【矩道生物】呼吸运动（苏教版 七年级下册 第四单元 第十章 第三节 第2课时）

新课程倡导改变学生的学习方式，科学探究强调的是一种过程体验，使同学们能积极地在观察中思考，主动获取知识，锻炼逻辑思维和语言表达能力。本节课的设计结合七年级学生的认知能力，为学生创设感受胸廓的扩大和缩小的情境，提供软尺、电动模型、自制教具模型、肺活量测试仪等资源，利用多媒体手段，让学生通过小组成员之间的合作，小组的探究、交流等形式，引导学生去感受、观察、思考、判断并联系新旧知识，进而建构对呼吸运动过程的认知。

1.学习本节课“呼吸运动”主要是以呼吸系统的组成为基础，呼吸道和肺共同构成了人体的呼吸系统。掌握呼吸道和肺的结构与功能是学习呼吸运动的基础。

2.呼吸运动是实现肺和外界环境进行气体交换的前提。学习呼吸运动的过程是学习气体交换的基础，明确呼吸运动的过程，才能理解肺通气的原理，才能全面掌握呼吸的全过程。通过学习，要求学生能够概述呼吸运动的吸气和呼气过程，同时锻炼学生的动手能力和分析总结能力，提升团队合作精神。

鉴于本课的地位、教材的实际内容和七年级学生具有的知识水平，确定的教学重点和难点是：呼吸运动的过程。

知识与能力：

1.说出呼吸运动的概念；

2.掌握人体吸入和呼出气体时胸廓的变化；

3.在模拟呼吸运动过程的基础上，理清胸廓的变化与人体完成呼吸的关系；

4.说出呼吸运动的过程；

5.说出肺活量的概念。

过程与方法：

1.通过小组合作测量胸围差，培养学生动手能力和合作意识；

2.通过呼吸运动的电动模型和自制教具模型，培养学生的观察能力，提出问题的能力，分析、解决问题的能力；

3.尝试使用肺活量测试仪测量肺活量。

情感态度与价值观：

1.关注空气质量，关注健康；

2.乐于探索生命的奥秘，培养学生实事求是的科学态度；

3.保护呼吸系统，珍爱生命，增强环保意识，培养学生养成自觉锻炼身体的好习惯。

【难点分析】

1.由于学生对引起呼吸运动的呼吸肌的分布和功能缺乏知识基础，而且呼吸运动的过程又较为复杂和抽象，学生较难真正理解。在理解呼吸运动的过程中，学生易形成一个错误的认识，认为吸气时膈肌向上运动、呼气时向下运动，而实际上正好相反。

2.在理解肺活量的概念时，有些同学已有的观念是，只要呼气就好，而科学的做法是应该先尽力吸气后再尽力呼出的气体量才是肺活量。

【难点突破方案】

1.教学中，利用各种手段，加强直观教学。例如电动模型、自制教具模型、VR虚拟仿真实验等模拟呼吸运动的各种模型进行演示，让学生在小组合作测量胸围差的探究活动中亲身体验，还可以要求学生把手放在自己两侧肋骨处，体验吸气和呼气时胸廓、肋骨的运动情况。

2.运用肺活量测试仪的指标，说明肺活量反应的是一个人的肺在一次呼吸运动中最大的通气能力，加强学生身体锻炼的意识。

（一）创设情境，导入新课

呼吸系统由哪两个部分组成？

学生活动预期效果：呼吸系统由呼吸道和肺组成。肺是呼吸系统的主要器官。

虚拟仿真模型及动画展示：

师：现在肺和外界进行气体交换了么？

生：没有。肺和膈肌没有运动。

师：怎样才能和外界进行气体交换呢？来一起看一下看呼吸系统的呼吸动画！

生：肺运动，扩张和收缩，膈肌一上一下，不断进行气体交换。

【设计意图】

复习呼吸系统的组成，指出肺的扩大和缩小与呼吸运动有关。

教师总结：是的，肺的扩大和缩小与今天学习的呼吸运动有关。

（二）教师引领，合作探究：

1．呼吸运动

教师提示：什么是呼吸运动呢？我们一起来学习呼吸运动的概念：

虚拟仿真模型及动画展示： 

呼吸运动：人体胸廓有节律地扩大和缩小的运动，包括吸气过程和呼气过程。

【提出问题】

什么是人体的胸廓？胸廓由哪些组成部分呢？

【设计意图】

通过呼吸运动的概念，先让学生了解胸廓，知道胸廓的组成部分，为下一步学生体会呼吸过程中，胸廓的实际变化做好铺垫，加深学习印象，有助于对呼吸运动概念的理解，强化学习。

多媒体展示：胸廓的组成

（未隐藏肌肉状态）

（隐藏肌肉的状态）

教师总结：胸骨、肋骨和脊柱等是构成胸廓的主要部分。

【提出问题】

那么在呼吸运动过程中，胸廓发生了什么变化？我们可以通过实验来测量。

多媒体展示：

小组合作实验——测量胸围差

（测量胸围差）

教师提示：测量胸围差时，有哪些注意事项？

教师展示：请两名同学到讲台前，说明测量胸围差时的注意要点。

1.每组男女生各一组，并选出组长。测量胸围差前，受测者不用脱去外衣，取自然站立的姿势，双手自然下垂，不挺胸，不憋气，呼吸要均匀。

2.如图所示，测量者需要2人。一测量者面对受测者，用软尺围绕受测者的胸廓，软尺在胸前下缘与乳头上缘平齐；另一测量者在受测者背侧，将软尺固定在两肩胛骨的下角。软尺松紧要适宜并随着受测者的呼吸动作灵活收放。注意软尺不要有折转。

3.先让受测者尽力深吸气，记录下吸气终了时的胸围长度。再让受测者尽力深呼气，记录下呼气终了时的胸围长度。计算两次胸围长度之间的差数。测三次（应在同一位置测量），将胸围差数值记录在课前发给组长的表格中，并算出平均值。

学生小组活动：测量胸围差

学生活动预期效果:

测量胸围差的过程进行顺利，学生能按照要点进行测量并搜集数据。组内合作后，可进行组间的相互交流，找出胸围差不同的原因，与性别等因素有关。

【设计意图】

呼吸运动与胸廓的变化密切相关，而胸廓什么时候扩大？吸气还是呼气？

我们可以通过测量胸围差来进行测量。通过小组活动，体验呼吸运动过程中，胸廓的实际变化，锻炼了学生的动手能力和小组合作的能力。胸廓的变化过程是本节课学习的一个难点，学生不容易理解其中的变化。比如“肋骨在向上提升的同时也在向外扩展”，学生既不可能靠想象理解，知识点又比较抽象，所以要借助实验结果，把抽象的问题直观化。在实验过程中学生能够切实感觉到胸廓的变化，同时也锻炼了学生的动手能力，培养了学生的团队合作意识。最后让学生在教室内以小组为单位展示学习成果，在学习中有成就感，可以提高学生进一步学习的积极性。

教师总结：胸围差 = 尽力吸气终了时的胸围长度 － 尽力呼气终了时的胸围长度。所以我们可以得出，吸气时，胸廓前后左右径增大；呼气时，胸廓前后左右径缩小。

教师提示：你的胸围差明显吗？相互比较，找出不同的原因。

学生活动预期效果:

胸围差的大小与年龄、性别、身材、健康状况等因素有关。

【提出问题】

胸围差能完全代表胸腔容积的变化吗？除胸廓前后、左右径的变化外，还可能有什么影响胸廓的容积？

学生活动预期效果:

胸廓的容积还可能与上下径的变化有关。

【设计意图】

通过测量胸围差的过程中，学生发现吸气时，胸廓确实发生前后径、左右径都增大的变化，引导学生思考，胸骨和肋骨变化的原因是肋骨间的肌肉收缩和舒张引起的。通过进一步分析，胸廓除了横向的扩张以外，胸廓容积的变化还与纵向上下径的增大有关，提高学生分析问题解决问题的能力。

教师提示：构成胸廓的骨骼的运动，是由肌肉的运动引起的。胸廓横向的变化是肋骨间肌肉收缩和舒张的结果。

多媒体展示：

呼吸运动主要与肋间肌和膈肌的运动有关。

肋间肌：肋骨间的肌肉。

膈肌：位于胸腔的底部，腹腔的顶部。

【提出问题】

肋骨和膈的运动之间有什么规律？

虚拟仿真实验展示：模拟膈肌的运动

学生活动预期效果:

生：肋骨向上向外运动的同时，膈顶部下降。

【设计意图】

通过观察呼吸运动电动模型，提出肋骨变化和膈肌变化是什么样的关系，单独变化还是同时变化。通过观察，发现肋骨向上向外运动的同时，膈顶部下降，使学生得出当胸廓的前后、左右径增大的同时，胸廓的上下径也增大，最终导致胸廓的容积增大。学生观察电动模型的变化，能够一目了然的观察到这一现象。

膈肌的变化过程是本节课学习的另一个难点，学生不容易理解“膈肌收缩还是舒张会导致膈顶下降？”。借助教师在黑板上的图形演示，把抽象的问题直观化，同时也培养了学生的观察能力和思考能力。

【提出问题】

胸廓的变化与呼吸有什么关系呢？是胸廓扩大导致吸气，还是吸气后导致胸廓扩大？

学生活动预期效果:

生：吸气导致胸廓扩大。

动手操作：自制教具模型（以上面真实的虚拟仿真实验为参考完成）

【提出问题】

自制教具模型中的各组成部分分别代表了呼吸系统的那些结构？

学生活动预期效果:

生：吸管代表气管，左右分叉的吸管代表支气管，气球代表肺，橡皮膜代表膈。

自制教具模型展示：

1.手向下拉橡皮膜时，气球变大，气体进入气球。

2.手向上推橡皮膜时，气球变小，气体排出气球。

教师提示：回忆刚才的问题：胸廓的变化与呼吸有什么关系呢？是胸廓扩大导致吸气，还是吸气后导致胸廓扩大？

学生活动预期效果:

生：胸廓扩大导致吸气。

【启示】

胸腔容积的变化还和膈的活动有关，膈肌收缩，膈顶部下降，使胸廓的上下径也增大。呼气时，膈肌舒张，膈顶部回升，胸廓的上下径缩小。

【设计意图】

胸廓扩大导致吸气，学生的认知可能与观察结果相反。会游泳的同学可能有这样的体会，刚下水时，如果水超过胸部，你会感到呼吸有些吃力。这是为什么？古代有些女子将胸部和腰部束得很紧，以保持苗条的身材，但是呼吸受到影响，体质下降。通过这两个例子和自制教具的演示，使学生理解胸廓扩张与呼吸的关系。

多媒体展示：呼吸运动过程分析

小组讨论：以小组为单位，汇报讨论结果。

【设计意图】

展示学习成果，学生将自己在小组内的学习成果在全班同学面前展示，一方面是肯定学生的学习成果，另一方面激发学生进一步学习。另外，通过学生自己的总结，强化知识的学习，牢固的掌握呼吸运动中肋间肌和膈肌发生的变化这个重难点。

2.人工呼吸

多媒体展示：

人工呼吸就是用人工方法让胸廓有节律地扩大和缩小，以帮助暂时停止呼吸或呼吸运动减弱的患者维持肺的通气功能。

在急救中，人工呼吸可以挽救生命。

3.  肺活量

多媒体展示：

肺活量是指在尽力吸气后再尽力呼出的气体量。

肺活量是体格检查时常常要测量的一个指标，它反映肺在一次呼吸运动中最大的通气能力。

一个人肺活量的大小与其年龄、性别、身材、健康状况等因素有关。成年人的肺活量大约是2500～4000mL。

学生活动：

测量肺活量

学生2人，受试者1人。受试者先做几次深呼吸后，做最大吸气，然后对着肺活量测试仪的吹嘴做最大呼气。测量3次。1人在黑板记录受试者3次的肺活量数值。

【设计意图】

将呼吸运动的知识与生活相联系 ，从而养成自觉锻炼身体的良好的健康习惯。

 【提出问题】

学习了本节课你有何收获？

【设计意图】让学生回顾学习内容，不仅锻炼了学生的语言表达能力，还强化了本节课的重难点，形成知识系统。

（三）课堂小结，提炼升华：

多媒体展示：课堂小结

一、呼吸运动：

1.概念：人体的胸廓有节律地扩大和缩小的运动。

2.呼吸运动包括：吸气过程和呼气过程。

3.吸气：

肋间肌收缩→肋骨向上向外运动→胸廓前后径和左右径都增大；

膈肌收缩→膈顶部下降→胸廓的上下径增大；

胸廓的容积增大→肺扩张→外界空气进入肺。

4.肺活量：尽力吸气后再尽力呼出的气体量。

课外创新活动：自制肺量计

肺量计的制作材料，可选用小号保鲜袋（17 cm×25 cm）2～3个，用透明胶带首尾连接，中间相通，联成长筒状，再将塑料吸管用橡皮筋固定在袋口处即可。2个袋相连容积为3680 mL，3个袋相连容积为5520 mL。此方法简便易行，材料易得，可操作性强。

1.请你按照下图所示自制模拟人体呼吸运动的模型，并回答下列问题：

（1）写出模型中各结构所代表的人体呼吸系统的结构名称：

①_____、②_____ 、③_____、④_____、⑤_____。

（2）此模型可以模拟_____的运动与呼吸运动的关系。

（3）当用手向下拉⑤时，内部的小气球_____，此时模拟的是人体_____的过程，说明_____。当手松开⑤时，内部的小气球_____，此时模拟的是_____的过程，说明_____。

试题分析：试题主要考查学生对本课基础知识的掌握情况。学生根据导学案上设置的相关题目，检测自己的学习效果。检测是为了让学生对本节课的学习有整体认识，再通过课堂练习强化和巩固学习效果，并为下节课的学习打基础。

1.直观教具和虚拟仿真实验的使用在本节教学中起到了至关重要的作用，它凸显了过程，降低了难度，活跃了思维，对于理论性较强的生理知识的教学尤其适用。可以使书本知识直观的呈现出来，学生可以在课堂上充分发挥感性认知特点，高效的达成学习目标。

2.以探究为核心的多种教学方法，在教学中将学生分为若干个小组。学生在教师的引导下，在学习中以小组为单位，学生在小组内通过探究活动自主学习，再经过小组内相互讨论，达成学习目标。小组内完成学习任务之后在全班内展示自己的学习成果，提升自信心，进一步激发学生的学习兴趣，老师不仅可以针对学生的学习效果加以适当的点拨，而且可以组和组之间进行相互比较。