初中七年级生物《呼吸道对空气的处理》教案

初中七年级生物《呼吸道对空气的处理》教案

《呼吸道对空气的处理》单元整体教学设计

（教师版）

一、课标依据与核心素养指向

1.课程标准解读：

本节课对应《义务教育生物学课程标准（2022年版）》中“主题二生物体的结构层次”下的“2.3多细胞生物体的结构层次”，以及“主题四生物圈中的人”下的“4.5人体通过呼吸系统与外界进行气体交换”的具体内容。要求教师引导学生“描述人体呼吸系统的组成和功能；解释呼吸道对吸入空气的处理作用；认同人体结构与功能相适应的观点；形成健康生活的态度和责任”。

2.核心素养培育目标：

本节课旨在通过探究呼吸道结构与功能，系统培育学生的生物学核心素养：

1.生命观念（结构与功能观、稳态与平衡观）：深入理解呼吸道各部分结构（如鼻毛、黏膜、软骨、纤毛等）与其加温、湿润、清洁空气功能之间的适应性关系；认识呼吸道处理空气是维持人体内环境相对稳定的第一道重要屏障。

2.科学思维（模型与建模、演绎与推理）：通过构建呼吸道物理模型或概念模型，模拟其工作原理；基于解剖学证据，推理并解释“用鼻呼吸优于用口呼吸”的科学道理；分析生活中相关现象（如吃饭时说笑导致呛咳）背后的生物学原理。

3.探究实践（问题解决、实验设计）：设计简易实验（如对比通过干燥和湿润管道的气流湿度、温度变化），验证呼吸道加湿、保温功能；通过资料分析，探究吸烟、雾霾等对呼吸道纤毛和黏膜的影响。

4.态度责任（健康意识、社会责任）：树立自觉维护呼吸道健康的意识，养成正确呼吸、佩戴口罩、远离烟草等良好习惯；能够基于生物学知识，向他人宣传呼吸道保护的重要性，承担起个人健康管理和社会科普的初步责任。

二、学情分析与教学策略预设

1.知识经验基础：

七年级学生已具备“细胞是生物体结构和功能的基本单位”、“动植物体的结构层次”等基础知识。在生活中，他们对呼吸有丰富的感性认识（如感冒时鼻塞、跑步后大口喘气、咳嗽、打喷嚏等），但尚未系统学习呼吸系统的结构与功能，对呼吸道内部精细结构和协同工作机制了解模糊，可能存在“呼吸就是肺的工作”等片面认知。

2.认知心理特点：

该年龄段学生好奇心强，乐于动手和参与活动，形象思维活跃，但抽象思维和系统综合分析能力尚在发展。他们对与自身身体相关的内容兴趣浓厚，但对纯粹的解剖学名词记忆可能感到枯燥。

3.教学策略预设：

1.情境驱动，问题链引领：创设“从寒冷的室外进入温暖的室内，眼镜片为什么会起雾？”、“人为什么会打喷嚏？”等真实生活情境，引出核心问题“空气在进入肺之前，经历了怎样的‘旅行’和‘加工’？”，并分解为一系列环环相扣的子问题，驱动探究。

2.模型建构，化抽象为具体：鼓励学生利用日常材料（如不同粗细的吸管、棉花、海绵、塑料瓶等）分组制作“呼吸道处理空气”的动态模型或静态剖面模型，直观展现结构特征与功能实现。

3.跨学科融合，深化理解：融合物理学（气流动力学、温度湿度调节）、化学（黏液成分的弱酸性）、健康教育（疾病预防）等视角，全面阐释呼吸道处理的科学性。

4.数字资源辅助：利用高质量的3D解剖软件、动态视频（如纤毛摆动、吞咽与会厌软骨闭合），清晰展示内部微观、动态过程。

5.评价伴随：设计贯穿始终的形成性评价，如模型评价量规、课堂思维导图、小组讨论贡献度记录等，及时反馈，调整教学。

三、单元/课时学习目标

1.教学目标：

1.知识与技能：

1.2.准确说出人体呼吸道的组成顺序及各部分主要结构特点。

2.3.详细阐述呼吸道（鼻、咽、喉、气管、支气管）对吸入空气进行清洁、湿润、温暖处理的具体方式和生物学意义。

3.4.解释吞咽与会厌软骨协调动作防止食物入喉的原理，以及声带发声的简单机制。

4.5.举例说明呼吸道常见疾病（如感冒、支气管炎）与呼吸道功能受损的关系。

6.过程与方法：

1.7.通过观察模型、图解和视频，提高信息提取和空间想象能力。

2.8.通过小组合作制作呼吸道功能模型，体验模型构建的科学方法。

3.9.通过分析“北欧人鼻梁高挺”等适应性案例，学习运用“结构与功能相适应”的观点分析生命现象。

10.情感、态度与价值观：

1.11.认同呼吸道作为人体天然“空气净化器”的精妙与重要，感受生命的奥妙。

2.12.主动关注并采取行动保护呼吸道健康，摒弃损害呼吸道的不良习惯（如吸烟、随地吐痰）。

3.13.激发进一步探究人体其他系统奥秘的兴趣。

2.教学重点与难点：

1.教学重点：呼吸道的组成、顺序及功能；各部位结构特点如何适应其处理空气的功能。

2.教学难点：咽作为消化道与呼吸道交叉通道的特殊性及其协调机制；气管壁软骨环的支撑作用与纤毛运动的协同；从系统角度理解呼吸道处理空气是保障肺有效气体交换的前提。

四、教学资源与环境准备

资源类型

具体内容

用途说明

多媒体资源

1.呼吸系统3D交互式解剖软件或高清动态图示。

2.“纤毛摆动清除异物”微观视频、“吞咽与会厌动作”动画。

3.反映空气污染与呼吸道健康关系的短纪录片片段。

直观展示内部结构、动态过程和社会议题。

实验/模型材料

1.供分组使用的材料包：不同直径软管（模拟气管支气管）、蓬松棉（模拟鼻毛）、浸湿海绵块（模拟黏膜）、小风扇（模拟吸气）、胡椒粉（模拟尘埃）、加热垫（低功率，模拟毛细血管）。

2.人体半身呼吸系统解剖模型。

3.猪或牛的气管实物标本（福尔马林处理，妥善保存）。

学生动手探究，建构概念。实物观察，增强真实感。

文本与图表

1.设计精美的《学习任务单》（学生版）。

2.“呼吸道结构与功能对应表”空白框架。

3.相关阅读资料：如《鼻子的建筑设计智慧》、《雾霾天，你的呼吸道在经历什么？》。

引导学生自主学习，梳理知识，拓展视野。

环境布置

1.教室布置为4-6人合作学习小组格局。

2.设置“模型展示区”和“知识建构墙”。

促进合作交流，可视化学习过程与成果。

五、课时安排

建议2课时连排（90分钟），确保探究活动的完整性。

1.第一课时：情境导入，初识组成；聚焦鼻腔，深入探究结构与功能；模型制作启动。

2.第二课时：完成模型制作与展示；探究喉、气管、支气管功能；总结提升，情感升华。

六、教学过程实施与设计意图

第一课时：空气的“预处理车间”——初探与建模

环节一：创设情境，激疑引趣(预计时间：8分钟)

1.活动导入：

1.2.教师展示两组对比图片：①洁净的空调滤网与积满灰尘的滤网；②森林中清新的空气与城市拥堵路口的空气。

2.3.提问：“我们的肺渴望洁净、温暖、湿润的空气。但外界空气往往干燥、寒冷且含有尘粒。谁在扮演我们身体的‘空气净化滤网’和‘智能加湿恒温器’？”

4.体验活动：

1.5.请学生闭紧嘴巴，只用鼻子深吸一口气，感受空气进入鼻腔时的感觉（凉爽、可能有点湿润）。

2.6.再请学生捏住鼻子，只用嘴巴快速呼吸几下，对比感受。

3.7.引导性问题：“用鼻呼吸和用口呼吸，感觉有何不同？这暗示鼻腔可能有什么特殊‘装备’？”

8.揭示课题与目标：

1.9.教师引出本课核心任务：绘制一张“空气进入肺部前的‘旅行’与‘加工’地图”，明确标注每一站的“站名”（结构）、“特殊装备”（结构特点）和“加工任务”（功能）。

2.10.设计意图：从宏大的生命保障系统和切身的体验入手，将呼吸道定位为至关重要的“预处理车间”，赋予学习以真实的意义和驱动力。对比体验迅速聚焦到鼻腔这一起点，为深入探究做铺垫。

环节二：合作探究，建构概念——以“鼻腔”为例(预计时间：25分钟)

1.信息获取与处理：

1.2.学生阅读教材中关于鼻腔的部分，结合教师提供的鼻腔内部高清剖面图或3D视图。

2.3.小组合作，在《学习任务单》上完成“鼻腔‘特殊装备’探查表”：

我观察到的结构（装备）

我推测它的功能（作用）

证据或理由（为什么这样想）

例如：入口处的鼻毛

像筛子一样阻挡大灰尘

生活经验：纱窗挡蚊虫

黏膜（看起来湿润、有血管）

？

？

嗅细胞（感受气味）

？

？

4.深入分析与科学解释：

1.5.教师播放“鼻腔黏膜血管网络”和“黏液分泌”的显微动画，验证学生推测。

2.6.核心讲解点：

1.3.7.鼻毛与黏液：物理过滤与黏附作用。类比“粘蝇纸”。

2.4.8.丰富的毛细血管：加热吸入的冷空气。用“暖气片”比喻。

3.5.9.黏膜分泌黏液：湿润干燥空气，同时黏液中的溶菌酶具有初步的杀菌作用。联系化学知识。

4.6.10.嗅觉功能：不仅是感受气味，更是安全预警（如闻到烟味、异味）。

7.11.引导学生用“因为…所以…”的句式总结鼻腔结构与功能的关系（例：因为鼻腔黏膜内有丰富的毛细血管，所以能温暖吸入的空气）。

12.初步建模：

1.13.教师提出工程挑战：“请利用材料包，设计并制作一个能模拟鼻腔至少两项功能（如过滤、加湿）的装置模型。”

2.14.小组讨论设计方案，绘制草图，并开始动手制作。教师巡视指导，提示注意结构的合理性（如气流通道不能堵死）。

3.15.设计意图：采用“观察-推测-验证-建模”的科学探究流程，将抽象的文本知识转化为具身的认知活动。以鼻腔为范例，教会学生分析“结构-功能”关系的方法论，为后续自主探究其他部分奠定基础。建模任务将思维过程外显化、物化。

环节三：延伸思考与过渡(预计时间：7分钟)

1.思考与讨论：

1.2.提问：“经过鼻腔的精细加工，空气是否就‘合格’了？它下一站将去往哪里？在这个过程中，是否还有新的‘风险’（如食物误入）？身体如何防范？”

2.3.引导学生关注“咽”这个十字路口。

4.布置课后任务：

1.5.查阅资料或观察，了解吃饭时说笑容易呛到的原因。

2.6.继续完善鼻腔模型，并思考如何将“咽”和“喉”纳入整个呼吸道模型。

3.7.设计意图：制造认知悬念，将学习从课内引向课外。指向下一课时的核心难点——咽部的协调功能。

第二课时：协调与防线——深化理解与总览

环节一：模型展示与交流评价(预计时间：15分钟)

1.模型展示会：

1.2.各小组展示第一课时完成的鼻腔模型（或已扩展的模型），并派代表讲解设计思路、模拟的功能以及模型的创新点与不足。

3.互评与优化：

1.4.使用教师预先设计的简易评价量规（如：科学性、创新性、美观性、讲解清晰度），小组间进行互评。

2.5.教师点评，着重强调模型如何体现“结构适应功能”这一核心理念，并指出普遍性问题，引导优化方向。

3.6.设计意图：通过展示与评价，巩固所学，锻炼表达与批判性思维。模型作为思维载体，其完善过程即是概念深化过程。

环节二：关键点突破——咽喉要道与气管防线(预计时间：25分钟)

1.“十字路口的交警”：咽与喉的协作

1.2.播放“吞咽与会厌软骨闭合”的慢动作动画。请学生模拟吞咽动作，触摸自己喉结的移动。

2.3.角色扮演活动：请两名学生分别扮演“食物团”和“空气流”，另一名学生扮演“会厌软骨”。演示正常吞咽时（会厌软骨盖住喉口）和说笑时吞咽（会厌软骨未能及时盖住）的情景。

3.4.总结：咽是消化与呼吸的共同通道，喉是呼吸通道和发声器官。会厌软骨犹如一个自动化的“道岔”，协调两者，防止食物“错轨”。声带振动产生声音，引导学生思考保护声带的方法。

5.“不断加固的清洁通道”：气管与支气管

1.6.观察气管实物标本或高倍模型，重点触摸其软骨环。

2.7.探究问题：“气管壁为什么要有‘C’形软骨环？如果是‘O’形闭环会怎样？（提示：思考食道在气管后方，吞咽时食物需要通过）”——引导学生理解软骨环既保证了气道持续开放，又留有后方弹性空间利于食物通过。

3.8.观看“气管壁纤毛运动”视频，观察纤毛如何像麦浪一样将黏液层（粘附了灰尘、细菌）向咽喉部推送。

4.9.联系实际：解释吸烟、严重空气污染如何损害纤毛，导致清洁功能下降，引发咳嗽、多痰甚至慢性支气管炎。

10.知识整合：

1.11.学生小组合作，在一张大海报上完成整个“呼吸道空气处理流程图”。用不同颜色和图标标注从鼻到支气管各环节的处理步骤（过滤、加温、加湿、杀菌、进一步清洁）。

2.12.设计意图：针对难点，采用多重感官刺激（观看、触摸、角色扮演）和启发性问题，化难为易。将气管结构与相邻的食道功能联系起来，体现人体结构的整体性。紧密联系健康问题，强化学以致用。

环节三：总结升华，拓展责任(预计时间：15分钟)

1.系统总结与概念升华：

1.2.教师引导学生回顾整个“地图”，总结呼吸道是一个层层设防、精密协作的系统。

2.3.提炼核心观点：人体通过呼吸道的精细结构，对吸入空气进行有效的清洁、湿润和温暖处理，这体现了“结构与功能相适应”的生命观念，也是维持人体内部环境相对稳定（稳态）的重要前提。

3.4.对比呼吸系统模型与高效的新风系统或空调净化系统，感受生物结构的精妙与启发性。

5.健康行动倡议：

1.6.小组讨论：“作为自己健康的第一责任人，我们如何爱护这套精密的‘空气处理系统’？”

2.7.形成“呼吸道健康守护公约”，内容可包括：坚持用鼻呼吸；不随地吐痰；远离烟草和二手烟；雾霾天科学佩戴口罩；感冒时及时治疗休息；多喝水保持呼吸道湿润；吃饭时细嚼慢咽不说话等。

3.8.教师展示一些高科技防护口罩、空气净化器的工作原理，说明其设计灵感与呼吸道功能的相通之处，体现仿生学价值。

9.评价与反馈：

1.10.学生完成《学习任务单》上的自我评价部分，反思本课收获与疑惑。

2.11.教师收集《学习任务单》和小组流程图，作为过程性评价依据。

3.12.设计意图：从知识层面上升到观念层面，形成稳定的生命观念。将学习成果转化为具体的、可执行的健康行为，落实态度责任素养。通过仿生学联系，打开学生的科技视野，体会生物学的应用价值。

七、板书设计（思维导图式）

呼吸道对空气的处理

——人体的“智能空气处理系统”

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核心目标：为肺的气体交换提供洁净、温暖、湿润的空气

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【清洁】【湿润】【温暖】【其他功能】

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鼻毛过滤黏膜分泌黏液毛细血管加热嗅觉预警(鼻)

黏液粘附细菌(含溶菌酶)发声(喉)

纤毛摆动推送吞咽协调(会厌)

(气管、支气管)气道通畅(软骨环)

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———————————————————————————————

|

**总原则：结构与功能相适应，协同工作维持稳态**

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↓应用与责任↓

爱护呼吸道，践行健康生活方式，担当健康责任

八、分层作业设计

1.基础巩固层（必做）：

1.2.绘制呼吸道的结构概念图，并用关键词标注各部位的主要功能。

2.3.解释下列生活现象的科学原理：(a)为什么感冒时鼻子会不通气？(b)为什么吃饭时不宜大声说笑？

4.能力拓展层（选做）：

1.5.小论文（二选一）：①以“鼻子的‘建筑设计’智慧”为题，写一篇短文。②调研一种常见的呼吸道传染病（如流感、肺结核）的传播途径与预防措施，并说明这些措施是如何阻断传播或保护呼吸道的。

2.6.设计与制作：设计一个更具创新性的呼吸道功能演示教具或动画脚本。

7.实践探究层（选做）：

1.8.家庭实验：用镜子和热水，观察对比用口哈气和用鼻呼出的气在镜面上凝结水雾的速度和面积，分析原因。

2.9.社会行动：在家庭或社区中，进行一次关于“保护呼吸道，从拒绝二手烟开始”的微型宣传活动。

九、教学反思与改进预设（教师用）

（此部分在教学实施后填写，预设可能遇到的问题及对策）

1.模型制作耗时问题：准备半成品组件或提供多种难度级别的材料包，供不同能力小组选择，确保在规定时间内能完成核心功能的模拟。

2.微观过程理解难点：备好更多比喻、类比和慢速动画，如将纤毛运动比作“千万把小扫帚整齐划一地清扫”。

3.概念混淆（如咽、喉、气管位置与功能）：准备可拆卸的拼图式人体模型，让学生在拼装中强化空间位置关系。

4.情感态度落地：可引入真实病例（经脱敏处理）或邀请校医进行简短讲座，增强健康教育的冲击力和说服力。

《呼吸道对空气的处理》学习任务单

（学生版）

班级：__________姓名：__________小组：__________

核心任务：化身人体“空气处理系统”的工程师，绘制空气入肺前的“旅行加工地图”，并设计建造一个功能演示模型。

第一部分：我的探索记录

探索活动一：初识“空气净化器”

1.对比用鼻呼吸和用口呼吸，写下你的感受差异。

用鼻呼吸：_________________________________________________________

用口呼吸：_________________________________________________________

我的猜测：这种差异可能与鼻腔内的__________________________有关。

探索活动二：聚焦第一站——鼻腔“加工厂”

2.观察图片、模型或视频，完成下表：

鼻腔内的“特殊结构”

它像什么？（你的比喻）

它的主要“工作任务”（功能）是什么？

鼻毛

（黏膜层下的）毛细血管网

黏膜分泌的黏液

嗅黏膜

1.尝试用一句话总结鼻腔是如何加工空气的。

探索活动三：挑战！设计我的“鼻腔模型”

4.你们小组计划模拟鼻腔的哪几项功能？、。

5.草图设计区（请简单画出你们的模型设计图，并标注所用材料代表的结构）：

[此处可留出空白方框供学生绘图]

6.模型测试与改进记录：

*我们的模型成功模拟了__________功能，证据是____________________。

*遇到的困难：_______________________________________________________

*我们改进的方法是：_________________________________________________

探索活动四：深入要道与防线

7.观看“吞咽动画”，结合自身动作，解释吃饭时说笑易呛咳的原因。

>_____________________________________________________________________

>_____________________________________________________________________

8.观察气管标本，触摸其软骨环。思考：“C”形软骨环的设计有什么优点？

>优点1（对呼吸）：____________________________________________________

>优点2（对吞咽）：____________________________