初中七年级生物大概念引领下的人体的呼吸系统深度教学导学案

初中七年级生物大概念引领下的人体的呼吸系统深度教学导学案

一、教学内容与课标定位

【基础】本章内容隶属于《义务教育生物学课程标准（2022年版）》第五个学习主题“人体生理与健康”。课标要求教师帮助学生形成的重要概念是：人体通过呼吸系统与外界进行气体交换，呼吸系统具有与其功能相适应的结构。具体内容要求包括：描述人体呼吸系统的组成；概述肺与外界进行气体交换的过程；以及通过观察模型或实验，说明肺泡与血液之间进行气体交换的过程。本章教学不仅仅是知识的传授，更是构建“结构与功能观”这一核心生命观念的关键环节，同时承担着引导学生形成健康生活习惯、关注环境与健康关系的社会责任教育任务。教学定位应从单纯的“知识传授”转向“素养培育”，强调在真实情境中解决问题，在探究实践中发展科学思维。

二、学情分析与教学策略

【基础】七年级学生正处于从形象思维向抽象逻辑思维过渡的阶段。他们对“呼吸”这一生命现象有丰富的感性认识和生活经验（如运动后气喘、憋气难受），但对呼吸的内在机理、气体交换的微观过程知之甚少。学生已具备一定的观察、分析和动手能力，但模型建构思维和跨学科关联（如物理学的气压原理）尚显薄弱。基于此，教学策略应遵循“从生活走向生物，从生物走向社会”的理念：第一，利用学生的前概念和生活经验创设情境，引发认知冲突；第二，采用直观教学（模型、动画、演示实验）化解抽象概念，将微观过程宏观化；第三，【非常重要】引入探究性学习和项目式学习（PBL）理念，通过“任务驱动”和“问题链”引导学生主动建构知识，例如通过自制模型解释呼吸运动，实现从“记忆”到“理解”再到“应用”的跨越。

三、学习目标（核心素养导向）

【重要】通过本节课的学习，学生将能够：

1.【生命观念】准确描述人体呼吸系统的组成（呼吸道：鼻、咽、喉、气管、支气管；肺），并运用“结构与功能相适应”的观点，举例说明呼吸道各器官的结构（如鼻毛、黏膜、毛细血管、软骨、纤毛、会厌软骨、声带）对其功能（保证通畅、清洁、湿润、温暖空气、吞咽与呼吸协调、发声）的适应性。【高频考点】

2.【科学思维】通过分析“呼吸时胸廓容积变化”的实验现象或模拟模型（如肋间肌、膈肌模型），运用归纳、演绎的方法，推导并阐述肺与外界气体交换的原理（呼吸运动导致气压差），提升逻辑推理和模型建构能力。【难点】

3.【探究实践】分组合作设计并制作“膈肌运动模型”，在动手实践中观察并解释膈肌收缩与舒张如何导致肺容积的变化；或设计简单的探究方案（如“不同状态下呼吸频率的测定”），初步掌握科学探究的基本方法。

4.【态度责任】通过分析“痰的形成”、“随地吐痰的危害”、“会厌软骨的作用”以及“哮喘”、“尘肺”等病例资料，认同呼吸道对空气的处理能力是有限的，【热点】形成珍爱生命、关注空气质量、自觉维护呼吸健康的意识，并能在生活中践行“食不言”、不随地吐痰、保护环境等健康文明的生活方式。

四、教学重难点

1.【高频考点】教学重点：人体呼吸系统的组成；肺与外界气体交换的原理（呼吸运动的过程）。

2.【非常重要】教学难点：理解由于呼吸运动（肋间肌和膈肌的收缩与舒张）导致胸廓容积变化，进而引起肺内气压与外界大气压之间的压力差，最终实现吸气和呼气的过程。这一过程涉及物理学的气压知识，对学生而言较为抽象。

3.【热点】关键点：通过模型建构和动画演示，将抽象的“气压差”概念转化为直观的视觉感知和动手体验。

五、教学准备

1.教师准备：多媒体课件（包含高清图片：呼吸系统组成、肺泡结构、声带状态；动画：呼吸运动过程、吞咽与呼吸关系）；自制或购买的呼吸运动模型（模拟膈肌和胸廓）；分组实验材料（用于制作简易模型：塑料瓶、Y型玻璃管、小气球、橡皮膜、橡皮泥；用于探究气体成分：澄清石灰水、收集气体装置等，视课时安排而定）。

2.学生准备：预习教材内容，完成导学案前置性作业；分组准备搜集关于“空气质量对呼吸系统影响”的资料。

六、【非常重要】教学实施过程（核心环节）

本部分采用“任务驱动”与“问题链”相结合的模式，将学习内容分解为三个层层递进的项目任务，共计2课时。

（一）第一课时：探秘呼吸道的结构与功能——生命的安全通道

任务一：新生命的第一次啼哭——呼吸系统的组成

【情境创设】播放一段新生儿啼哭的视频片段，同时提出问题链：1.为什么婴儿呱呱坠地时要啼哭？这第一声啼哭意味着什么生理功能的启动？（引出呼吸）2.请同学们用手捏住鼻子，闭上嘴巴，能坚持多久？谈谈感受。（体悟呼吸的不可或缺）3.我们每时每刻都在呼吸，空气进入人体后，经过了一条怎样的“旅行路线”？【基础】

【探究活动】学生结合教材中的“呼吸系统组成示意图”和模型，以小组为单位，进行“拼图游戏”或“结构接龙”。教师引导学生按顺序说出空气进入人体的通道：鼻→咽→喉→气管→支气管→肺。在此过程中，【重要】教师需精准指导：1.强调“呼吸道”的概念（鼻、咽、喉、气管、支气管）和“肺”是呼吸系统的主要器官。2.结合解剖图谱，指出“咽”是呼吸和消化的共同通道，为后续学习“会厌软骨”埋下伏笔。3.引导学生触摸自己的喉部，感受“喉”的位置。4.简要介绍“肺”位于胸腔内，左右各一，结构类似于“海绵”，富有弹性。

任务二：呼吸道不仅仅是通道——结构与功能的精妙适应

【核心问题驱动】呼吸道仅仅是一个气体通过的“管道”吗？如果不是，它内部有哪些精妙的设计来保障我们的健康？

【分组探究与汇报】将全班分为四个专家小组，分别探究鼻、气管、咽与喉的结构与功能，并推选代表进行汇报。

1.【“鼻”专家小组】探究鼻腔的结构。【重点】观察教材插图或显微图片，找到鼻毛、鼻黏膜（分泌黏液）、毛细血管。引导学生讨论：鼻毛的作用（清洁，阻挡灰尘）；黏液的作用（湿润空气，粘住病菌和灰尘，形成鼻涕）；毛细血管的作用（温暖吸入的冷空气）。【链接生活】为什么北欧人的鼻子比非洲人的鼻子大且长？（寒冷环境需要更充分地预热空气）为什么提倡用鼻呼吸而不是用嘴呼吸？（嘴没有相应的结构，无法对空气进行有效处理）【高频考点】

2.【“气管与支气管”专家小组】探究气管的结构。【重点】观察气管的“C”形软骨图片（用手摸摸自己的喉部和颈部，感受软骨的存在，解释其作用：保证气流通畅，防止塌陷）。观察气管壁纵切图，找到纤毛和腺细胞。教师补充讲解：腺细胞分泌黏液，使气管内湿润，并粘住空气中的微小颗粒。纤毛不停地向咽喉方向摆动，将黏液和附着其上的颗粒（如细菌、灰尘）推向喉部，形成“痰”，通过咳嗽排出体外。【热点】为什么不能随地吐痰？（痰中含有大量病菌，干燥后会飘散到空气中，传播疾病）这一过程体现了呼吸道的什么功能？（清洁）【高频考点】

3.【“咽与喉”专家小组】探究吞咽与呼吸的协调以及发声。

a.吞咽与呼吸：【难点】播放“吞咽与呼吸”关系的动画。提问：为什么食物进入食道而不会误入气管？引导学生观察会厌软骨的“盖子”作用：呼吸时，会厌软骨抬起，喉口开放；吞咽时，会厌软骨盖住喉口，防止食物进入气管。【情境应用】为什么吃饭时不能大说大笑？（大笑时会厌软骨来不及盖下，食物易进入气管，引起剧烈咳嗽，甚至危险）【非常重要】咳嗽是什么？（一种保护性反射，试图将异物冲出呼吸道）。

b.发声：【拓展】用手轻按喉部，说几句话，感受振动。声音是如何产生的？（喉部的声带，呼出的气流振动声带）展示声带拉紧和放松的图片，说明声带在气流作用下振动发声。介绍青少年变声期声带的保护（避免大声喊叫，不吸烟，不喝酒）。

【归纳总结】教师引导学生整合各组信息，【重要】得出核心结论：呼吸道不仅是气体进出肺的通道，还对吸入的空气具有清洁、湿润、温暖的作用，并在吞咽、发声等方面发挥重要作用。但强调：呼吸道对空气的处理能力是有限的。

任务三：理性思辨——呼吸道处理能力的局限性

【资料分析】展示四则资料（哮喘、肺炎、尘肺、沙尘暴戴口罩），引导学生阅读并思考：有了呼吸道对空气的处理，人体就能完全避免空气中有害物质的危害吗？为什么？

【讨论与交流】学生结合生活经验（如雾霾天、流感季节戴口罩）和资料展开讨论。教师引导得出结论：呼吸道对空气的处理能力是有限的，若吸入的空气中有毒、有害物质过多或过强，仍会引发疾病。因此，保护环境、做好个人防护至关重要，从而升华到【社会责任】层面，引导学生关注空气质量，做环境保护的宣传者和践行者。

（二）第二课时：探秘肺内的气体交换——生命的核心引擎

任务四：解密呼吸运动的动力——肺与外界的气体交换

【复习导入】上节课我们知道了呼吸道是气体的通道和处理站，空气最终到达了哪个器官？（肺）。肺是呼吸系统的主要器官，它就像一个气球，是如何被“吹满”又“排空”的呢？是什么力量让气体能进能出？

【模型建构与探究】这是本课时的【重中之重】和【难点】。

1.【体验与感知】请学生将双手轻放在自己的两侧肋骨处，深深地吸一口气，再缓缓地呼出去。感受吸气时和呼气时，肋骨和胸廓的变化。（吸气：肋骨向上向外运动，胸廓扩大；呼气：肋骨向下向内运动，胸廓缩小）。再请学生将手放在肚脐上方（腹部），感受深吸气和深呼气时，腹部的起伏（膈肌参与）。

2.【演示与观察】教师利用“胸廓模型”（或自制教具，如带有橡皮膜和玻璃罩的模型），演示膈肌的收缩和舒张。学生带着问题链观察：向下拉橡皮膜（模拟膈肌收缩），玻璃罩内的气球体积如何变化？（变大）为什么？（容积增大，气压减小，外界气体进入）松开橡皮膜（模拟膈肌舒张），气球体积如何变化？（变小）为什么？（容积减小，气压增大，气体排出）【非常重要】在此过程中，教师需引入物理学“气压”概念，但需用通俗语言解释：气体总是从压力高的地方流向压力低的地方。

3.【小组动手制作】学生分组利用提供的材料（塑料瓶、Y型管、气球、橡皮膜）制作简易的“膈肌运动模型”。在制作和操作过程中，直观体验并互相讲解“膈肌收缩→胸廓容积扩大→肺内气压降低→吸气”和“膈肌舒张→胸廓容积缩小→肺内气压升高→呼气”的完整过程。【探究实践】教师巡回指导，引导学生思考：模型中的塑料瓶、Y型管、气球、橡皮膜分别模拟了人体的什么结构？（胸廓、气管、肺、膈肌）。这个模型有什么缺陷？（只能模拟膈肌运动，无法模拟肋间肌运动引起的胸廓前后、左右径的变化）。【高频考点】

4.【归纳总结】结合动画和模型体验，引导学生用自己的语言描述肺与外界气体交换的全过程，完成表格填空：

呼吸状态肋间肌、膈肌胸廓容积肺内气压气流方向

吸气收缩扩大减小外界→肺内

呼气舒张缩小增大肺内→外界

任务五：探秘气体交换的奥秘——肺泡与血液的气体交换

【问题过渡】空气进入肺泡后，氧气是怎么到达全身各处的？我们吸入的氧气最终去哪里了？呼出的二氧化碳又是从哪里来的？

【结构与功能分析】

1.【观察与推测】展示“肺泡结构”高清放大图。引导学生观察并找出肺泡适于气体交换的结构特点：【非常重要】数量多（表面积大）；肺泡壁薄（仅由一层上皮细胞构成）；肺泡外包绕着丰富的毛细血管（毛细血管壁也很薄，也由一层上皮细胞构成）；肺泡壁与毛细血管壁紧贴在一起。引导学生从结构推测功能：这些特点如何有利于气体交换？（大大增加了气体交换的面积，极大地缩短了气体扩散的距离）从而深化“结构与功能相适应”的生命观念。

2.【原理讲解】介绍气体交换的原理——气体扩散作用（就像一滴墨水滴入清水中，会逐渐散开，气体总是从浓度高的地方向浓度低的地方扩散）。教师结合动画讲解：当血液流经肺泡周围的毛细血管时，肺泡内的氧气浓度高于血液（静脉血）中的氧气浓度，所以氧气穿过肺泡壁和毛细血管壁进入血液；同时，血液中的二氧化碳浓度高于肺泡内的二氧化碳浓度，所以二氧化碳穿过毛细血管壁和肺泡壁进入肺泡，然后随呼气排出体外。

3.【知识建构】明确两个“交换”的区别：外界与肺泡之间的气体交换（通过呼吸运动实现）；肺泡与血液之间的气体交换（通过气体扩散作用实现）。经肺泡气体交换后，血液由含氧少、颜色暗红的静脉血，变成了含氧丰富、颜色鲜红的动脉血。

【实验探究或证据推理】（可安排为课后拓展或演示实验）

【探究实践】教师演示或学生分组实验：比较吸入气体（空气）和呼出气体中氧气和二氧化碳含量的变化。

4.二氧化碳含量比较：用澄清石灰水分别注入装有空气和呼出气体的集气瓶中，振荡。观察哪瓶石灰水更浑浊？（呼出气体使石灰水更浑浊，说明呼出气体中二氧化碳含量增加）。

5.氧气含量比较：将点燃的木条分别伸入装有空气和呼出气体的集气瓶中，观察燃烧情况。（空气中木条燃烧正常，呼出气体中木条熄灭，说明呼出气体中氧气含量减少）。

通过实验证据，使学生从感性上认同肺泡内确实发生了气体交换，且交换的结果是血液获得了氧气，排出二氧化碳。

七、板书设计（逻辑架构）

第三章人体的呼吸

一、呼吸道——气体进出肺的通道

1.鼻：清洁、湿润、温暖（毛、黏液、毛细血管）

2.咽：共同通道（会厌软骨：调节吞咽与呼吸）→“食不言”

3.喉：发声（声带）

4.气管、支气管：C形软骨（通畅）；纤毛、黏液（清洁、湿润）→痰的形成

结论：呼吸道处理空气的能力是有限的。

二、肺——气体交换的场所

1.肺与外界的气体交换（呼吸运动）

（1）吸气：膈肌/肋间肌收缩→胸廓扩大→肺内气压↓→气体入肺

（2）呼气：膈肌/肋间肌舒张→胸廓缩小→肺内气压↑→气体出肺

2.肺泡与血液的气体交换（扩散作用）

（1）肺泡适于交换的结构特点：多、薄、丰（毛细血管）

（2）交换过程：O₂→血液；CO₂→肺泡

（3）结果：静脉血→动脉血

八、教学评价与作业设计

1.【课堂即时评价】采用“表现性评价”量表，对学生在模型制作、小组讨论、问题回答中的参与度、合作精神、创新思维进行记录和评价。重点关注学生是否能运用所学知识解释生活现象。

2.【分层