声音的接收器：耳的结构、功能与听觉的形成-七年级下册生物学（科学）探究教学设计

声音的接收器：耳的结构、功能与听觉的形成——七年级下册生物学（科学）探究教学设计一、教学内容分析  本节课隶属于初中科学（生物学）领域中“人体生命活动调节”的重要组成部分，具体对应《义务教育科学课程标准（2022年版）》中“生命系统的构成层次”和“生物体的稳态与调节”两大主题。从知识图谱看，它上承“声音的产生与传播”的物理原理，下启“神经系统与信息处理”，是理解人体如何感知环境、实现信息交互的关键枢纽。核心概念在于阐明耳的结构与听觉功能之间的适应关系，以及听觉形成的基本生理过程。课标不仅要求掌握具体的解剖学名词（如鼓膜、听小骨、耳蜗），更蕴含了“结构与功能相适应”这一生物学基本观念，并期望学生通过探究活动，体验从现象（听到声音）到本质（神经信号产生与传递）的科学推理过程。其素养价值在于引导学生关注人体精密构造，树立健康生活的意识（如保护听力），并初步培养基于证据解释生命现象的科学思维。  面向七年级学生，学情具有两面性。一方面，学生对“耳朵能听声音”有丰富的感性经验，对耳的基本外形（耳廓、外耳道）有所了解，并对与听力相关的健康问题（如噪音、掏耳朵）抱有好奇，这是教学宝贵的起点。另一方面，耳的内部结构隐匿且微观，听觉形成的神经生理过程抽象，学生极易产生认知障碍，常见误区如：误认为声音是以“原声”形式在耳内直接传递至大脑，或对耳蜗、听觉神经的具体作用模糊不清。此外，个体在空间想象能力、抽象逻辑推理能力上存在差异。因此，教学对策需着力于“化抽象为具体”：通过高质量的模型、动态模拟动画和简易的模拟实验，搭建认知阶梯。课堂上将通过递进式提问、小组合作搭建模型、绘制过程示意图等形成性评价手段，动态诊断学生从宏观感知到微观理解、从机械传声到神经转换的思维跃迁情况，并为理解有困难的学生提供结构化的图表支架，为学有余力的学生提供关于听觉异常（如传导性耳聋与神经性耳聋区别）的拓展探究方向。二、教学目标  知识目标：学生能够系统描述耳的各部分结构名称及其核心功能，特别是中耳的传声增音作用和内耳的感音换能作用；能条理清晰地阐述听觉形成的大致路径：声波→外耳道→鼓膜振动→听小骨传导→耳蜗内液体波动→听觉感受器产生神经冲动→听觉神经传递→大脑听觉中枢形成听觉。避免机械背诵，重在理解其连续的因果链条。  能力目标：学生能够利用耳的结构模型或示意图，指认并说明各部分功能；能够基于教师提供的简易材料（如橡皮膜、小杠杆），设计或类比模拟鼓膜振动和听小骨的传导作用，展现初步的实验设计与模型建构能力；能够从图文资料中提取关键信息，并用流程图、概念图等形式归纳听觉形成过程。  情感态度与价值观目标：通过了解听觉形成的复杂与精密，学生能由衷赞叹生命结构的精妙，激发探索人体奥秘的兴趣；在小组合作完成探究任务的过程中，学会倾听他人意见，协同解决问题；深刻认识到保护听力健康的重要性，并能在日常生活中列举出至少三条具体的护耳措施，体现出积极的社会责任感。  科学（学科）思维目标：本节课重点发展“结构与功能观”和“系统与模型”思维。引导学生持续追问“这个结构为什么长成这样？它对应着什么功能？”，例如，讨论耳廓的形状与集音、听小骨的杠杆结构与放大振动之间的关系。通过构建听觉形成的物理生理过程模型，将不可见的生理活动转化为可视化的逻辑链条，训练学生的系统思维和逻辑推理能力。  评价与元认知目标：引导学生依据清晰的评价量规（如流程图的完整性、科学性、创新性）对小组构建的“听觉形成模型”进行自评与互评；在课堂小结环节，通过“我是如何弄懂这个抽象过程的？”的反思性问题，帮助学生回顾自己是如何利用模型、实验、图解等策略突破学习难点的，提升其学习策略的元认知意识。三、教学重点与难点  教学重点：听觉形成的科学原理及其过程。此重点的确立，源于其是本课需要构建的核心概念，是理解“耳的结构如何服务于听觉功能”这一中心问题的答案，也是贯通“物理声学”与“人体生理学”的关键节点。从学业评价角度看，能否清晰、准确地表述听觉形成过程，是考查学生是否实现知识结构化、思维系统化的重要标志，常见于解释说明类和流程图绘制类试题。  教学难点：对“耳蜗内听觉感受器将液体波动转化为神经冲动”这一抽象生理过程的理解。难点成因在于该过程发生于微观领域，无法直接观察，且涉及“机械能→液体动能→电信号（神经冲动）”的复杂能量形式转换，超越了学生的直观经验。七年级学生的抽象思维尚在发展之中，容易在此处形成思维断点，误认为声音信号到此仍是“声音”。突破方向在于利用高质量的动画模拟进行直观演示，并借助“麦克风将声音振动转化为电信号”这一学生熟悉的类比进行迁移理解，从而搭建认知桥梁。四、教学准备清单1.教师准备  1.1媒体与教具：多媒体课件（内含耳的结构解剖图、各部分功能详解动画、听觉形成全过程的动态模拟视频）；耳的放大解剖模型（可拆卸）；鼓膜振动模拟演示器（如用橡皮膜蒙在漏斗口，上撒细沙）；听小骨杠杆作用示意简易模型。  1.2实验与活动材料：分组活动任务单（含探究指引与评价量表）；用于学生自主建模的材料包（如超轻黏土、小棍、塑料膜、标签纸等，准备不同难度版本）；不同分贝值的常见声音音频片段。2.学生准备  预习课本，尝试画出耳的结构简图并提出12个关于听觉的疑问；每人准备一支彩色笔用于任务单标注。3.环境布置  课桌椅按46人小组合作式摆放，便于讨论与模型制作；教室前后预留作品展示区。五、教学过程第一、导入环节  1.创设沉浸情境，引发认知冲突：同学们，请先闭上眼睛，静静地听。你能听到哪些声音？（稍作停顿）可能是窗外的风声、同学的呼吸声，或者远处隐约的广播。好，现在请大家用手紧紧捂住双耳，我们再听一次。声音发生了什么变化？“对，变得模糊、遥远，甚至有些沉闷。”为什么捂住耳朵，我们听到的世界就“静音”了呢？耳朵究竟是怎么把外界各种各样的声音“送”进我们大脑的？今天，我们就化身小小侦探，一起解开“听觉的奥秘”。  1.1提出核心驱动问题：我们的耳朵是如何工作的？它内部有着怎样精妙的结构，才能完成“听”这个看似简单实则复杂无比的任务？  1.2明晰探究路径：接下来，我们将像解剖学家一样观察耳的结构，像工程师一样分析各部分的功能，最后像信息专家一样梳理声音从外界抵达大脑的“旅程路线图”。我们已经知道声音是振动产生的波，那么，这股“波”是怎样被耳朵捕获、加工并最终被我们感知的呢？让我们开始探索。第二、新授环节任务一：初探门户——认识耳的基本分区与功能  教师活动：首先展示一张清晰的耳部结构全景图或动画。“大家用手摸一摸自己的耳朵外面这部分，我们叫它‘耳廓’。它的形状像什么？猜猜它有什么作用？”引导学生联系生活（如手拢在耳后听得更清）得出集音、判断声源方向的初步结论。接着，指出外耳道，提问：“这条‘通道’的尽头是什么？它直接暴露在空气中吗？”从而引出中耳与外耳的分界——鼓膜。在此，展示鼓膜的高清图片，描述其像一层紧绷的、有弹性的薄膜。并设问：“当声波顺着外耳道传来，首先会冲击谁？它会有什么反应？”通过演示“鼓膜振动模拟器”（橡皮膜上撒细沙，对着漏斗口发声，观察沙粒跳动），让学生直观看到振动现象。“看，沙粒跳起来了！这说明鼓膜在声波作用下发生了振动。它就像一个声音的‘敲门者’，把空气的振动‘翻译’成了自己的振动。”  学生活动：观察自身耳廓，结合图片和动画，指认外耳、中耳、内耳的大致分区。触摸耳廓形状，讨论其可能的集音功能。观看鼓膜振动模拟演示，描述观察到的现象，并推理鼓膜的作用：接收声波并产生振动。  即时评价标准：1.能否准确指认出耳廓、外耳道、鼓膜三个结构。2.能否用“收集/传导声波”描述外耳部分功能。3.能否将模拟实验中沙粒的跳动与鼓膜的振动联系起来，并用语言表述。  形成知识、思维、方法清单：★耳可分为外耳、中耳、内耳三大部分。★外耳包括耳廓和外耳道，主要功能是收集和传导声波。▲耳廓的特殊形状有助于收集声音并初步判断声源方向。★鼓膜位于外耳道末端，是一层半透明的弹性薄膜，其作用是接收声波并产生振动。任务二：潜入中耳——揭秘“传声放大器”  教师活动：“鼓膜的振动信号，接下来要传递给谁呢？”展示中耳腔放大模型，重点突出三块听小骨（锤骨、砧骨、镫骨）及其连接。“这三块小骨头是人身上最小的骨头，它们巧妙连接，形成了一个微型的‘杠杆系统’。它们有什么作用？”引导学生思考：如果只是简单传递，为什么需要这么复杂的结构？此时可出示简易杠杆模型进行类比。“想一想，用杠杆撬动重物，是省力还是费力？这里的‘力’对应什么？”学生可能会想到“放大”。教师总结：“非常棒！这个杠杆系统主要起到两个作用：一是传递振动，二是放大振动。因为鼓膜振动的力量比较微弱，经过听小骨的杠杆作用放大后，才能有效地推动内耳中的液体。”  学生活动：观察中耳模型，认识三块听小骨及其连接顺序。利用教师提供的简易杠杆材料（如小木棍和支点），动手感受杠杆的省力（即放大）效果。讨论并总结听小骨的主要功能：传递并放大鼓膜的振动。  即时评价标准：1.能否说出三块听小骨的名称（或至少知道它们是“一组小骨头”）。2.能否通过杠杆模型类比，理解听小骨具有放大振动的作用。3.小组合作搭建简易杠杆模型时，操作是否有序，讨论是否积极。  形成知识、思维、方法清单：★中耳内有三块听小骨（锤骨、砧骨、镫骨），它们依次连接。★听小骨的主要功能是将鼓膜的振动传递并放大，然后推动内耳前庭窗（卵圆窗）的膜。▲听小骨构成了一个生物杠杆系统，这是“结构与功能相适应”的典型例证。★咽鼓管连通中耳和咽部，能平衡鼓膜内外气压，大家坐飞机时耳朵胀痛，做吞咽动作缓解，就是它在工作。任务三：探秘核心——解码内耳的“声音转换器”  教师活动：“放大后的振动，现在要进入一个充满液体的‘迷宫’——内耳。其中最关键的‘房间’叫耳蜗。”播放耳蜗内部结构的剖面动画，重点展示基底膜和其上的毛细胞（听觉感受器）。“大家注意看，当镫骨的振动推动前庭窗，就像推动一个活塞，会引起耳蜗内淋巴液的波动。这种液体的波动，最终会带动基底膜上成千上万的毛细胞发生摆动。关键点来了！毛细胞不是简单的‘随波逐流’，它们的摆动会产生一种特殊的信号——神经电信号（神经冲动）。这就完成了从‘物理振动’到‘生理电信号’的神奇转换！大家可以把它想象成话筒里的‘振膜’把声音变成电信号。”  学生活动：观看耳蜗内部工作动画，注意观察液体波动如何引起毛细胞摆动。聆听教师关于能量形式转换（机械能→神经冲动）的讲解，并尝试用话筒的工作原理进行类比理解。在任务单上标注出“耳蜗”和“听觉感受器（毛细胞）”及其核心转换功能。  即时评价标准：1.能否说出耳蜗是内耳中与听觉相关的关键结构。2.能否理解“毛细胞将液体波动转换为神经冲动”这一核心转换过程。3.能否接受并初步理解“能量形式转换”这一抽象概念。  形成知识、思维、方法清单：★内耳中的耳蜗是听觉形成的核心场所，其内部充满淋巴液。★耳蜗内的基底膜上有听觉感受器——毛细胞。★听觉形成的关键转换：耳蜗内淋巴液的波动刺激毛细胞，从而产生神经冲动（电信号）。▲此过程类似于话筒将声波振动转换为电信号，是一个换能过程。任务四：贯通全程——绘制“听觉信息高速公路”  教师活动：“现在，我们已经探查了‘声音之旅’的每一个重要‘站点’，谁能试着把整个旅程串联起来？”邀请12位学生尝试口头描述。随后，教师在黑板上以关键词和箭头引导，与学生共同构建完整的流程图。“我们一起来梳理：声波→（被谁收集？）→外耳道→（撞击谁？）→鼓膜振动→（经谁传递放大？）→听小骨振动→（推动哪里？）→耳蜗内液体波动→（刺激谁？）→毛细胞产生神经冲动→（通过谁上传？）→听觉神经→（最终抵达？）→大脑皮层听觉中枢，形成听觉。看，这就是一条完整的‘听觉信息高速公路’！”  学生活动：积极参与流程图的口头构建。在任务单上，根据教师的引导和关键词提示，独立或与同桌合作绘制听觉形成过程的流程图或概念图。尝试用自己的语言，向小组成员复述整个过程。  即时评价标准：1.绘制的流程图是否包含声波、鼓膜、听小骨、耳蜗（毛细胞）、听觉神经、大脑等关键节点。2.箭头连接是否合理，逻辑顺序是否正确。3.复述过程是否连贯、清晰，是否使用了规范的学科术语。  形成知识、思维、方法清单：★听觉形成的完整路径（流程）是本课必须掌握的核心结论。▲听觉神经负责将耳蜗产生的神经冲动传导至大脑。★大脑皮层的听觉中枢最终对传入的信号进行分析处理，使我们“听到”并理解声音。★整个听觉过程是物理传递、生理转换和神经信息处理的完美结合。任务五：应用与关怀——守护宝贵的听力  教师活动：播放一段从轻声到巨大噪音的音频渐变，让学生直观感受不同分贝声音的冲击。“如果这条‘高速公路’上的任何一个环节受损，‘听’都会出问题。比如，鼓膜穿孔、听小骨硬化、耳蜗毛细胞受损（噪音、药物等导致）……”展示几种常见听力障碍的成因示意图。“那么，作为这套精密‘设备’的主人，我们该如何爱护它呢？请以小组为单位，结合生活实际，制定一份‘护耳行动指南’。”  学生活动：聆听音频，感受噪音的危害。结合所学知识，小组讨论可能导致听力损伤的行为（如长时间戴耳机音量过大、用尖锐物掏耳朵、在强噪音环境不防护等），并提出具体的保护建议。汇总形成小组的“护耳行动指南”要点。  即时评价标准：1.提出的护耳措施是否科学、具体、可行。2.小组讨论是否全员参与，意见是否得到充分交流与尊重。3.能否将所学结构与功能知识，自然地应用于解释保护措施的原因（如：为什么不能用力掏耳朵？因为可能损伤鼓膜）。  形成知识、思维、方法清单：★保护听力至关重要，需从避免损伤耳的各部分结构入手。★常见护耳措施：避免长时间暴露于强噪音（或用防护具）；不用尖锐物掏耳；预防耳部感染；谨慎使用耳毒性药物等。▲听力损伤根据发生部位可分为传导性耳聋（外耳、中耳问题）和神经性耳聋（内耳、听觉神经问题）。★关爱听障人士，理解他们的世界，是社会文明的体现。第三、当堂巩固训练  基础层（全体必做）：1.填空题：听觉的形成过程大致是：外界声波→经（外耳道）收集传导→引起（鼓膜）振动→通过（听小骨）的传递和放大→引起耳蜗内（淋巴液）波动→刺激（毛细胞）产生神经冲动→经（听觉神经）传到（大脑）的听觉中枢，形成听觉。2.选择题：下列结构中，能将振动转化为神经冲动的是（C）。A.鼓膜B.听小骨C.耳蜗D.外耳道。  综合层（多数学生完成）：3.情境应用题：小明游泳后感觉耳朵进水，听力下降。请利用本节课知识分析，可能是哪个部位暂时出了问题？为什么过了一会儿或单脚跳跳，听力又可能恢复？（参考答案：水堵塞外耳道，影响声波传导至鼓膜；水流出后通道恢复通畅。）4.识图分析题：给出耳的结构示意图，要求标出指定部分名称（如鼓膜、听小骨、耳蜗），并简述其功能。  挑战层（学有余力选做）：5.拓展探究题：研究发现，长时间佩戴入耳式耳机以大音量听音乐，更容易损伤听力。请从耳的结构和工作原理角度，提出一个合理的假设来解释这一现象。（提示：可考虑声波传导距离、对毛细胞的作用强度等角度）。  反馈机制：基础层题目通过全班齐答或快速提问核对，即时反馈。综合层题目采用小组互议后派代表回答，教师针对共同困惑点精讲，并展示优秀答案范例。挑战层题目鼓励学生课后思考，可在班级科学角设立“问题墙”分享观点，教师择机点评。第四、课堂小结  同学们，今天的侦探之旅收获如何？我们来一起收个网。请大家不看书，尝试用简单的思维导图或流程图，梳理一下“听觉的形成”。（给学生12分钟自主整理）。很好，我看到很多同学抓住了“声波→振动→液体波→神经信号→大脑”这条主线。回顾一下，我们是如何攻克“耳蜗换能”这个抽象难点的？对，借助了动画和巧妙的类比。这种“化不可见为可见”的建模思想，在科学研究中非常有用。今天我们不仅了解了耳朵精妙的结构，更理解了“听见”背后的科学，希望大家都能成为自己健康的守护者。  作业布置：必做作业：1.完善课堂绘制的听觉形成流程图，并用自己的话在作业本上写一段说明文字。2.调查家人或朋友的用耳习惯，给出至少一条针对性的护耳建议。选做作业：1.（创意设计）利用废旧材料，制作一个展示耳某部分结构或功能的简易模型（如鼓膜振动模型、听小骨杠杆模型）。2.（资料搜集）了解一种助听设备（如助听器或人工耳蜗）的基本工作原理，并与正常听觉过程进行比较。六、作业设计  基础性作业（全体必做）：  1.巩固与梳理：在作业本上绘制一幅完整的耳的结构简图，并标注出外耳道、鼓膜、听小骨、耳蜗、听觉神经等关键部位。在旁边用箭头流程图的形式，清晰写出听觉形成的步骤。  2.应用与表达：向你的家人（如父母或祖辈）简要介绍“为什么我们不能用尖锐的东西掏耳朵”，要求运用本节课所学的知识（至少提到鼓膜）进行科学解释，并将他们的反应或你的讲解感受简单记录下来。  拓展性作业（建议大多数学生完成）：  3.调研与倡议：以小组或个人为单位，设计一份关于“青少年听力保护现状”的微型调研问卷（不少于5个问题），在班级或年级小范围内进行匿名调查。根据调查结果，撰写一份简短的“爱耳护耳倡议书”（200字以内），可张贴在班级宣传栏。  探究性/创造性作业（学有余力学生选做）：  4.模型与论证：选择耳的一个部分（如中耳的听小骨传声系统，或内耳的换能过程），利用身边易得的材料（如橡皮泥、牙签、塑料瓶、薄膜等），制作一个动态或静态的物理模型，并附上一张说明卡片，解释该模型模拟了哪个结构、演示了什么功能或原理。  5.跨学科探究：查阅资料，了解声音的“分贝”概念。测量并记录你一天中常处环境（如教室、餐厅、回家路上）的大致噪声分贝水平（可使用手机APP简易测量）。结合耳蜗毛细胞易受强噪声损伤的知识，分析你的听力环境是否健康，并制定个人改进计划。七、本节知识清单及拓展  ★1.耳的三分区：耳分为外耳、中耳和内耳。外耳负责收集和传导声波；中耳主要传导并放大振动；内耳是听觉和平衡觉的感受器所在，其中耳蜗主管听觉。  ★2.外耳的结构与功能：包括耳廓和外耳道。耳廓的形状有助于收集声波并初步判断方向；外耳道是将声波传导至鼓膜的通道。（教学提示：可让学生观察不同动物耳廓的差异，思考其与环境的适应性。）  ★3.鼓膜：位于外耳道末端，是一层椭圆形、半透明的弹性薄膜。其核心功能是接收声波并产生相应的振动，是将声波能量转化为机械振动的第一站。  ★4.听小骨：人体最小的三块骨头（锤骨、砧骨、镫骨），位于中耳鼓室内，相互连接形成杠杆系统。主要功能是将鼓膜的振动高效地传递并放大，推动内耳前庭窗（卵圆窗）。  ▲5.咽鼓管：连接中耳鼓室与鼻咽部的管道，平时闭合，吞咽、打哈欠时开放，用以平衡鼓膜内外两侧的气压，保证鼓膜正常振动。（联系生活：飞机起降时做咀嚼或吞咽动作可缓解耳部不适。）  ★6.耳蜗：内耳中形似蜗牛壳的骨性管道，内部充满淋巴液。它是将机械振动转换为神经冲动的关键部位。  ★7.听觉感受器（毛细胞）：位于耳蜗的基底膜上。当耳蜗内淋巴液波动时，会刺激毛细胞上的纤毛摆动，从而产生神经冲动（电信号）。这是听觉形成过程中最核心的“换能”步骤。（强调抽象性，需借助动画理解。）  ★8.听觉神经：负责将耳蜗毛细胞产生的神经冲动传导至大脑皮层的听觉中枢。  ★9.听觉中枢：位于大脑皮层，负责接收、分析和处理来自听觉神经的信号，最终形成对声音的感知（包括音量、音调、音色识别和理解语言等）。  ★10.听觉形成完整流程：必须掌握的连贯表述：声波→外耳道→鼓膜振动→听小骨传导放大→耳蜗内淋巴液波动→刺激毛细胞产生神经冲动→听觉神经传导→大脑听觉中枢形成听觉。  ▲11.听力保护：核心措施包括避免长期暴露于高强度噪声（>85分贝）；使用耳机遵循“6060”原则（音量不超过60%，时长不超过60分钟）；勿用硬物掏耳以防损伤鼓膜或外耳道；预防和治疗耳部感染；慎用有耳毒性的药物。  ▲12.听力障碍类型：传导性耳聋：发生在外耳或中耳，影响声波传导至内耳（如耵聍栓塞、鼓膜穿孔、中耳炎）。感音神经性耳聋：发生在内耳、听神经或听觉中枢，毛细胞或神经通路受损（如噪声性耳聋、老年性耳聋、药物中毒）。（拓展：不同类型耳聋的助听策略可能不同。）八、教学反思  （一）目标达成度评估本节课预设的知识与能力目标基本达成。通过课堂提问、任务单完成情况和当堂练习反馈，大部分学生能准确指认耳的主要结构，并能用较为流畅的语言描述听觉形成的宏观过程。小组模型搭建活动表明，学生对“听小骨的杠杆作用”这一抽象功能有了具象化理解。情感目标在“护耳行动指南”讨论环节表现突出，学生能积极结合生活实例提出保护措施，显示出对听力健康的重视。然而，在评估“耳蜗换能”这一微观、抽象过程的理解深度时，部分学生仍停留在“知道有这么回事”，未能内化为清晰的物理生理转换图景，这提示该难点需要更长时间、更多样化的表征方式来攻克。  （二）教学环节有效性剖析导入环节的“捂耳体验”快速聚焦了学生的注意力，成功激发了探究动机。任务一至任务四的递进设计，遵循了从宏观到微观、从结构到功能的认知规律，逻辑线清晰。其中，任务二（听小骨杠杆模拟）和任务三（耳蜗动画与类比）是突破重难点的关键支架，学生参与度高，互动积极。“这里如果我们用更简单的杠杆玩具，是不是比单纯讲解更有效？”实践证明，动手操作确实降低了理解门槛。任务五（护耳指南）将学习引向生活应用，实现了知识的情境化迁移，课堂气氛达到高潮。但新授环节总体时间偏紧，任务四的学生自主绘制流程图时间略显仓促，导致部分学生作品不够完善，