生活习惯对保护呼吸系统的重要性。【设计意图】通过展示真实的疾病案例和危害图片，让学生直观认识到呼吸系统疾病的严重性，激发学生关注呼吸系统健康的意识。通过讨论和