《发生在肺内的气体交换》教案-2025-2026学年鲁科版（五四学制）（新教材）初中生物七年级下册

《发生在肺内的气体交换》教案-2025-2026学年鲁科版（五四学制）（新教材）初中生物七年级下册学情分析七年级学生已学习呼吸道对空气的处理相关知识，明确呼吸道是气体进出肺的通道，对“呼吸”这一生命活动有直观生活体验，但对肺内气体交换的具体过程、原理缺乏系统认知。学生抽象思维仍需依托具体形象的素材，对胸廓变化与呼吸运动的关系、气体扩散原理等抽象知识点理解存在困难。同时，学生好奇心强，乐于参与动手操作和小组探究活动，具备一定的观察、合作能力，适合通过实验演示、模拟操作等方式突破难点，引导学生建立“结构与功能相适应”的生物学观念，契合该阶段学生“从直观体验到抽象认知”的学习规律。教材分析本节课是鲁科版（五四学制）七年级下册第六单元《人体生理与健康（一）》第三章《人体的呼吸》的第二节，承接上一节“呼吸道对空气的处理”，是人体呼吸生理知识的核心内容，也是后续学习血液循环、能量供应等知识的重要基础。教材围绕“肺内气体交换”这一核心，分为“肺与外界的气体交换”和“肺泡与血液的气体交换”两部分，注重图文结合、理论与实践结合，通过实验探究、示意图解析等素材，引导学生理解呼吸运动的原理、气体交换的过程和实质，符合新课标“注重探究实践，培养学生科学素养”的要求，同时渗透“结构与功能相适应”的生命观念，引导学生关注自身呼吸健康。核心素养教学目标生命观念：能说出肺的结构特点，理解肺与外界气体交换、肺泡与血液气体交换的过程和原理，认识到肺是气体交换的主要场所，建立“结构与功能相适应”“生命活动统一”的生命观念。科学思维：能通过观察实验现象、分析示意图，推理呼吸运动与胸廓变化的关系，解释气体交换的原理，培养观察、分析、推理、归纳的科学思维能力。探究实践：能参与模拟呼吸运动的实验、观察肺的结构模型，学会观察实验现象、分析实验结果，提升动手操作、合作探究和实验分析能力。态度责任：了解呼吸运动与人体健康的关系，认识到良好呼吸习惯的重要性，养成爱护呼吸系统、科学呼吸的良好习惯，增强自我健康保护意识。教学重难点教学重点：肺的结构特点；肺与外界气体交换的过程（呼吸运动的原理）；肺泡与血液气体交换的过程和原理。教学难点：理解胸廓变化与肺的扩张、收缩的关系，明确呼吸运动的动力来源；理解气体扩散原理在肺泡与血液气体交换中的应用；区分肺与外界气体交换和肺泡与血液气体交换的不同实质。教学过程导入新课教师活动：展示两张图片，一张是平静状态下人体的胸廓，一张是剧烈运动后人体的胸廓，提问：“同学们，观察这两张图片，我们能发现人体胸廓有什么不同？大家可以试着做一次深呼吸，感受一下自己的胸廓在吸气和呼气时的变化。结合上节课所学知识，我们知道空气经过呼吸道进入肺，那空气进入肺后，肺会发生什么变化？肺内的气体又是如何与我们身体内的血液进行交换的呢？”学生活动：观察图片，跟随教师指令做深呼吸，感受胸廓的扩张与收缩，结合上节课知识自由发言，分享自己的感受和疑问，如“吸气时胸廓变大，呼气时胸廓变小”“空气进入肺后，肺应该会膨胀”“肺内的氧气会进入血液吧”。设计意图：从学生直观的呼吸体验和图片对比入手，激发学生的学习兴趣和探究欲望，通过提问衔接上节课知识，自然引出本节课核心话题——发生在肺内的气体交换，同时为后续探究呼吸运动与胸廓变化的关系做好铺垫，契合七年级学生“从生活体验出发探究知识”的认知特点。新知讲授：肺的结构特点教师活动：展示肺的解剖结构模型（高清3D交互式模型辅助）和肺的结构示意图，引导学生观察：“大家仔细观察肺的模型和示意图，说说肺的位置在哪里？肺的形态有什么特点？结合教材内容，找出肺的结构中与气体交换相关的特点。”同时结合模型，讲解肺的基本结构：肺位于胸腔内，左右各一个，呈圆锥形，质地柔软，像海绵一样，肺由大量的肺泡组成，肺泡外面包绕着丰富的毛细血管，肺泡壁和毛细血管壁都很薄，只有一层上皮细胞构成。学生活动：观察模型和示意图，分组讨论，梳理肺的位置、形态和结构特点，派代表发言：“肺在胸腔里，左右各一个，很柔软”“肺由很多肺泡组成，肺泡外面有毛细血管”“肺泡壁和毛细血管壁都很薄”。教师活动：针对学生的发言，进行补充和强调，提问：“大家想一想，肺的这些结构特点——大量肺泡、肺泡壁和毛细血管壁极薄、丰富的毛细血管，对气体交换有什么意义？”引导学生思考结构与功能的关系。学生活动：分组讨论，结合气体交换的需求，分析肺的结构特点的意义，派代表发言：“大量肺泡能增加气体交换的面积”“肺泡壁和毛细血管壁薄，有利于气体穿过”“丰富的毛细血管能让更多血液参与气体交换”。教师活动：总结学生的发言，强调：肺的结构特点与其气体交换的功能相适应，大量的肺泡增大了气体交换的表面积，薄而透明的肺泡壁和毛细血管壁，让气体能够快速、顺利地穿过，为气体交换的高效进行提供了结构保障，肺是人体气体交换的主要场所。设计意图：利用模型和示意图，让学生直观认识肺的结构特点，通过提问、讨论，引导学生自主分析结构与功能的关系，建立“结构与功能相适应”的生命观念，同时为后续学习肺内气体交换的过程奠定结构基础。新知讲授：肺与外界的气体交换呼吸运动的概念教师活动：结合学生之前的深呼吸体验，提问：“大家刚才做深呼吸时，感受到胸廓的扩张和收缩，这种胸廓有节律地扩大和缩小的运动，我们称之为呼吸运动。大家想一想，呼吸运动与肺的扩张、收缩有什么关系？呼吸运动的目的是什么？”学生活动：结合自身体验，自由发言，分享自己的思考，如“胸廓扩张时，肺也会膨胀，吸入空气；胸廓收缩时，肺也会收缩，呼出空气”“呼吸运动是为了让空气进入肺，排出体内的二氧化碳”。教师活动：总结学生的发言，明确：呼吸运动是胸廓的扩大和缩小，包括吸气和呼气两个过程，呼吸运动的结果是实现肺与外界的气体交换，即吸入氧气，排出二氧化碳。设计意图：结合学生的直观体验，引导学生自主理解呼吸运动的概念，明确呼吸运动与肺与外界气体交换的关系，为后续探究呼吸运动的原理做好铺垫。呼吸运动的原理（胸廓变化与肺的扩张、收缩）教师活动：布置模拟实验，分组进行：“每组准备一套实验材料，包括气球（模拟肺）、塑料瓶（模拟胸廓）、橡胶塞（模拟膈肌）、吸管（模拟气管），将气球固定在吸管一端，插入橡胶塞中，再将橡胶塞塞紧塑料瓶，用手拉动橡胶塞（向下拉模拟膈肌收缩，向上推模拟膈肌舒张），观察气球的变化，思考：拉动橡胶塞（膈肌收缩）时，气球会发生什么变化？这模拟了什么过程？推动橡胶塞（膈肌舒张）时，气球又会发生什么变化？这模拟了什么过程？”学生活动：分组进行实验，仔细观察气球的变化，记录实验现象，分组讨论实验原理，派代表发言：“向下拉橡胶塞（膈肌收缩）时，气球膨胀，模拟的是吸气过程”“向上推橡胶塞（膈肌舒张）时，气球收缩，模拟的是呼气过程”。教师活动：肯定学生的实验结论，结合实验现象，展示胸廓结构示意图（标注肋骨、胸骨、膈肌），详细讲解呼吸运动的原理：吸气时，膈肌收缩，膈顶部下降，同时肋骨间的肌肉收缩，肋骨向上、向外运动，胸廓的前后径、左右径和上下径都增大，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，同时肋骨间的肌肉舒张，肋骨向下、向内运动，胸廓的前后径、左右径和上下径都减小，胸廓容积缩小，肺随之收缩，肺内气压高于外界大气压，肺内的气体通过呼吸道排出体外。教师活动：进一步提问：“同学们，我们吸气和呼气时，是主动还是被动的？为什么？”引导学生思考呼吸运动的动力来源。学生活动：结合实验体验和教师讲解，分组讨论，自由发言：“吸气时是主动的，因为需要膈肌和肋骨间的肌肉收缩”“呼气时大多是被动的，因为是肌肉舒张，胸廓自然缩小”。教师活动：补充讲解：吸气过程是主动的，需要膈肌、肋间肌的收缩提供动力；呼气过程在平静状态下是被动的，依靠肌肉的舒张，胸廓自然缩小，肺内气体排出；但在剧烈运动时，呼气也会成为主动过程，需要肌肉的收缩辅助。同时强调：胸廓的变化是导致肺扩张和收缩的直接原因，而肌肉的收缩和舒张是胸廓变化的动力来源。设计意图：通过模拟实验，让学生亲身体验呼吸运动的过程，直观观察胸廓变化与肺扩张、收缩的关系，突破“呼吸运动原理”这一难点；结合示意图讲解和提问，引导学生深入理解呼吸运动的动力来源和具体过程，培养学生的实验探究能力和科学思维。肺与外界气体交换的实质教师活动：提问：“结合我们刚才的实验和讲解，大家想一想，肺与外界的气体交换，本质上是交换了什么物质？交换的方向是怎样的？”学生活动：自由发言，结合已有知识，说出：“交换的是氧气和二氧化碳”“氧气从外界进入肺，二氧化碳从肺排出到外界”。教师活动：总结学生的发言，明确：肺与外界的气体交换，实质是外界空气中的氧气进入肺，肺内的二氧化碳排出到外界，实现了人体与外界环境的气体交换，为人体的生命活动提供氧气，排出代谢废物。设计意图：通过提问，引导学生梳理肺与外界气体交换的实质，巩固所学知识，建立“气体交换是生命活动必需”的认知，为后续学习肺泡与血液的气体交换做好铺垫。新知讲授：肺泡与血液的气体交换气体扩散原理教师活动：展示一个简单的演示实验：在一个透明的容器中，左侧放入滴有酚酞试液的水，右侧放入浓氨水，中间用隔板隔开，移除隔板后，观察溶液的颜色变化。提问：“大家观察到了什么现象？为什么会出现这种现象？”引导学生理解气体扩散的原理。学生活动：观察实验现象，发现溶液逐渐变红，分组讨论现象原因，派代表发言：“浓氨水的气味扩散到了左侧，使酚酞试液变红”“氨气从浓度高的地方跑到了浓度低的地方”。教师活动：总结学生的发言，讲解气体扩散原理：气体总是由浓度高的地方向浓度低的地方扩散，直到两边的浓度相等为止。这种气体的扩散作用，是肺泡与血液进行气体交换的基本原理。设计意图：通过简单的演示实验，让学生直观理解气体扩散原理，突破“肺泡与血液气体交换原理”这一难点，为后续讲解具体交换过程奠定理论基础，契合七年级学生“从直观实验理解抽象原理”的认知特点。肺泡与血液气体交换的过程教师活动：展示肺泡与毛细血管结构示意图（高清微观示意图），结合气体扩散原理，提问：“大家观察示意图，肺泡内的气体和毛细血管内的血液中的气体，浓度有什么不同？根据气体扩散原理，氧气和二氧化碳会如何扩散？”引导学生观察示意图中肺泡内和血液中氧气、二氧化碳的浓度标注，分析扩散方向。学生活动：观察示意图，分组讨论，结合气体扩散原理，分析气体扩散方向，派代表发言：“肺泡内的氧气浓度比血液中的高，所以氧气会从肺泡扩散到血液中”“血液中的二氧化碳浓度比肺泡内的高，所以二氧化碳会从血液扩散到肺泡中”。教师活动：肯定学生的发言，详细讲解肺泡与血液气体交换的过程：当外界空气进入肺泡后，肺泡内的氧气浓度高于血液中的氧气浓度，根据气体扩散原理，氧气会穿过肺泡壁和毛细血管壁，进入到血液中，与血液中的血红蛋白结合，被血液运输到全身各处的组织细胞；同时，血液中的二氧化碳浓度高于肺泡内的二氧化碳浓度，二氧化碳会穿过毛细血管壁和肺泡壁，进入到肺泡中，随着呼气过程排出体外。教师活动：进一步提问：“大家想一想，肺泡的结构特点——肺泡壁和毛细血管壁极薄、大量肺泡，对肺泡与血液的气体交换有什么帮助？”引导学生再次巩固“结构与功能相适应”的生命观念。学生活动：分组讨论，结合肺泡的结构特点，分析其对气体交换的意义，派代表发言：“肺泡壁和毛细血管壁极薄，有利于氧气和二氧化碳快速穿过”“大量肺泡增大了气体交换的面积，让更多的气体能够进行交换”。教师活动：总结学生的发言，强调：肺泡的结构特点与肺泡与血液的气体交换功能相适应，确保了气体交换的高效、快速进行，让血液能够及时获得氧气，排出二氧化碳。设计意图：利用微观示意图，结合气体扩散原理，引导学生自主分析肺泡与血液气体交换的过程，巩固“结构与功能相适应”的生命观念，同时培养学生的观察能力和分析推理能力。肺泡与血液气体交换的实质教师活动：提问：“结合我们刚才的讲解，大家想一想，肺泡与血液的气体交换，本质上是交换了什么物质？交换的目的是什么？”学生活动：自由发言，总结：“交换的是氧气和二氧化碳”“目的是让血液获得氧气，排出二氧化碳，为组织细胞的生命活动提供氧气”。教师活动：总结学生的发言，明确：肺泡与血液的气体交换，实质是氧气从肺泡进入血液，二氧化碳从血液进入肺泡，实现了血液与肺泡之间的气体交换，使静脉血变成动脉血，为全身组织细胞的生命活动提供氧气，排出代谢产生的二氧化碳。教师活动：补充对比：“大家注意区分肺与外界的气体交换和肺泡与血液的气体交换：肺与外界的气体交换是实现人体与外界的气体交换，吸入氧气、排出二氧化碳；肺泡与血液的气体交换是实现血液与肺泡的气体交换，让血液获得氧气、排出二氧化碳，两者是连续的过程，共同完成人体的呼吸作用。”设计意图：通过提问和对比，帮助学生明确肺泡与血液气体交换的实质，区分两个气体交换过程的不同，巩固所学知识，避免混淆，培养学生的归纳总结能力。新知拓展：呼吸运动与人体健康教师活动：提问：“大家想一想，我们在日常生活中，哪些习惯会影响呼吸运动和肺的气体交换？比如长期久坐、剧烈运动后立即停止呼吸、吸烟等，这些行为会对我们的呼吸系统造成什么危害？”学生活动：结合生活常识，自由发言，分享自己的看法，如“长期久坐会导致胸廓活动受限，影响肺的扩张，气体交换效率降低”“剧烈运动后立即停止呼吸，会导致血液中氧气供应不足，引起头晕”“吸烟会损伤肺泡，影响气体交换，还会引发呼吸道疾病”。教师活动：总结学生的发言，补充讲解：良好的呼吸习惯对人体健康至关重要，长期久坐、缺乏运动，会导致胸廓运动能力下降，肺的通气量不足，影响气体交换；剧烈运动后，应逐渐减慢呼吸，避免立即停止呼吸，防止缺氧；吸烟会损伤肺泡壁和呼吸道黏膜，降低肺的气体交换效率，引发支气管炎、肺炎等疾病，危害呼吸系统健康。同时引导学生养成良好的呼吸习惯：适量运动，增强胸廓运动能力；保持正确的坐姿和站姿，保证胸廓正常活动；不吸烟，远离二手烟；保持室内通风，呼吸新鲜空气。设计意图：结合生活实际，引导学生了解呼吸运动与人体健康的关系，养成良好的呼吸习惯，增强自我健康保护意识，落实核心素养中的态度责任目标。课堂小结教师活动：引导学生回顾本节课所学内容，提问：“本节课我们学习了发生在肺内的气体交换，谁能总结一下，肺的结构有哪些特点？肺与外界的气体交换是通过什么过程实现的？其原理是什么？肺泡与血液的气体交换过程和原理分别是什么？两个气体交换过程的实质有什么不同？”学生活动：自由发言