初中七年级生物下册《人体的呼吸》单元教学设计（人教版新教材）

初中七年级生物下册《人体的呼吸》单元教学设计（人教版新教材）

一、教学背景分析

（一）教材分析

1、教材版本与内容定位

本设计基于人民教育出版社《生物学》七年级下册第四单元“生物圈中的人”第三章“人体的呼吸”。该章节位于第二章“人体的营养”与第四章“人体内物质的运输”之间，前承消化系统如何为细胞提供有机物，后启循环系统如何运输这些物质以及呼吸作用的终产物。这种编排逻辑清晰体现了“结构与功能相适应”“生物体是一个统一的整体”两大核心生命观念。从课程标准角度看，本单元属于“人体生理与健康”主题下的大概念“人体的呼吸系统能够获取氧气、排出二氧化碳”，具体涵盖呼吸系统的组成、呼吸运动、气体交换三个次位概念。

2、本章知识结构与课时分配

本章共分两节：第一节“呼吸道对空气的处理”，第二节“发生在肺内的气体交换”。结合新教材的栏目设置（“想一想、议一议”“观察与思考”“模拟实验”“科学·技术·社会”等），建议将本章划分为三个课时：第一课时完成呼吸道结构与功能、呼吸系统组成；第二课时聚焦肺的结构、呼吸运动与肺通气；第三课时处理肺泡与血液的气体交换、组织细胞的气体交换，并完成单元整合与跨学科拓展。本设计按三课时呈现，并在教学实施过程部分对各课时的逻辑递进作出精密安排。

（二）学情分析

1、认知起点与生活经验

七年级学生对自己身体的呼吸现象有强烈的直观感受，能说出“吸气、呼气”“鼻子、肺”等零散词汇，但缺乏对呼吸系统整体结构、气体交换微观机制的认知。多数学生误以为吸气是肺主动“吸气”，而非胸廓变化导致气压差。部分学生将呼吸运动与呼吸作用混淆，前者是物理过程，后者是化学过程，这一混淆需要在本单元彻底澄清。

2、思维特征与学习障碍

七年级学生处于形象思维向抽象思维过渡期，对宏观器官的形态、位置较易掌握，但对肺泡数量巨大、膜极薄这类微观与宏观相结合的数据缺乏想象力；对气体分压、扩散平衡等化学概念尚未系统学习，需用生活类比（如墨水滴入清水）铺垫。【难点】同时，学生对“肋间肌、膈肌收缩→胸廓扩大→肺扩张→肺内压低于大气压→吸气”这一连锁因果链的逻辑推导存在困难，易漏失中间环节。【高频考点】【易错点】

3、跨学科视野的接入点

物理学中大气压强、流体力学原理可解释呼吸运动；化学中气体性质与分压概念可辅助理解气体交换；体育与健康学科中肺活量、呼吸频率与运动强度的关系可串联健康教育。本设计将在拓展环节系统融入以上跨学科视角，引导学生建立学科间的意义联结。

（三）教学目标

基于核心素养的四维目标叙写如下，所有目标均以学生为主体，采用可观察、可测评的行为动词。

1、生命观念

通过观察呼吸系统解剖模型和绘图，准确说出呼吸系统的组成器官及其排列顺序，概述呼吸道对空气的温暖、湿润、清洁处理功能，形成“结构与功能相适应”的观点。【重要】

认同肺泡是其结构功能单位，能从肺泡数量多、壁薄、缠绕毛细血管等特征阐释气体交换效率高的原因，建立“形态结构与生理功能高度统一”的稳态观。【非常重要】

2、科学思维

利用简易材料（玻璃管、气球、塑料瓶、橡胶膜）构建膈肌运动模型，基于模型分析肋间肌、膈肌收缩与胸廓容积、肺内气压的逻辑关系，发展模型与建模的思维方法。【高频考点】

通过分析吸入气、呼出气成分变化表格数据，推理肺泡气体交换的方向与实质，培养基于证据进行归纳、概括的能力。

3、科学探究

小组合作完成“模拟膈肌的运动”实验，控制变量（橡胶膜松紧、瓶身挤压），记录并解释胸廓容积与肺容积的变化关系，撰写简要实验报告，在交流中敢于质疑、修正观点。

开展“测定肺活量”简易活动，运用排水法或传感器测量数据，分析个体差异及影响因素，发展测量、记录、数据分析的实践能力。

4、社会责任

结合雾霾天气新闻报道和呼吸系统疾病案例（尘肺、哮喘、流感），讨论呼吸道对空气处理的局限性，形成空气质量影响呼吸健康的观念，主动践行戴口罩、不随地吐痰、拒绝吸烟等健康文明行为。【热点】

通过“人工肺（ECMO）”原理简介，感受生物科技对人类健康的贡献，激发探究生命科学的兴趣与职业向往。

（四）教学重难点

1、教学重点

呼吸系统的组成与呼吸道功能。【高频考点】【基础必会】

呼吸运动的过程及原理。【非常重要】【高频考点】

肺泡与血液之间的气体交换。【核心概念】

2、教学难点

肋间肌、膈肌状态变化与胸廓容积、肺内气压、气体流向的动态因果关系。【难点】【区分度】

肺泡与毛细血管之间气体交换的原理——扩散作用，以及动脉血、静脉血在气体交换前后的转变。【难点】【易混淆】

二、教学策略设计

（一）教学理念

本设计以“概念进阶”与“模型思维”双线并进。依据学习科学中“概念转变”理论，首先暴露学生对“肺主动吸气”的错误前概念，通过认知冲突制造探究需要；继而采用实物模型、示意图、体态模拟等多种表征方式，帮助学生逐级建构“气压差决定气体进出”的科学模型。全程渗透“做中学、用中学”理念，将呼吸系统知识置于真实情境（运动后呼吸变化、异物呛入气管急救）中活化运用。

（二）教学方法

1、直观演示法：运用高清三维解剖软件、膈肌运动动态模拟、猪肺实物标本（或高仿模型）展示肺的弹性。

2、探究研讨法：以问题串驱动，如“呼吸时胸廓怎样变化？”“是谁让胸廓变化？”层层剥笋。

3、概念图法：课时结束引导学生绘制呼吸运动因果链概念图，实现知识结构化。

4、跨学科项目式学习：布置长周期作业“呼吸与健康宣传手册”，融合美术、语文、信息技术，指向综合素养。

（三）教学媒体与资源

1、数字化资源：希沃白板课件嵌入3Dbody人体解剖软件、肺泡气体交换二维交互动画。

2、实物模型：人体半身解剖模型、肺模型、膈肌模拟器（塑料瓶+T型管+气球）。

3、实验器材：模拟膈肌运动分组套材、澄清石灰水、收集好的呼出气样品、pH传感器（选配）。

4、微课资源：课前推送微课《从鼾声说起——呼吸道阻塞的危机》，引发学习期待。

三、教学实施过程（核心环节）

（一）第一课时：呼吸道对空气的处理——人体与外界的门户

1、入境生趣，前概念探测（5分钟）

【活动描述】教师展示三幅对比图片：寒冬户外运动者口鼻呼出白气、雾霾天佩戴口罩行人、吞咽食物时呛咳瞬间。提问：“呼吸时空气经过了哪些‘关卡’？鼻毛、黏液只是摆设吗？”学生自由发言，教师板书散乱关键词，暴露出前概念中常见的误区如“空气直接进入肺”“鼻子只管闻味”等。此环节不急于纠正，而是将问题存入“问题银行”。

2、自主建构，拼图揭秘呼吸系统组成（10分钟）

【活动描述】学生4人一组，领取呼吸系统器官拼图卡片（含鼻、咽、喉、气管、支气管、肺，混入食道、肝脏等干扰项）。任务：①拼出呼吸系统路线图，并用箭头标注气体流向；②对照教材第41页“呼吸系统的组成”模式图自检纠错。小组代表利用实物投影展示拼图成果，教师重点纠偏：咽是呼吸与消化共用通道，喉是发声器官且是气道门户。【重要】全班齐读器官名称并手绘简易草图，强调“左肺两叶、右肺三叶”等基本结构。【高频考点】

3、情境探究，呼吸道功能深度剖析（15分钟）

【活动描述】基于前测暴露的问题，教师聚焦“鼻毛、黏液、毛细血管”三个结构，呈现三组对比实验情境：①显微镜下鼻腔黏膜上皮纤毛摆动视频；②冷空气经过鼻腔后温度上升的红外热成像图；③甲醛检测仪展示密闭箱内氨水挥发，有鼻腔模型组的浓度低于无鼻腔模型组。学生据此推断鼻腔的过滤、湿润、加温功能。【非常重要】教师进一步追问：“有了鼻腔，为什么还会得流感？”引出呼吸道处理能力有限、黏膜免疫等进阶知识。

【核心突破】吞咽与呼吸的关系——会厌软骨的妙用。播放会厌软骨运动三维动画，定格在吞咽瞬间会厌软骨盖住喉口的状态。请两名学生进行角色扮演：一人扮演“空气”，一人扮演“食物”，教师持会厌软骨教具演示“交通指挥”。当食物误入喉口引发剧烈咳嗽，教师顺势引入“海姆立克急救法”原理（膈肌下软组织上推，利用肺部残余气流冲出异物），并现场示范急救手法。这一环节将解剖知识与生命安全教育深度融合，既是情感高潮也是考点精粹。【热点】【高频考点】

4、迁移应用，科学误区澄清（8分钟）

【活动描述】呈现生活化判断：①“用口呼吸比用鼻呼吸更畅快，所以口呼吸更健康。”（反例，鼻部病变才用口呼吸）②“吞咽时不能大声说笑。”（正确，会厌软骨来不及遮盖）③“随地吐痰只关乎卫生，不影响呼吸健康。”（错误，痰液携带病菌，干燥后形成气溶胶）。学生用遥控器或举牌进行正误判断，错误选项邀请学生剖析，教师提炼呼吸道作为“第一道防线”的卫生学意义。穿插呼吸道传染病预防知识（流感季戴口罩、咳嗽礼仪），呼应社会责任素养。

5、小结与作业（2分钟）

绘制“呼吸系统入门”概念草图，包含器官顺序及三个典型功能。分层作业：基础层完成教材课后练习题；拓展层调查家庭装修后甲醛来源与呼吸道刺激症状，撰写百字科普短文。

（二）第二课时：肺的通气——胸廓、气压与呼吸运动

1、实验唤醒，聚焦胸廓变化（5分钟）

【活动描述】全体起立，双手轻放于胸部两侧肋骨下缘，深吸气、深呼气，感受胸廓前后径、左右径的变化；再将一手置于胸骨、一手置于背部脊柱处，感受胸廓前后径变化。同桌互述变化趋势。教师追问：“是肺主动扩张带动胸廓，还是胸廓主动扩张带动肺？”以此制造认知冲突，针对多数学生“肺主动吸气”错误观念发起挑战。

2、模型建构，透析膈肌角色（18分钟）

【活动描述】学生分组利用预设材料（去底塑料瓶、Y形玻璃管、小气球代表肺、橡胶膜代表膈肌）制作肺通气模型。任务链：①组装模型，演示膈肌下拉、松手时“肺”的膨胀与回缩；②将模型底部橡胶膜向上推，描述现象并与呼气建立联系；③在玻璃管口绑缚气球皮模拟肋间肌收缩提拉胸廓效果（进阶组可选做）。【非常重要】

组间巡回时，教师重点引导观察：膈肌收缩→顶部下降→瓶内空间增大→气球膨胀；膈肌舒张→顶部上升→瓶内空间减小→气球回缩。同步板书核心因果链：膈肌（肋间肌）收缩→胸廓容积增大→肺内气压减小→气体进入（吸气）。【高频考点】

完成实验后，各小组用箭头与文字绘制该因果链图，选取典型作品拍照上传对比，修正逻辑断层（如漏写“气压变化”环节）。教师强调：肺是弹性组织，本身无肌肉，是被动扩张回缩；呼吸肌才是原动力。【难点澄清】

3、动态模拟，肋间肌作用深化（8分钟）

【活动描述】调用三维交互课件，单独展示肋间外肌收缩时肋骨上提、胸骨前移、胸廓前后径加大。对比肋间肌舒张与膈肌舒张双重作用下的呼气相。师生共同总结呼吸运动的两个驱动力：肋间肌主导的胸式呼吸、膈肌主导的腹式呼吸，并指出平静呼吸以膈肌为主，深呼吸时肋间肌强烈参与。此部分辅以平静呼吸与剧烈运动后呼吸频率、深度的动画对比。

4、即时测评，气压概念微专题（6分钟）

【活动描述】采用“闭合胸腔穿刺抽气”类比情境：用注射器连接密闭瓶，抽拉活塞→瓶内气压降低；推入活塞→气压升高。迁移提问：①气胸（胸膜破损）为什么会导致肺萎缩？（胸膜腔负压消失，大气压压迫肺）②游泳时水没过胸部为何感觉呼吸费力？（水压迫胸廓，胸廓扩张阻力增大）引导学生运用物理学压强原理解释生理现象，实现跨学科思维融合。【重要】

5、小结与任务驱动（3分钟）

教师呈现思维导图主干，学生补充“呼吸运动→肺通气”二级分支。布置实践作业：为小学五年级学生设计一份“胸廓与呼吸”简易演示说明书，要求图文结合、不超过200字。

（三）第三课时：气体交换——肺泡与血液的默契

1、定性实验，呼出气成分初探（5分钟）

【活动描述】邀请两位学生向澄清石灰水吹气，另设空气对照组用打气球鼓入空气，观察浑浊速度差异。学生得出推论：呼出气中二氧化碳含量较高。教师追问：“氧气含量有什么变化？”依据已有常识，学生能答出呼出气氧气减少。此时呈现教材第45页“人体吸入和呼出的气体成分”表格（氮气基本不变，氧气减少，二氧化碳增加，水蒸气增加），引导学生提取数据证据，完成科学思维训练。

2、显微探秘，肺泡结构与功能适配（10分钟）

【活动描述】展示肺泡与毛细血管网电镜扫描图、三维重建动画。学生以“建筑设计师”身份，归纳肺泡适于气体交换的特征：①数量多（3亿~4亿，总面积约100㎡）——增大接触面积；②壁极薄（单层上皮细胞）——缩短扩散距离；③外缠丰富毛细血管——高效运输；④毛细血管壁也为单层细胞——双重薄壁。小组讨论为什么这些结构特点缺一不可，构建“结构决定功能”观念。【非常重要】【高频考点】

3、微观模拟，气体扩散过程（12分钟）

【活动描述】此处引入跨学科微观模拟：教师在一杯清水中滴入红墨水，学生观察色素从高浓度向低浓度均匀扩散。类比：肺泡内氧浓度高，毛细血管中氧浓度低，氧即通过扩散进入血液；二氧化碳则反向扩散。利用希沃白板交互游戏：拖动氧气分子、二氧化碳分子穿越肺泡壁、毛细血管壁，学生必须同时考虑浓度高低与膜层数。

继而在板书绘制肺泡与血液气体交换四格漫画：肺泡（氧高、二氧化碳低）←→血液（氧低、二氧化碳高）。强调交换后含氧丰富、颜色鲜红的动脉血经肺静脉流回心脏，发往全身。此处必须辨析“动脉血”与“静脉血”定义（以含氧量、颜色为据，非血管名称），同步练习血氧变化典型选择题，避免中考常见错误。【难点】【高频考点】

4、延伸拓展，组织气体交换（8分钟）

【活动描述】承接动脉血输送至组织毛细血管，利用类比法：组织细胞代谢消耗氧、产生二氧化碳，因此组织处毛细血管血液含氧量高、二氧化碳低，组织液则相反，氧扩散进细胞，二氧化碳扩散进血液。动画展示血液流经组织后变为暗红色静脉血。教师引导学生对比肺循环与体循环气体交换异同点：相同之处均为扩散、均由高浓度至低浓度；不同之处交换部位、气体方向、血管种类。通过对比表（不用表格格式，以段落对比描述）夯实核心概念。

5、情感渗透，人工肺与生命奇迹（5分钟）

【活动描述】播放ECMO（体外膜肺氧合）救治重症肺炎患者短视频剪辑，解说其核心是膜肺（人工肺）模拟气体交换，血液流过中空纤维膜，膜外通氧气，实现氧气进入血液、二氧化碳排出。学生在震撼中体悟科技对生命支持的价值，教师点题：“健康呼吸来之不易，珍爱生命、回馈社会。”

6、单元整合，绘制概念网络（5分钟）

【活动描述】师生共建本章概念图：呼吸系统结构→肺通气（呼吸运动、气压变化）→肺换气（扩散、动脉血静脉血转变）→气体在血液中的运输→组织换气→呼吸作用（链接下一章）。标注重点、易错点，学生誊抄至笔记。【一般】此概念图既是复习提纲，也是思维可视化工具。

四、板书设计

本章板书采用“左图右书”版式，按课时分块板演，保留核心因果链。

第一课时板书：

左侧简笔人体轮廓，从鼻腔至肺画路线图，标注鼻毛、黏膜、毛细血管、咽、喉、会厌软骨、气管、支气管、肺。右侧关键词：呼吸道功能（温暖、湿润、清洁）；会厌软骨作用；痰的形成（纤毛摆动→推向喉部→咳出）。

第二课时板书：

中央绘制膈肌运动模型简笔画（瓶、气球、橡皮膜），左右引出箭头链：

肋间肌+膈肌收缩→肋骨上提+膈顶下降→胸廓扩大→肺被动扩张→肺内压＜大气压→吸气（气体进入）

肋间肌+膈肌舒张→肋骨下降+膈顶上升→胸廓缩小→肺弹性回缩→肺内压＞大气压→呼气（气体排出）

红色粉笔框出“气压差”三字，并标注“动力来源于呼吸肌”。【非常重要】

第三课时板书：

左侧画肺泡及毛细血管网，用红蓝粉笔表示血液颜色变化：暗红（肺动脉）→鲜红（肺静脉），旁注扩散箭头（O₂→，CO₂←）；右侧画组织细胞与毛细血管，鲜红（体动脉）→暗红（体静脉），箭头方向相反。下方总结口诀：“肺泡氧气进血液，血液二氧化碳进肺泡；组织氧气进细胞，细胞二氧化碳进血液。”

五、教学评价与反思

（一）评价设计

1、过程性评价：第一课时观察拼图准确性，评价学生对器官顺序的掌握；第二课时依据实验报告中对膈肌模型原理的解释，评价建模与推理水平；第三课时依据概念图层级、逻辑与完整性，评价知识结构化程度。采用等级+描述性评语。

2、终结性评价：单元检测卷包含识图题（呼吸系统模式图填序号）、分析题（胸内压变化曲线图）、实验探究题（呼出气成分测定方案改进）等，突出真实情境与科学思维权重。重点监测高频考点：会厌软骨功能、呼吸运动过程、肺泡气体交换方向、动脉血静脉血判定。

（二）教学反思

本设计以“呼吸”这一平凡却关键的生理活动为锚点，在概念教学中贯穿模型建构、跨学科迁移、社会责任培育。实测中需关注两点：一是在第二课时因果链推导时部分学困生仍会跳脱“气压”环节，应在建模时增设气压传感器或微小压强计（数字化实验），使不可见的压强变化可视化；二是气体交换涉及微观扩散，单纯类比易造成“扩散需要外力搅拌”的迷思，后续可引入布朗运动模拟动画，强化分子自发性运动。此外，可开发跨学科项目“智能呼吸监测口罩设计”，驱动学生在工程实践中深化呼吸原理理解。

六、教学资源与拓展链接（仅表述资源类型，不显示网址）

教师可借助中国国家数字图书馆学术资源查阅“肺力学模型研究进展”拓展专业视野；推荐学生阅读《科学探索者·人体生理卫生》第三章相关科普内容，或参观本地科技馆“人与健康”展区，操作肺活量测试、气道阻力模拟互动展项。校园内可组织“世界无烟日”呼吸健康海报展，将课堂认知转化为公众倡导。

七、单元知识要点应列尽罗

以下为本章全部考点及素养点清单，按重要程度及考查频率分层标注，供复习阶段索引：

1、呼吸系统组成：鼻、咽、喉、气管、支气管、肺。【高频考点】【基础】注意咽是呼吸与消化共用通道，喉是发声器官且是气体通道。

2、呼吸道功能：保证气体通畅；使空气温暖（毛细血管）、湿润（黏液）、清洁（鼻毛、纤毛、黏液吸附）；但处理能力有限。【非常重要】【高频考点】注意：呼吸道不能完全消除有害成分，因此空气质量仍需保护。

3、会厌软骨：吞咽时盖住喉口，防止食物误入气管；吞咽说笑易呛咳。【高频考点】【生