初中生物七年级下册 第四章第三节 心脏-输送血液的泵 深度研学案

初中生物七年级下册第四章第三节心脏——输送血液的泵深度研学案

一、教学内容与目标定位

（一）教学内容分析

本节内容“心脏——输送血液的泵”是初中生物学科七年级下册第四单元“生物圈中的人”第四章“人体内物质的运输”的核心与高潮。它上承“流动的组织——血液”和“血流的管道——血管”，为学生理解血液如何在密闭管道中定向、循环流动提供了动力来源和结构基础；下启“输血与血型”以及后续章节中人体如何通过血液循环与外界环境进行物质交换（如氧气、营养、废物）等内容。因此，本节知识具有承上启下的关键作用，是构建完整的人体结构和功能观、稳态与平衡观不可或缺的一环。本节课的教学设计旨在引领学生从宏观到微观、从结构到功能、从感性到理性，全方位地认识这一人体最重要的动力器官。我们将深入挖掘心脏作为“泵”的结构如何与其泵血功能相适应，通过模型构建、动态模拟、科学史渗透等多种教学策略，培养学生的科学思维、探究能力和生命观念。

（二）学情分析

授课对象为七年级学生。在知识储备上，学生已具备细胞需要获取营养和氧气、排出废物等生命活动的基本常识，并且刚刚学习了血液的成分和血管的类型，对物质的运输有了初步印象，这为理解心脏作为动力源奠定了基础。在认知能力上，七年级学生正处于从具体形象思维向抽象逻辑思维过渡的阶段，他们对新鲜事物充满好奇，喜欢动手操作和直观体验，但空间想象能力和逻辑推理能力尚在发展中。心脏的结构较为复杂，尤其是内部四个腔室的关系、相连的血管以及瓣膜的开启方向，对于学生来说是一个难点。在生活经验上，学生都有感受心跳的体验，对心脏有一定感性认识，但往往停留在“跳动”这一表层，对其精妙的内部构造和工作原理知之甚少。因此，教学设计需充分利用学生的好奇心和已有经验，借助直观教具、多媒体资源和探究活动，化抽象为具体，帮助学生突破难点，构建清晰、准确的知识体系。

（三）核心素养目标

1.【生命观念】通过观察和解剖（模拟）心脏，认同心脏的结构与功能相适应的观点；通过对血液循环途径的分析，初步建立生物体局部与整体相统一的、动态平衡的稳态观念。

2.【科学思维】能够运用观察、比较、归纳、推理等方法，分析心脏的结构特点，并推测其相应的功能；能够基于对心脏泵血原理的理解，构建血液循环的模型，并用模型解释相关的生理现象。

3.【科学探究】通过对心脏灌流动手实验（或模拟实验）的设计与操作，提高动手实践能力和合作探究能力；在探究瓣膜作用的过程中，学习控制变量和设计对照实验的思路。

4.【社会责任】了解与心脏相关的常见疾病（如冠心病、先天性心脏病），关注心脏健康，树立健康生活的意识，并能够向他人宣传保健知识，形成珍爱生命、关爱他人健康的责任感。

二、教学重难点与关键点

（一）教学重点

1.【核心概念】心脏的结构：包括心脏的四个腔（心房、心室）、与各腔相连的血管、房室瓣和动脉瓣的位置及作用。

2.【核心概念】心脏的功能：心脏作为“泵”，其收缩和舒张是如何为血液循环提供动力的。

3.【基础】血液循环的途径：体循环和肺循环的路径、血液成分的变化及意义。

（二）教学难点

1.【难点】心脏四腔与血管的连接关系，特别是左心室与主动脉、右心室与肺动脉、左心房与肺静脉、右心房与上下腔静脉的正确对应。

2.【难点】瓣膜的开启方向与血流方向的关系，以及如何通过瓣膜防止血液倒流。

3.【难点】【高频考点】体循环和肺循环同时进行，并在心脏处汇合的统一整体性理解，以及在此过程中血液性质（动脉血/静脉血）变化的根本原因。

三、教学准备

教师准备：猪或羊的新鲜心脏（或浸制标本）若干（可分小组观察）、心脏结构模型、多媒体课件（包含心脏三维动态解剖、血液循环动画、心脏工作视频）、滴管、烧杯、红蓝墨水、活动挂图、心脏结构拼图。

学生准备：预习教材，完成导学案中的前置学习任务；分好学习小组（4-6人一组）。

四、教学实施过程

（一）创设情境，激趣导入——感受生命的“引擎”

教师首先播放一段短视频，内容剪辑了运动员在赛场上奋力拼搏时急促的心跳声、汽车引擎的轰鸣声以及水泵抽水的画面。视频结束后，教师提出问题：“同学们，生命的旅途需要持续不断的能量和物质供应。我们在前面学习了血液和血管，如果把我们的身体看作一个精密的城市，血液是运输车，血管是道路，那么，是什么为这整个运输系统提供了源源不断的动力，让血液能够周而复始地奔流不息呢？”学生们自然会想到心脏。教师顺势引导学生用手掌贴在左胸口，感受并描述自己心脏的跳动。接着，教师展示一张血液循环示意图，指出血液在全身循环是一个封闭的系统，必须有一个强大的动力来源才能克服阻力，持续流动。这个动力就来自于我们今天要探究的主角——心脏。教师由此引出并板书优化后的课题：“第三节心脏——输送血液的泵”，并强调心脏就像我们身体的“生物泵”或“生命的引擎”。这个导入环节利用多感官刺激和生活经验，迅速聚焦学生注意力，激发探究欲望，为后续学习奠定了情感和认知基础。

（二）初探结构，整体感知——观察心脏的外形和位置

【基础】教师首先通过多媒体课件展示人体胸腔解剖图，引导学生找到心脏在胸腔中的准确位置——位于胸腔的中部，偏左下方，在两肺之间。教师用拳头比喻心脏的大小，让学生对自己的心脏大小有直观印象。

接着，教师分发猪或羊的新鲜心脏标本（或模型）给各小组，并提出观察任务：

1.从外部观察，描述心脏的形状、颜色，摸摸它的手感。

2.用手捏一捏心脏壁的不同部位，感觉哪里最厚？哪里较薄？

3.仔细观察心脏表面，你能找到一些粗大的血管吗？它们与心脏的连接部位在哪里？

学生们在小组内进行观察和触摸，并展开热烈讨论。他们能直观地感受到心脏呈倒置的圆锥形，颜色暗红，手感坚韧。通过捏挤，学生会惊讶地发现，心脏壁的厚薄不均，尤其是一个心室的壁（教师此时不急于给出名称）非常厚实，而上面的两个“小耳朵”（心房）壁则很薄。这一发现直接指向了结构与功能的关系，为后续学习埋下伏笔。对于血管的观察，学生们可能会看到一些粗大的血管断端，但暂时无法分清其名称和归属。教师在此时不直接给出答案，而是鼓励学生带着问题进入下一环节。此环节旨在建立对心脏的初步、整体的感性认识，为后续精细结构的探究提供基础。

（三）解构内部，探秘功能——探究心脏的“房间”与“阀门”

【核心概念】【难点】这是本节课的核心环节，旨在引导学生深入探究心脏的内部构造。

教师引导：“心脏的外部我们已经有所了解，但它内部究竟是怎样一番景象，使得它能如此强有力地、有方向地泵血呢？让我们化身为‘心脏探险家’，一起打开它的门，看看里面的‘房间’和‘阀门’是如何设计的。”

1.解剖与观察（模型/模拟）：

教师指导学生观察可拆分的心脏模型，或播放一段高质量的心脏解剖视频，并配合挂图，带领学生逐步认识内部结构。

（1）四个“房间”：教师指出心脏被一堵“墙”（隔）分成了互不相通的左半心和右半心。每一半又被一个“阀门”（瓣膜）分成上下两个“房间”。上面的叫“心房”，下面的叫“心室”。由此，学生明确心脏有【四个腔】：左心房、左心室、右心房、右心室。教师强调，同侧的心房和心室是相通的，但左右两半是不相通的。这是保证动、静脉血不相混的关键。

（2）墙壁的厚度：引导学生再次观察并对比四个腔的壁厚。学生会清晰地看到：【非常重要】左心室的壁最厚，右心室次之，左右心房的壁都很薄。教师追问：“为什么左心室的壁要这么厚？”引导学生思考结构与功能的关系。学生不难推理出：左心室收缩需要将血液泵向全身，路线长，阻力大，需要强大的动力，因此壁最厚；右心室将血液泵向肺部，路程短，动力要求稍小；心房只是将血液送入下方的心室，路程最短，不需太大动力，故壁最薄。

（3）相连的血管：【高频考点】教师引导学生追踪与各腔相连的血管。通过模型和视频，学生能清晰地看到：

左心室通向主动脉（全身最粗大的动脉）

左心房连接肺静脉（从肺部回血）

右心室通向肺动脉（注意：虽然叫动脉，但里面流的是静脉血）

右心房连接上、下腔静脉（从全身回血）

这一部分信息量大且容易混淆，教师需借助动态图示反复强调，并让学生在自己的图上标注，强化记忆。

2.探秘“阀门”的作用：

教师提出问题：“心脏的四个腔相通，心房收缩时，血液挤向心室；心室收缩时，血液会挤向哪里？会不会有一部分倒流回心房？血液从心室流向动脉后，当心室舒张时，动脉里的血会不会倒流回心室？”这些问题引发学生的认知冲突。

随后，教师引导学生观察心房的出口（房室瓣）和心室的出口（动脉瓣）。

（1）房室瓣：位于心房和心室之间。教师让学生观察其形态（像瓣膜，有腱索牵拉），并思考其作用。接着，教师请一位学生进行模拟演示：用一个带单向阀门的漏斗和水模拟心室舒张和收缩时房室瓣的开闭。当水从上方（心房）流下时，阀门打开，水进入下方（心室）；当从下方用力挤压（心室收缩）时，阀门关闭，水无法倒流。通过演示，学生直观地理解了【重要】房室瓣只能朝向心室开，保证了血液只能从心房流向心室，防止倒流。

（2）动脉瓣：位于心室与动脉之间。教师引导学生观察其形态（像半月形的小口袋），并播放动画模拟其工作状态。当心室收缩时，血液冲开动脉瓣，进入动脉；当心室舒张时，动脉内压力高，血液回流，正好充满半月瓣的小口袋，使其关闭。学生总结出：【重要】动脉瓣只能朝向动脉开，保证了血液只能从心室流向动脉，防止倒流。

至此，学生对心脏的“泵”结构有了深刻理解：心脏由四个腔室构成，有防止血液倒流的精密阀门，且壁的厚薄体现了功能的分化。这完全体现了生物学“结构与功能相适应”的【核心观念】。

（四）动态模拟，理解功能——解析心脏的“泵”工作原理

【核心概念】在明晰了静态结构之后，重点转向心脏的动态工作过程。

教师播放心脏跳动（心动周期）的三维动画，引导学生重点观察在一个完整的心跳周期中，心房、心室分别处于什么状态（收缩/舒张），瓣膜如何开闭，血流方向如何。

教师将心脏的工作过程分解为三个关键时相进行讲解和模拟：

1.心房收缩，心室舒张：心房收缩，容积减小，压力升高，将血液通过打开的房室瓣挤入心室，此时动脉瓣关闭。此过程结束后，心室被血液充盈。

2.心房舒张，心室收缩：心房舒张，容积增大，压力降低，同时心室开始收缩。心室内压力急剧升高，首先压迫房室瓣关闭（防止血液倒流回心房），继而冲开动脉瓣，将血液泵入动脉（左心室泵入主动脉，右心室泵入肺动脉）。

3.心房舒张，心室舒张：心室收缩后舒张，心室内压力降低。此时动脉内的压力高于心室，血液回流试图倒流，正好使动脉瓣关闭。同时，房室瓣打开，血液从心房流入心室，为下一次心室收缩做准备。

教师强调，心脏的左右两部分是同步工作的，即左心房和右心房同时收缩，左心室和右心室同时收缩，从而保证了体循环和肺循环的动力供给是同步的。通过这个环节，学生从动态的角度理解了心脏作为“泵”是如何通过周期性舒缩和瓣膜的配合，实现定向泵血的。这一部分内容是理解血液循环的前提，属于【非常重要】的知识点。

（五）模型构建，突破难点——建立血液循环途径的整体观

【难点】【高频考点】在学生理解心脏结构和泵血原理后，教师引导学生将目光扩展到全身，构建完整的血液循环概念。

教师提问：“心脏把血液泵出去了，这些血液沿着什么路径流动？最终又回到了哪里？在这个过程中，血液发生了什么变化？”

1.分组绘制路线图：

教师给每个小组提供一张大白纸和彩笔，要求学生以心脏为中心，根据所学知识，结合教材图文，尝试画出血液从心脏出发再回到心脏的可能路径。提示学生区分动脉和静脉，并用红色代表含氧丰富、颜色鲜红的“动脉血”，蓝色代表含氧较少、颜色暗红的“静脉血”。

这个任务具有挑战性，能激发学生的深度思考和合作学习。教师在各组间巡视，给予适当指导，鼓励他们大胆假设，小心求证。

2.展示交流，修正完善：

各小组派代表展示并讲解本组绘制的路线图。此时会出现各种不同版本，例如有的组可能只画出一条循环路线。教师不急于评判对错，而是引导学生共同分析、质疑。例如，针对“从右心室出发，通过肺动脉，血液是到哪去了？之后又该怎么回来？”，“从左心室出发的主动脉，分支遍布全身，最终又是通过什么路线回到心脏？”等问题，引发学生深入思考。

3.动态演示，构建概念：

在学生充分讨论和初步尝试后，教师播放完整的血液循环动画，并配以清晰的解说，将整个过程划分为两条既独立又联系的循环路线：

（1）【非常重要】体循环：左心室→主动脉→全身各级动脉→全身毛细血管网→各级静脉→上、下腔静脉→右心房。教师强调，在全身毛细血管网处，血液中的氧气和营养物质被组织细胞利用，同时细胞产生的二氧化碳等废物进入血液。因此，血液由含氧丰富的【动脉血】变成了含氧较少的【静脉血】。这体现了血液作为运输工具的功能。

（2）【非常重要】肺循环：右心室→肺动脉→肺部毛细血管网→肺静脉→左心房。教师强调，在肺部毛细血管网处，血液中的二氧化碳扩散进入肺泡，肺泡中的氧气扩散进入血液。因此，血液由含氧较少的【静脉血】变成了含氧丰富的【动脉血】。这体现了肺的换气功能。

通过动画的慢放、暂停、回放，学生清晰地看到两条循环在心脏处交汇，构成了一个完整的、封闭的血液循环系统。教师引导学生对比自己绘制的路线图，找出不足之处并进行修正，最终在自己心中建立起清晰的血液循环模型。

（六）巩固练习，学以致用——解决真实情境问题

【热点】为了巩固新知，并将知识应用于生活实践，教师设计几道递进式的练习题：

1.【基础诊断】判断题：动脉里流的一定是动脉血。（）引导学生分析肺动脉的特殊性，强化“动脉”与“动脉血”概念的区别。

2.【高频考点】填空与选择：某同学因患肺炎，医生采用手臂静脉注射药物。请问，药物首先到达心脏的哪个腔？至少要经过心脏几次才能到达肺部病灶？引导学生应用血液循环路径解决问题，这是中考和各类考试的【高频考点】。

3.【难点辨析】分析题：下图是某同学绘制的血液循环示意图，其中有两处错误，请你找出并说明理由。（出示预设了错误的示意图，如肺静脉连接了右心房等）

4.【拓展应用】生活链接：为什么经常参加体育锻炼的人，心率比普通人慢，但心脏功能更强？引导学生结合心脏壁的厚薄和收缩力量来解释，渗透健康生活的理念。

（七）课堂总结，构建网络——内化知识与提升观念

教师引导学生以思维导图的形式对本节课所学内容进行总结。学生从“心脏”这个中心词出发，延伸出“结构”和“功能”两大分支。

在“结构”分支下，梳理出“位置”、“四个腔”、“相连血管”、“瓣膜”等要点，并标注其关键特征。

在“功能”分支下，梳理出“泵血原理（心动周期）”、“血液循环（体循环、肺循环）”等要点，并强调在循环过程中血液成分的变化。

最后，教师引导学生提炼出本节课蕴含的生命观念：【结构与功能相适应】——心脏的精巧结构保证了其强大的泵血功能；【部分与整体相统一】——体循环和肺循环分工合作，共同完成物质运输任务，维持了人体内环境的稳定。

五、板书设计

第三节心脏——输送血液的泵

一、心脏的结构（“房”与“阀”）

1.位置：胸腔中部，偏左下方

2.四个腔：

左心房（连肺静脉，壁薄）

左心室（连主动脉，壁最厚）

右心房（连上、下腔静脉，壁薄）

右心室（连肺动脉，壁较厚）

3.瓣膜：

房室瓣（心房与心室之间，朝心室开）——防血液倒流回心房

动脉瓣（心室与动脉之间，朝动脉开）——