初中生物七年级下册《心脏的结构与功能》探究式教学设计

初中生物七年级下册《心脏的结构与功能》探究式教学设计

一、课程背景与设计理念

（一）课标解读与教材分析

【基础】本节课选自人教版七年级下册第四单元第四章第三节，是“人体内物质的运输”这一核心主题的收尾与升华。课程标准对本节的要求是：概述心脏的结构和功能；认同生物体结构与功能相适应的观点。教材在呈现上，先通过观察与思考活动引导学生探究心脏的结构，再落脚于心脏的功能——泵血，为下一节“血液循环”的学习奠定坚实的形态学基础。心脏的结构复杂且立体，是学生理解血液循环路径和血液成分变化的关键前提，在本单元中具有承上启下的枢纽作用，是建立人体结构与功能整体观、稳态与平衡观的重要载体。【非常重要】

（二）学情研判与教学起点

【基础】七年级学生正处于形象思维向抽象逻辑思维过渡的关键期。他们对心脏已有初步的感性认识（如心跳、位置），但往往存在前科学概念（如认为心脏在胸腔正中偏左，左右心相通）。学生对心脏内部精细的瓣膜结构、血液流动的单向性缺乏深入理解，立体空间构建能力尚显不足，难以在二维平面图和三维立体结构间自由切换。因此，教学设计的核心在于如何将看不见、摸不着的心脏内部结构，通过有效的直观手段和探究活动，转化为学生可观察、可触摸、可理解的科学概念。

（三）核心素养聚焦

【非常重要】本教学设计旨在通过学生动手实践、深度探究的过程，全面落实生物学学科核心素养：

1、生命观念：通过观察和解剖（或观察模型/视频），理解心脏作为生命发动机的泵血机制，建立“结构与其功能相适应”、“生物体是一个统一的整体”的生命观。

2、科学探究：以问题驱动探究，引导学生经历“提出问题—观察实物/模型—收集证据—分析归纳—得出结论”的科学探究过程，培养实事求是的科学态度。

3、科学思维：在分析心脏各腔室壁厚薄差异、瓣膜分布位置与血液流向关系的过程中，训练学生的比较、分类、归纳、演绎和建模的思维能力。

4、社会责任：了解心脏保健常识，形成健康生活的意识，关注心血管疾病对人类的危害，理解健康中国的意义，培养珍爱生命、关爱他人健康的社会责任感。

二、教学目标与重难点设定

（一）【基础】教学目标

1、知识目标：

（1）描述心脏的位置、大小和形态。

（2）准确说出心脏的四个腔室及其相连的血管名称。

（3）概述心脏瓣膜（房室瓣、动脉瓣）的位置、开启方向及其保证血液单向流动的作用。

（4）简述心脏作为“泵”的工作过程。

2、能力目标：

（1）通过观察和解剖猪心（或高仿真模型），提高有序观察、对比分析和动手操作的能力。

（2）尝试用简图或模型的方式，构建并解释血液在心脏内的流动路径，提升建模能力。

（3）能够运用结构与功能相适应的观点，解释生活中的相关生理现象。

3、情感、态度与价值观目标：

（1）在小组合作观察中，养成乐于交流、善于合作的团队精神。

（2）通过对心脏结构与功能的学习，产生对人体奥秘的探究兴趣。

（3）树立珍爱生命、强心健体的健康意识。

（二）【难点】【重要】教学重难点

1、教学重点：

（1）心脏四个腔室的结构特点及与它们相连的血管。【高频考点】

（2）心脏瓣膜的位置和作用。【高频考点】

2、教学难点：

（1）理解心脏不同腔室壁厚薄差异与其功能的关系（结构与功能相适应）。

（2）构建心脏内以及心脏与血管间血液流动的完整路径和方向。【热点】

三、教学准备与策略

（一）教学准备

1、教师准备：新鲜的猪心（每组一个，需提前处理，保留适当长度的血管）、心脏解剖模型（可拆卸）、心脏结构挂图、心脏搏动动态演示视频、一次性手套、解剖盘、镊子、探针、护目镜。导学案（含观察任务清单、思考题、概念图框架）。

2、学生准备：预习教材，生物学专用彩色铅笔，小组分工明确（观察员、记录员、发言人、材料管理员）。

（二）教学策略

本课采用“直观探究—模型建构—迁移应用”的教学策略。以“问题链”贯穿始终，以“动手观察”为探究手段，以“建模交流”为思维外化方式，将抽象的结构转化为具体的感知，最终内化为稳定的认知结构。

四、【核心环节】教学实施过程

（一）创设情境，唤醒前概念（约5分钟）

【导入】教师首先播放一段胎儿在母体中清晰有力的心跳声录音，然后提问：“同学们，这是我们每个人生命之初最原始、最动听的节奏。你知道这‘怦怦’声是从哪里发出来的吗？它为什么能不知疲倦地跳动一生？”学生回答后，教师引导学生用手感知自己左侧胸壁的心跳，并追问：“你能准确描述出心脏在我们胸腔里的具体位置和大致形状吗？它内部是什么样的结构，才能完成如此艰巨的泵血任务？”由此引出本节课的探究主题，激发学生探究的欲望。【基础】

（二）初步感知，构建整体印象（约5分钟）

【活动】教师分发心脏模型或指导学生观察解剖盘内的猪心，提出第一个观察任务：【基础】

1、结合教材P60图4-37，观察心脏的形态，辨认心脏的心底（连接血管的一端）和心尖（游离的、朝向左下前方的部分）。

2、用手捏一捏心脏的不同部位，感受心房壁与心室壁、左心室壁与右心室壁的厚薄差异，并思考这是为什么？

3、观察心脏表面的血管，尝试寻找冠状动脉，理解其为心肌本身输送氧气和养料的重要意义。

【学生活动】学生分组触摸、观察、感受，并在组内交流初步发现。记录员简要记录感受。教师巡视，指导学生从整体到局部，从外部到内部有序观察。

（三）深度探究，解构内部奥秘（约20分钟）【非常重要】

【过渡】教师提出问题：“从外部我们只能看到一团肌肉，血液在心脏里究竟是怎么流动的？心脏内部是不是像一间房子一样，被分隔成了不同的房间？”以此引导学生进入核心环节——解剖观察或精细模型观察。

【探究任务一：探秘“四居室”】

【活动】学生在教师指导下，用解剖刀（或由教师协助）沿着心脏两侧（大致沿着冠状沟）切开，暴露出四个腔。教师强调安全操作规程。

1、【观察任务A】：辨认四个腔室。指导学生用探针或手指从各个腔室探入，感受它们之间是否相通？引导学生发现：左心房与左心室相通，右心房与右心室相通，但左右两侧是不相通的（有房间隔和室间隔分隔）。【基础】【高频考点】

2、【观察任务B】：区分动静脉血管。引导学生观察与四个腔相连的血管，并尝试将血管剪开，观察其管壁厚薄和管腔大小。教师讲解并板书：

左心室——主动脉（壁最厚，管腔最大）

左心房——肺静脉

右心室——肺动脉

右心房——上下腔静脉

【难点辨析】教师重点强调：与心室相连的血管都是将血液“泵出”心脏的动脉（主动脉、肺动脉），而与心房相连的血管都是将血液“送回”心脏的静脉（肺静脉、上下腔静脉）。让学生通过反复指认，牢固建立“房连静、室连动”的规律。【高频考点】

【探究任务二：揭秘“单向阀”】

【活动】教师展示预先切开的、保留有瓣膜结构的心脏标本，引导学生观察心房和心室之间、心室和动脉之间的结构。

1、【观察任务C】：房室瓣的发现。让学生用手指从心房向下探入心室，或在心房和心室之间的开口处寻找，感受是否有“丝线”一样的结构阻挡了手指从心室返回心房？引导学生发现房室瓣（二尖瓣在左，三尖瓣在右），并观察其形态像张开的“降落伞”，由腱索牵拉。

2、【观察任务D】：动脉瓣的发现。引导学生将手指从心室探入与其相连的动脉（如左心室探入主动脉），感受在心室和动脉的交界处，是否有像“口袋”一样的三片半月形小瓣膜，它们只朝向动脉方向开口。【难点】

【小组讨论】教师提出驱动性问题：“请你结合刚才的发现，推测一下，当心脏收缩和舒张时，这些瓣膜分别会怎样运动？它们的存在对血液流动有什么重要意义？”学生通过触摸和讨论，得出瓣膜的作用是“阀门”，保证血液只能从心房流向心室，再从心室流向动脉，而不能倒流，从而保证血液的单向流动。【重要】【高频考点】

（四）建模深化，实现思维进阶（约10分钟）【热点】

【过渡】刚刚的观察是零散的，现在我们需要把这些零散的信息整合起来，构建一个完整的“心脏工作模型”。

【任务】教师给每个小组分发一张大白纸和彩色笔，要求他们：

1、画出心脏的四个腔室，标注名称。

2、画出与每个腔相连的血管，标注名称。

3、用红色和蓝色箭头分别代表动脉血和静脉血，标出血液流动的方向。

4、用特定的符号（如单向活瓣）标出房室瓣和动脉瓣的位置。

【学生活动】小组合作，将观察到的二维信息转化为模型图。教师选择有代表性的小组作品（包括正确和典型错误的），用实物展台进行展示。

【质疑与完善】让学生代表上台讲解自己的模型，其他小组进行质疑和补充。例如，有同学可能将肺静脉画成了蓝色（因其内流动脉血），或忽视了瓣膜方向。在辩论和修正中，学生对知识的理解更加深刻和准确，科学思维和建模能力得到有效锻炼。教师在此过程中进行关键点的点拨，并最终展示科学的动态Flash，让学生观看瓣膜的开闭与血流的关系，验证自己的模型。【重要】

（五）联系生活，升华情感价值（约5分钟）

【拓展与应用】教师引导学生回到生活：

1、问题探讨：“为什么经常参加体育锻炼的人，心率比一般人慢？这说明了什么？”引导学生理解经常锻炼使心肌发达，收缩有力，每搏输出量增加，从而在休息状态下能以较低的心率满足全身供血，这也是心脏的“用进废退”。【热点】

2、健康警示：展示动脉硬化、冠心病、心肌梗死等心血管疾病的图片或简短案例，说明不健康的生活方式（如高脂饮食、缺乏运动、吸烟酗酒）对心脏的损害。

3、急救科普：简要介绍当心脏骤停时，如何正确实施胸外按压（位置就在胸骨中下1/3处，即对准心室），进行生命急救，初步渗透急救意识和社会责任感。【非常重要】

【总结】教师对本节课知识进行结构化总结，再次强化“结构与功能相适应”的生命观念。并寄语：希望同学们像爱护生命一样爱护自己的心脏，用健康的心脏和强健的体魄，去迎接未来的挑战。

五、【高频考点】知识要点罗列与详解

（一）心脏的位置与形态【基础】

1、位置：位于胸腔中部，偏左下方，在两肺之间。

2、形态：形状像倒置的梨，大小约如本人拳头。上部为心底，与血管相连；下部为心尖，游离，朝向身体左前下方。

（二）心脏的结构【非常重要】

1、四腔：【高频考点】

（1）左心房：连通肺静脉，内流动脉血。

（2）左心室：连通主动脉，内流动脉血，壁最厚。

（3）右心房：连通上下腔静脉，内流静脉血。

（4）右心室：连通肺动脉，内流静脉血。

2、壁的厚薄：【难点】

（1）心室壁比心房壁厚：因为心室需将血液泵出心脏，距离远，需要更大的收缩力；心房只需将血液送入下方的心室，距离近，力量小。

（2）左心室壁最厚：因为左心室需将血液泵向全身（体循环），路径长，阻力大；右心室仅将血液泵向肺部（肺循环），路径短，阻力小。

3、瓣膜：【高频考点】【重要】

（1）房室瓣：位于心房和心室之间，朝向心室方向开放。左侧为二尖瓣，右侧为三尖瓣。作用：防止血液从心室倒流回心房。

（2）动脉瓣：位于心室和动脉之间，朝向动脉方向开放。是半月形的瓣膜。作用：防止血液从动脉倒流回心室。

（三）与心脏相连的血管【高频考点】

1、主动脉：连接左心室，将动脉血由心脏泵向全身。

2、肺动脉：连接右心室，将静脉血由心脏泵向肺部。

3、肺静脉：连接左心房，将肺部动脉血运回心脏。

4、上、下腔静脉：连接右心房，将全身静脉血运回心脏。

（记忆口诀：房连静，室连动；左室主动右室肺，左房肺静右房腔。）

（四）心脏的功能【基础】

1、泵血功能：心脏是一个主要由心肌组成的动力器官，能够有节律地收缩和舒张，为血液循环提供动力。

2、工作过程：（1）心房收缩，心室舒张，血液由心房压入心室。（2）心房舒张，心室收缩，血液被心室压入动脉，此时房室瓣关闭，动脉瓣开放。（3）全心舒张，血液通过静脉回流到心房。

（五）心率与心输出量【基础】

1、心率：心脏每分钟跳动的次数。正常成年人安静状态下约为75次/分。

2、心输出量：心脏每分钟输出的血量，是衡量心脏工作能力的重要指标。心输出量=每搏输出量×心率。经常锻炼的人，心肌发达，每搏输出量高，因此心率较低。

（六）冠状动脉与心肌供血【基础】

1、位置：主动脉基部分出的两条动脉，紧贴在心脏表面。

2、功能：为心脏自身的肌肉（心肌）输送氧气和养料。

3、危害：如果冠状动脉发生病变（如动脉硬化），导致心肌缺血，就可能引起冠心病、心绞痛甚至心肌梗死。

六、板书设计

第四章第三节心脏（泵血的动力器官）

一、位置与形态：胸腔中部偏左，倒置的梨，拳头大小

二、结构与功能相适应

（一）四腔

左心房——肺静脉（壁薄）

左心室——主动脉（壁最厚）

右心房——上下腔静脉（壁薄）

右心室——肺动脉（壁较厚）

（二）相连血管规律：房连静，室连动

（三）瓣膜（保证血液单向流动）

房室瓣（二尖瓣、三尖瓣）：心房→心室

动脉瓣（半月瓣）：心室→动脉

三、工作过程：节律性收缩与舒张

四、心脏保健：锻炼强心，预防心血管疾病

七、教学反思与评价

（一）教学评价设计

1、过程性评价：观察学生在小组合作中的参与度、观察的细致程度、提出问题的质量、模型构建的科学性与创新性，及时给予口头或记录评价。【重要】

2、诊断性评价：通过课堂提问和模型展示中的纠错环节，诊断学生对难点（如瓣膜方向、血液类型）的理解程度。

3、终结性评价：设计课后分层作业。

（1）基础题：画出心脏结构简图，并标注四个腔和相连血管。

（2）提升题：描述一滴血从右手小拇指毛细血管出发，流回心脏并再次流向肺部的完整路径，需经过哪些心