初中七年级生物下册《发生在肺内的气体交换（第2课时）》教学设计

初中七年级生物下册《发生在肺内的气体交换（第2课时）》教学设计

一、课程背景与设计理念

本课是“生物圈中的人”这一核心主题的关键节点，承接呼吸系统的组成，开启物质运输与能量转化的重要篇章。本教学设计以《义务教育生物学课程标准（2022年版）》为纲领，深度践行“概念建构”与“探究实践”并重的课改理念。我们摒弃单纯的知识罗列，转而以“肺泡如何成为高效气体交换的场所”这一核心问题为驱动，通过模型建构、跨学科融合和科学史渗透，引导学生像科学家一样思考。本节课的设计力求体现学习的深度建构性、思维的逻辑严密性以及知识的社会价值性，旨在帮助学生形成“结构与功能相适应”的生命观念，并发展其科学思维与社会责任。

二、教学内容与学情分析

（一）教学内容分析

本节课的核心内容为气体交换的过程与原理，具体包括两个层面：一是肺与外界的气体交换（即呼吸运动，此为第一课时内容，本课时进行简要回顾与衔接）；二是肺泡与血液之间的气体交换（此为第二课时的核心与高潮）。教材从宏观的呼吸运动深入到微观的扩散作用，揭示了氧气从外界进入血液、二氧化碳从血液排出体外的完整路径。【核心概念】“肺泡与血液的气体交换”是构建“呼吸的全过程”这一概念体系的基石，也是后续学习“血液循环”、“能量来自细胞中有机物的氧化分解”的重要前提。

（二）学情分析

七年级学生正处于形象思维向抽象思维过渡的阶段。他们对“呼吸”有生活感知，但对“气体交换究竟发生在哪里、怎么发生”存在认知模糊。通过第一课时的学习，学生已经掌握了呼吸系统的组成和呼吸运动的原理，知道肺是呼吸系统的主要器官。但对于气体交换的微观机制——气体的扩散作用，以及肺泡结构如何与其功能相适应，还需要通过直观的模型和生动的比喻来建立认知。【认知难点】学生容易混淆“呼吸运动”与“气体交换”的概念，将肺的扩张收缩等同于气体交换本身，而忽视了扩散作用的本质。

三、教学目标与核心素养指向

1.生命观念：通过分析肺泡的结构特点，深刻理解“结构与功能相适应”的生命观念，认识到生物体结构的精妙性。【重要】

2.科学思维：运用物理学中气体扩散的原理，解释肺泡与血液间的气体交换过程，培养跨学科分析与逻辑推理能力。【非常重要】

3.探究实践：通过构建物理模型或绘制概念图，模拟和呈现气体交换的过程，提升动手实践与模型认知能力。【热点】

4.态度责任：通过了解吸烟对呼吸系统的危害，形成健康生活的意识和社会责任感，关注环境空气质量。【高频考点】

四、教学重难点

1.教学重点：肺泡与血液之间的气体交换过程。【基础】

2.教学难点：理解气体交换的原理（气体的扩散作用）；阐明肺泡结构与其功能的关系。【难点剖析】

五、教学准备

1.教师准备：多媒体课件（包含肺泡立体结构动画、气体交换动态模拟视频）、演示实验器材（如烧杯、澄清石灰水、吹气装置）、肺泡结构模型（或超轻粘土等建模材料）。

2.学生准备：预习教材，完成导学案中的前置学习任务；分组准备超轻粘土（用于课堂建模）。

六、教学实施过程（核心环节）

（一）温故知新，情境导入

上课伊始，教师并未直接切入主题，而是创设一个极具代入感的生活情境。教师提问：“同学们，在上一节课我们了解了肺是如何像一个风箱一样，通过呼吸运动将空气吸入和呼出。那么请大家思考一个深刻的问题：我们吸入的一大口空气中含有大量的氧气，这些氧气是留在肺这个‘大口袋’里，还是去了别的地方？如果是去了别的地方，它又是如何从肺里‘跑’出去的呢？”这个问题直指第一课时与本节课的衔接点，瞬间点燃了学生的好奇心。教师邀请几位同学分享他们的猜想，有的学生可能会说氧气进入了血液，但对于“如何进入”则语焉不详。此时，教师展示一张人体呼吸系统整体示意图，并用红色箭头标出空气进入的路径，最后将焦点聚拢在肺部最细微的结构——肺泡上。教师指出：“今天，我们就将化身为微观世界的探索者，潜入到肺的最深处——肺泡，亲眼目睹一场关乎我们生命每一秒钟的‘气体交换大戏’。”【情境导入，激发兴趣】

（二）回溯结构，锚定基石

在进入核心环节前，教师利用多媒体展示肺泡的放大结构图，引导学生快速回顾并自主讲解肺泡的结构特点。这是对第一课时知识的巩固，更是为本节课的功能探讨铺设基石。教师引导：“要想理解氧气是如何‘跑’出去的，我们必须先认识它出发的‘站台’——肺泡。请同学们观察图片，结合课本，用最精炼的语言概括肺泡有哪些适宜进行气体交换的结构特点？”学生通过观察和讨论，能够归纳出：【基础】肺泡数量多（表面积大）、肺泡壁薄（由一层上皮细胞构成）、肺泡外包绕着丰富的毛细血管（且毛细血管壁也是一层上皮细胞）。教师在学生的回答基础上进行提炼，将这些特点总结为“大、薄、多、密”四个字，并板书。这个环节看似简单，实则是为学生构建“结构与功能相适应”的观念提供事实依据，【非常重要】为接下来解释高效气体交换埋下伏笔。

（三）核心探究一：揭秘原理——气体的扩散作用

这是本节课的第一个难点突破。教师并未直接抛出“扩散作用”的概念，而是设计了一个极具启发性的跨学科小实验。教师展示一个密封的玻璃瓶，瓶内分上下两层，下层是充满红棕色二氧化氮气体的集气瓶（或类比为香水、墨水），上层是空气，中间用玻璃板隔开。教师提问：“如果我抽掉这块玻璃板，你们预测会发生什么现象？”学生凭借生活经验，能够猜到红棕色的气体会向上扩散，最终均匀分布在整个瓶中。教师顺势指出：“物质（包括气体）总是由高浓度的地方向低浓度的地方运动，直到平衡，这种现象叫做扩散。”【跨学科融合】接着，教师将这一物理学原理迁移到生物学情境中：“请大家看肺泡和周围毛细血管的结构模式图。来，我们给气体浓度做个标注。血液中氧气的浓度高，还是肺泡内氧气的浓度高？为什么？”通过引导，学生分析出：由于吸入的新鲜空气，肺泡内氧气浓度高，而血液流经组织细胞后，带来的氧气被消耗，所以氧气浓度低。由此，师生共同得出结论：【核心概念】氧气正是因为扩散作用，由浓度高的肺泡进入浓度低的血液。同理，二氧化碳则相反，由浓度高的血液进入浓度低的肺泡。至此，气体交换的本质原理被学生自己“发现”了出来。

（四）核心探究二：模型建构——模拟肺泡内的气体交换

在理解了原理之后，教师组织学生进行本堂课的高潮活动——模型建构。【热点】学生以小组为单位，利用准备好的超轻粘土、彩色卡纸等材料，动手构建肺泡及周围毛细血管的物理模型。教师给出明确的任务要求：

1.用不同颜色的粘土塑造出肺泡壁（单层细胞）、毛细血管壁（单层细胞）。

2.用红色和蓝色卡纸剪成小圆片，分别代表氧分子和二氧化碳分子。

3.在模型上，用箭头和卡纸演示出氧气和二氧化碳的扩散方向，并说明理由。

学生兴致勃勃地投入创作，教师在小组间巡视，适时点拨。有的小组在肺泡数量上做文章，捏了几十个肺泡簇拥在一起，体现了肺泡表面积之大。在展示环节，各小组代表上台讲解自己的模型。一个小组代表指着模型说：“大家看，我们用透明的保鲜膜表示一层薄薄的肺泡壁和毛细血管壁，氧气分子（红色圆片）正排着队从肺泡里通过这两层壁，跳到红细胞上（用橡皮泥捏的红细胞）被带走。”这种直观的表达，让抽象的过程变得触手可及。教师对各小组的模型进行点评，特别表扬那些准确体现了“两层壁”、“浓度差”以及“最终进入红细胞”等细节的小组，并强调：氧气最终是与红细胞中的血红蛋白结合，以氧合血红蛋白的形式被运输，这为下一节“血液循环”埋下了伏笔。【模型建构，深化理解】

（五）深化辨析：呼吸运动与气体交换

针对学生容易混淆的概念【难点剖析】，教师设计了一个对比辨析环节。教师在黑板上画出两个简单的示意图：图一表示胸廓和肺的轮廓，用箭头表示扩大的方向；图二表示肺泡和毛细血管，用箭头表示氧气和二氧化碳的移动方向。

教师提问：“请同学们判断，哪一幅图表示的是‘呼吸运动’，哪一幅图表示的是‘气体交换’？它们的根本区别是什么？”

通过小组讨论和全班交流，学生最终明确：呼吸运动（第一课时）是依靠呼吸肌收缩舒张，导致胸廓容积变化，从而引起肺被动的扩张和回缩，实现的是肺与外界的气体流通，其结果是将空气吸入或呼出，这是一个依靠气压差的“物理过程”；而气体交换（本节课）是发生在肺泡和血液之间的，依靠的是气体分子的“扩散作用”，这是一个“生物学过程”。【重要概念辨析】教师进一步总结：“呼吸运动是前提，它保证了肺泡内气体的不断更新，维持了氧气和二氧化碳的浓度差；而气体交换是目的，它真正实现了外界氧气进入血液、体内二氧化碳排出体外的功能。二者相互联系，但本质不同。”通过这样的深度辨析，学生对呼吸全过程有了更深刻、更准确的理解。

（六）数据推演与科学探究

为了进一步巩固对气体交换方向的理解，并引入科学探究的方法，教师展示一组科学数据：

吸入气、呼出气、肺泡气以及血液中各种气体的含量（百分比）对比表。让学生计算并分析：

1.比较吸入气和呼出气，你能得出什么结论？（氧气减少，二氧化碳增多）

2.比较肺泡气和血液中的气体含量，你能得出什么结论？（血液中氧气少，二氧化碳多）

3.这组数据是如何支持我们刚才提出的“扩散方向”的？

学生通过对数据的分析，用确凿的数字证实了气体交换的方向，这比单纯的理论说教更具说服力。接着，教师引导学生设计实验验证呼出的气体中含有较多的二氧化碳。【高频考点】教师提供澄清石灰水、试管、吹气装置等材料，让学生分组设计并操作实验。学生很快设计出方案：向澄清石灰水中吹气，观察其变浑浊的现象，并与空气（用注射器注入空气）作对照。通过动手实验，学生不仅验证了呼出气体成分的变化，更体验了科学探究的一般过程，即“提出问题—作出假设—制定计划—实施计划—得出结论”。【探究实践】

（七）归纳整合与生命教育

在课程接近尾声时，教师引导学生绘制本节课的概念图。教师以“肺泡”为核心，向外发散出“结构特点（数量多、壁薄、外包毛细血管）”和“功能（气体交换）”两大分支，在“功能”分支下，又分出“原理（扩散作用）”和“过程（氧气进入血液、二氧化碳进入肺泡）”。通过构建概念图，帮助学生将零散的知识点结构化、网络化，形成系统的认知体系。【重要】

最后，教师将视角拉回现实生活，进行生命教育。教师展示一组吸烟者肺部病变图片和正常肺部图片的对比，以及雾霾天气下的城市景象。教师沉重地讲述：“我们今天学习了肺泡的精巧结构，它为了高效完成气体交换，将自己进化得如此之薄、如此之多。但也正因为如此，它变得异常脆弱。空气中的有害物质，如香烟烟雾中的焦油、尼古丁，以及雾霾中的微小颗粒，可以直接损伤这层薄薄的肺泡壁，使其失去弹性，甚至引发肺癌。健康的肺，是我们享受高质量生命的基础。面对这样的知识，作为新时代的青少年，我们应该做些什么？”学生陷入了沉思，纷纷表示要远离烟草，宣传吸烟的危害，并关注环境保护。这一刻，生物学的知识不再仅仅是书本上的文字，而是化为了守护生命、改善社会的责任感。【态度责任，升华主题】

七、教学板书设计（逻辑提纲）

一、回顾：肺泡适于交换的特点——大、薄、多、密

二、原理：气体的扩散作用

三、过程：肺泡与血液的气体交换

1.氧气：肺泡→进入血液（与血红蛋白结合）

2.二氧化碳：血液→进入肺泡

四、总结：呼吸运动（气压差）与气体交换（扩散）的辨析

八、教学评价与作业设计

（一）教学评价

本课采用过程性评价与终结性评价相结合的方式。过程性评价贯穿于课堂始终：通过观察学生在模型建构中的参与度、创意和对核心概念的理解深度（例如是否能准确摆放气体分子的方向），评估其探究实践能力；通过提问和小组讨论，评估其科学思维和语言表达能力；通过概念图的绘制质量，评估其对知识体系的建构水平。终结性评价则通过课后作业和单元测验来完成。

（二）分层作业设计

1.【基础巩固】绘制“肺泡与血液气体交换示意图”，用文字和箭头标出氧气和二氧化碳的交换过程，并标注原理。

2.【能力提升】查阅资料，了解“一氧化碳中毒”的机理。结合本节课所学知识，解释为什么一氧化碳会使人缺氧窒息？这体现了气体交换过程中的哪个环节被破坏了？

3.【拓展探究】以“我们的呼吸健康”为主题，设计一份手抄报或制作一个微视频，呼吁人们关注空气质量，远离烟草，内容需包含本节课所学的科学原理。【热点】

九、教学反思（预设）

本课的设计，力求打破学科壁垒，将物理学的扩散原理与生物学结构功能观深度融合，通过模型建构这一核心活动，让学生在动手做中实现概念的主动建构。课堂的高潮在于学生用模型展示气体交换过程，真正体现了“以学生为中心”的教学理念。同时，通过引入科学数据和实验验证，培养了学生的实证意识。最后回归生命教育的环节，使生物学课堂承载了立德树人的根本任务。可能存在的挑战在于