“生物的呼吸”的教学课例研究

徐建刚

摘要以浙教版科学“生物的呼吸”一课为例，围绕“学为中心、学科思想、学科方法、情感体验”等理念进行设计，并在设计后对这些理念的渗透效果进行反思，归纳出一些设计要点，可供参考。

关键词生物的呼吸 教学课例

1理念解读

（1）生物学有其独特的学科思想，如生物的结构层次特点，生物的结构与功能相适应的特点。在本课时中，都有着相关的内容蕴含着这些学科思想。

（2）生物学有其独特的学科学习方法，如概念量多，概念之间也往往具有很大的相似性，对概念的建构会造成很大的干扰。教学中需要有学科方法的培养，本课时内容也不例外。

（3）学习生物学最终的目的是要回归到“人与自然”上，理解到人与自然的和谐相处，这也是本节教学中要予以关注的一点。

基于以上几点理念，本课时教学中，教师在知识上要建构起呼吸的全过程，使学生理解气体交换的本质和与功能相适应的结构特点；在方法上要使构建概念流程图、概念层次结构、模型建构等能力得到培养；在情感上，最终要使学生树立起关注人与自然和谐发展的理念，树立健康的生活态度。

2教学过程设计

2.1课前思考

教师设计预习问题：（1）人体的呼吸也叫气体交换。O2从外界空气中进入组织细胞内（如脑细胞），C02由内向外，需要经过很多结构：鼻、气管、咽、血液、肺、气管、喉、组织细胞等。请按照气体运动的路径，将这些结构以流程图的形式进行排序。

（2）气体为什么会有序地运动，其动力来自于哪里？

（3）人体的哪些结构特点很好地适应了气体交换的功能？

设计意图：（1）这三个预习问题实际是本堂课需要解决的三个重难点，对学生的预习有一个统摄性的指向。（2）以脑细胞为例，基于学生对脑部缺氧的生活认识，便于学生理解。（3）画流程图的目的是将学生把呼吸等同于肺通气的前概念，延伸到呼吸的三阶段过程。

2.2课内学习

2.2.1呼吸过程的学习

（1）小组交流汇报“课前思考1”，在黑板上整理展示出概念流程图：

鼻→咽→喉→气管→支气管→肺→血液→组织细胞（脑）

（2）教师基于学生的流程图，引导学生重构呼吸全过程示意图（图1），解析呼吸的三阶段过程，建构概念：

①呼吸三阶段：外呼吸、气体在血液中的运输、内呼吸；

②气体交换：肺通气、肺换气、组织换气；

③呼吸系统：呼吸道、肺。

设计意图：（1）学生整理展示流程图，初步感悟整个呼吸过程。（2）教师采用图形和文字相结合的形式引导学生画出并解读呼吸全过程示意图，促进学生的理解；同时揭示呼吸过程中各个概念之间的层次关系，引导学生辨析相似概念。这也是学习生物学学科方法的一种渗透。

2.2.2气体交换的学习

（1）小组交流汇报“课前思考2”，引出吸气和呼气、气体扩散作用等初步认识。

（2）教师实施演示实验，模拟人体的吸气和呼气过程（图2）。

①结合书本所示的“胸腔的结构”的示意图，分析吸气和呼气的过程。吸气：肋间外肌、膈肌收缩→肋骨和胸骨向上向外移动→胸腔容积增大→肺扩张，肺内气压降低，小于外界大气压→外界空气进入肺泡。呼气：肋间外肌、膈肌舒张→肋骨和胸骨向下向内移动→胸腔容积缩小→肺回缩，肺内气压升高，大于外界大气压→迫使肺泡内气体排出体外。

②学生把手放在自己胸前，体会呼吸过程中胸部的变化，感受肋骨的移动。

③学生结合呼吸全过程示意图，指出在肺换气和组织换气过程中气体的扩散作用。

④教师提出问题“吸气、呼气”和“肺换气、组织换气”在动力上的差异，辨析出“压力差”和“浓度差”的本质区别。

设计意图：（1）模拟实验的介入，利用了实验的直观性，有利于培养学生的抽象思维，也是对建模方法的渗透。（2）采用流程图的形式，分析吸气和呼气的过程，是对学习方法的渗透。（3）让学生感受自己呼吸时的胸腔和肋骨运动，则是增进学生的直观体验，同时增加了学习的趣味性。（4）辨析“吸气、呼气”和“肺换气、组织换气”在动力上的差异，让学生理解到在相似现象背后，有知识本质上的差异，既有利于纠正学生的模糊认识，又渗透了科学学习中关注本质的学科思想。

2.2.3结构与功能的学习

（1）小组交流汇报“课前思考3”，让学生展示出课前学习的前认识。

（2）教师指导学生阅读书本所示的“人体呼吸系统”的图示，按“鼻→咽→喉→气管→支气管→肺（肺泡）”的序列理解和整理各器官在适应功能上的结构特点，如肺泡布满毛细血管和弹性纤维，有利于气体交换。

（3）教师从“有利于形成压力差”和“有利于扩散”的角度，引导学生进一步思考：除書本上指出的一些结构特点外，还有哪些结构特点有利于气体交换？教师引导学生进一步认识到肺泡壁、毛细血管壁薄等结构的生理意义。

设计意图：（1）结构与功能适应观是生物学的一个重要学科思想，本教学环节目的是要突出这一点。（2）让学生阅读书本示意图，是为了培养学生重视文本、解读文本能力。（3）教师引导学生进一步从功能的角度去思考和猜测结构特点，既能活化学生的思维，又可使学生树立结构与功能相适应的学科理念。2.3拓展学习

（1）小组合作学习：构建、解读呼气和吸气过程的气压变化坐标图（图3），说出A、B、C点以及AB、BC段的意义。

（2）学生阅读“肺活量”，体验自己的肺活量。

（3）阅读“矽肺”、“PM2.5对肺部健康的影响”等素材。

设计意图：（1）图像的构建和解读在知识上加深了学生对呼气和吸气过程的气压变化的理解，更为重要的是渗透数学方法，使学生在图像学习的能力和方法上得到提升。（2）肺活量等素材的介入，让知识走向生活，也使学生树立起健康生活方式的理念。

3设计思考

3.1“学为中心”是核心理念

教学设计始终要围绕“以学为中心”的理念展开，以学生和学习为中心构建课堂，突出学生的主体地位，把学生的自主、主动、积极学习放在第一位。在本课堂设计中，充分体现了这一特点：（1）前置性问题的设计，有指向性的诱导预学，让学生先动脑，调动出学生的前概念，产生一些困惑，形成一探究竟的欲望，并对教学重难点有一个整体上的预期。（2）小组合作式教学平台的搭建有利于学生不同思维的碰撞，相互倾听，合作交流，互助加工，最终形成的每一个观点都是集体的智慧。（3）图文、演示实验、书本中文本与图示等素材的穿插，为学生的学习提供直观形象的支撑，在前概念和最近发展区之间搭建桥梁，为他们最终进行抽象理性思维奠定基础。（4）教师整体考虑三维目标的达成，在知识建构过程中，渗透概念图建构、学科思想等过程和方法，并通过素材体悟情感、态度与价值观，达到课堂设计目标的完整性。

3.2突出学科思想

每门学科都有自身的学科特点和思想，这是教学的精髓所在。在本课堂教学设计中，教师关注了生物体的结构与层次，完整的呼吸过程包含3个阶段，每一个阶段又有不同的小阶段，包含很多概念。教师帮助学生厘清了这些结构层次和概念间的关系。教师渗透了生物体的结构与功能的相适应性，通过展示人体与外界气体的交换、人体内的气体交换功能都有着相适应的结构特点，设法调动学生的思维，引导学生去发现和猜想这些结构，有利于加深学生对知识的理解。教师关注了科学知识的本质，让学生辨析“压力差”和“浓度差”的区别，引导学生要透过现象关注知识的本质。当然，在教学中，教师还应该将这些学科思想进行显性化教学，向学生渗透学科思想，发展学生的学科思想思维。

3.3培养学科方法

每门学科都有自身的解决问题的学科方法，这是学习能力培养的关键。在本课堂教学设计中，让学生画概念流程图，体现在预学中的气体流程图和吸氣、呼气中的变化流程图，这是解决复杂过程的一种方法。教师所画的呼吸全过程示意图，既是对形象事物建模进行抽象思维的方法，也是厘清概念间包含、并列、交叉等层次关系的一种方法。演示实验的介入是学习科学的重要模型法。指导学生阅读文本，从文本素材中去攫取有用的信息，这也是学习科学的一种重要手段。创建解析呼气和吸气过程的气压变化坐标图，是数学方法在科学学习中的重要渗透。这些都体现出鲜明的学科方法。当然，在教学中，教师也应该将这些学科思想进行显性化教学，灵活运用这些学习方法。

3.4关注情感体验

学生在学习中获得的积极情感体验是学生持续学习的最大内驱力。本节课的设计关注了学生的兴趣，使学生体验呼气和吸气过程的胸部变化，体验了自己肺活量等活动，增加了学习的情趣。小组合作学习的形式丰富了学习的组织形式，让学生在互助中获得成功的体验。“矽肺”、“PM2.5对肺部健康的影响”等素材的学习，使学生从关注科学走向关注生活，渗透积极的健康生活理念，对学生的影响是内隐而有效的。