下载文档原格式
演示实验：模拟膈肌运动教学设计一教材分析该演示实验是人教版七年级下册第三章人体的呼吸第二节发生在肺内的气体交换的一部分内容，呼吸运动中身体结构的变化是学生对结构与功能相适应的生物学观点的进一步认同，2011版义务教育生物学课程标准中将生物圈中的人列为十大一级主题之一，本节教学内容本身是对呼吸系统的深入，使学生对人的认识也更加具体，通过本节实验教学能更好的帮助学生突破在学习过程中对肺与外界气体交换的理解，为学好肺与血液及血液与组织细胞的气体交换等内容奠定了基础。
基于对课标的的理解和对本节教材的分析我确定了本节实验教学的三维目标。
知识目标：1.学生能说明膈肌运动时，胸廓容积与气体进出的关系。
2.能通过呼吸的自我感受掌握肋骨与肋间肌及胸廓前后左右径的大小变化。
3.能说出吸气呼气时，外部压强与内部压强的关系。
能力目标：通过操作和自我感受，达到对知识的分析理解能力情感目标：提高学生对生物结构与功能相适应的观点认同。
二教法与学法学生在学习肺与外界的气体交换知识的时候，往往以记忆为主，并没有达到对相应知识的理解，时间一长，记忆不牢固，因此要让学生记得牢，不出错，就得通过有效的体验来解决这些疑难，所以我确定了教法与学法。
教法：老师通过膈肌运动模拟，注射器模拟，自我感受来完成本节实验教学。
学法：通过指导学生观察、思考、合作探究、归纳等方法完成学习。
三教学重难点重点：通过模拟实验能够说明膈肌的运动与胸廓容积、肋骨、肋间肌及与呼吸运动的关系。
难点：理解呼吸肌的变化引起内外的气压差，进而完成吸气和呼气的运动。
四实验教学内容：人教版七年级下册第三章人体的呼吸第二节发生在肺内的气体交换：模拟膈肌运动演示实验教学。
五实验器材：膈肌模拟器、注射器。
六实验的原理：呼吸运动产生了气压差。
七实验教学过程（一）展示实验所用到的仪器教师通过膈肌模拟器的展示使学生能够掌握膈肌模拟器各部分分别模拟人身体的哪些器官结构。
并拿出注射器进行有效类比。
1. 通过模拟实验，了解膈肌的运动对呼吸过程的影响。
2. 掌握呼吸过程中肺内气压与外界大气压之间的关系。
3. 理解呼吸运动在人体生命活动中的重要性。
二、实验原理呼吸运动是人体生命活动的重要组成部分，主要由膈肌和肋间肌的收缩与舒张引起。
在呼吸过程中，膈肌的运动导致胸腔容积的变化，进而影响肺内气压，实现气体的进出。
三、实验材料1. 实验装置：模拟呼吸运动装置（包括可乐瓶、吸管、气球、橡皮膜等）。
2. 实验工具：刻度尺、秒表、记号笔等。
四、实验步骤1. 组装模拟呼吸运动装置，将可乐瓶底部切开，插入吸管，将吸管另一端连接到气球上，再将气球膜覆盖在瓶口处，模拟膈肌。
2. 将模拟呼吸运动装置放置在平稳的桌面上，记录初始状态下的气球体积和气压。
3. 吸气阶段：用手向下拉气球膜，模拟膈肌收缩，观察气球体积的变化，记录数据。
4. 呼气阶段：用手向上推气球膜，模拟膈肌舒张，观察气球体积的变化，记录数据。
5. 重复步骤3和4，进行多次实验，取平均值。
五、实验数据与分析1. 吸气阶段：实验数据表明，在膈肌收缩时，气球体积增大，肺内气压下降，低于外界大气压，气体进入肺内，完成吸气过程。
2. 呼气阶段：实验数据表明，在膈肌舒张时，气球体积减小，肺内气压上升，高于外界大气压，气体排出肺，完成呼气过程。
3. 实验结果表明，膈肌的运动与呼吸过程密切相关，是呼吸运动的重要动力。
1. 膈肌的收缩与舒张是呼吸运动的关键因素，直接影响肺内气压的变化。
2. 呼吸运动过程中，肺内气压与外界大气压之间存在一定的关系，即肺内气压低于外界大气压时，气体进入肺内；肺内气压高于外界大气压时，气体排出肺。
3. 呼吸运动在人体生命活动中具有重要意义，保障了人体氧气的供应和二氧化碳的排出。
七、实验注意事项1. 实验过程中，注意观察实验现象，及时记录数据。
2. 实验结束后，清理实验器材，保持实验环境的整洁。
3. 实验过程中，确保实验安全，避免发生意外。
八、实验总结本次实验通过模拟膈肌运动，直观地展示了呼吸运动的过程和原理。
初中生物模拟膈肌运动教案
教学对象：初中生物学生
教学目标：通过模拟膈肌运动的实验，让学生了解膈肌在呼吸过程中的重要作用。
教学准备：
1. 实验材料：气球、透明塑料袋、橡皮筋、吸管、轻便呼吸器
2. 实验步骤：
步骤一：将气球套在透明塑料袋口部，并用橡皮筋系紧。
步骤二：将气球的另一端插入吸管中，并用橡皮筋系牢。
步骤三：让学生用轻便呼吸器将气球内的空气抽出，观察透明塑料袋的变化。
教学步骤：
1. 引入：通过提问和讨论的方式，引导学生回顾人类的呼吸系统结构和功能，并引出本节
课要学习的内容。
2. 实验演示：老师进行实验演示，展示膈肌在呼吸过程中的作用。
3. 实验探究：让学生分组进行实验操作，观察透明塑料袋的变化，让他们自己体验膈肌的
作用。
4. 总结归纳：引导学生总结实验结果，分析膈肌运动对呼吸的影响，并讨论其重要性。
5. 拓展应用：引导学生思考膈肌在不同情况下的作用，并讨论如何保护和强化膈肌功能。
6. 总结反思：通过讨论和作业，巩固学生对膈肌运动的理解，检查并评价学生的学习效果。
教学延伸：
1. 实验探究：可以引导学生进行更多关于膈肌运动的实验，如原理模拟、影响因素探究等。
2. 视频学习：可以让学生观看相关视频，深入了解膈肌的结构和功能。
3. 案例分析：可以引导学生分析一些呼吸系统相关的疾病案例，探讨膈肌在疾病发生和治
疗中的重要性。
教学评价：
通过本节课的教学，学生能够准确理解膈肌在呼吸过程中的作用，并能够通过实验模拟体验其影响。
教师可通过课堂讨论、作业等方式评价学生对膈肌运动的理解程度和实验操作能力。
在人教版《生物》教材中设计有“模拟膈肌的运动”演示实验，该实验主要是为了说明膈肌收缩和舒张时肺的体积变化，装置如图1所示。
该装置通过将橡皮膜平铺、捆紧于广口瓶（无底）的底端使瓶内密闭，存在以下不足。
1.膈肌（橡皮膜）在人体自然状态时（舒张时）应呈向胸腔突起的穹隆状，而此装置在自然状态下呈水平状。
2.用手推橡皮膜和让其自动复原的过程中，学生会将橡皮膜自动复原误认为是膈肌的收缩过程，这恰好与膈肌的运动相反。
3.在自然状态下，瓶内气压等于外界环境气压，此时气球在瓶内是瘪的，当用手推橡皮膜时，瓶内气压增大，必定会挤压气球，但由于气球本来就是瘪的，所以缩小幅度小。
相反，当橡皮膜复原时，气球膨大幅度也小，演示效果不佳。
如何解决这些问题？笔者结合实验原理，联系实际情况，设计制作了如图2的装置，在演示教学过程中起到了良好的效果。
图2图1模拟膈肌的运动置的改进“模拟膈肌的运动”制作过程广口瓶（无底），三通管，橡皮条，小气球（两个），橡皮膜，细线若干。
2.方法步骤（1）在三通管下面的两个管口上连接两个小气球，并将橡皮条捆扎在三通管的交叉处支管上，橡皮条的另一端穿过橡皮膜的孔，在橡皮条的适当位置把橡皮膜孔捆扎好。
（2）将有孔橡皮塞塞进瓶口，将三通管从瓶底插入橡皮塞内。
（3）把橡皮膜捆扎于广口瓶的底端，从而使广口瓶密闭。
二、优点1.装置形象学生看到此实验装置时，很快就能知道各器具所代表的器官，更重要的是知道膈肌在体内所处位置及形态特点。
2.操作简便在讲解呼吸运动的过程中，只需向下拉橡皮条（如图4左），的过程：膈肌收缩，胸腔增大，外部气压大于胸腔气压，气球变大，代表肺吸气增大。
松开橡皮条时（如图4右）则体现了呼气过程：膈肌舒张，胸腔缩小，内部气压升高，外部气压小于胸腔气压，气球变小，代表肺呼气缩小。
3.现象明显使用改进后的装置演示膈肌运动实验时，由于肺（气球）的膨大、缩小幅度比改进前明显增大，所以更利于学生观察。
图3图4。
“模拟膈肌的运动”实验的创新设计湖北省枣阳市吴店清潭中学：赵显明摘要: 本文对“模拟膈肌的运动”实验进行了创新设计，介绍了实验模型的简单制作和实验的演示、现象，以及实验设计的优点及存在的不足。
关键词: 模拟膈肌运动实验模型创新设计“模拟膈肌的运动”是人教版《生物学》七年级下册的一个重要的演示实验。
此演示实验能将学生无法用眼观察到的潜在的生理活动，用模型演示的方法展现出来，形象直观、简单明了，化难为易，起到了事半功倍的效果，让学生轻松地理解“肺与外界的气体交换”。
但是，在教学实际情况中，很多农村学校没有该实验模型，所以本实验的开出率非常的低，造成学生在学习这部分内容时，感觉到非常的抽象，掌握难度很大，理解困难。
笔者经过多次实验和改进，利用日常常见的废旧材料来制作模拟膈肌运动的实验模型进行教学，有效地激发了学生进行探究性学习的兴趣，取得了非常好的教学效果。
一. 模型制作（一）制作材料：大号饮料瓶1个（2L）、直径3cm的废旧塑料管1根、废旧儿童水彩笔笔筒2根、红色大气球2个（底部有突起连接）、红色小气球2个、橡皮圈3个、彩色的绒羽1片、透明胶、剪刀、细线。
（二）制作方法（1）将大号饮料瓶的底部剪掉，保持剪边光滑，没有锋利的突起。
（2）一个大气球剪成三段。
把底部部分套在塑料管上，并用橡皮圈固定；接着，在底部剪两个小孔，并在剪出的小孔插入废旧儿童水彩笔筒，用橡皮圈固定；然后，在水彩笔笔筒的另一端都用橡皮圈固定好一个红色小气球。
（3）将连接好的塑料管由果汁瓶内插入，用大气球的上段部分固定在瓶口，将瓶口密封；然后把一小片绒羽用细线系住，用透明胶固定在管口，使绒羽正对管口。
（4）另一个大气球从中间剪断，将下半部分橡胶膜用透明胶固定在果汁瓶的底部切口处。
（5）一只手用力向内压油桶底部的橡皮膜，另一只手打开果汁瓶口橡胶膜，排出密闭容器内的部分气体，使橡皮膜向内凹陷。
制作好的实验模型实物图如图1所示、示意图如图2所示。
膈肌运动的模拟实验【预习案】一、自主学习目标1﹒通过这一模拟实验，很直观的体现出肺与外界气体交换的原理是膈肌有规律的收缩和舒张使胸廓容积扩大或缩小。
2﹒了解膈肌的运动对肺体积变化产生的影响。
3﹒培养学生的设计并改进模拟实验的能力。
二、自主学习检测请同学们自主学习课本第45-47页，完成下列问题。
1．有呼吸系统中____________是主要器官，原因是什么？（1）它能够与_____________进行________________；（2）它位于____________内，左右各一个，__________有________叶，___________有________叶。
2．通过学习，我们认识了肺的结构，根据你的认识，说明肺是如何行驶功能的？吸人的气体，顺着_________在肺里的各级分支，到达支气管最细的分支末端形成的_____________。
它外面包绕着丰富的_______________。
肺泡壁和毛细血管壁都是一层扁平的_______________，当你吸气在细时，许许多多肺泡都像小气球似地鼓了起来。
肺泡中氧气透过_____________和毛细血管壁进入血液，同时血液中的二氧化碳也通过这些毛细血管壁和肺泡壁进入____________，然后随着呼气的过程排出体外。
三、自主学习疑惑亲爱的同学，请把你在自主学习过程中产生的疑惑记录在这里，上课时和同学们一起来突破这些学习难点哦。
【探究案】膈肌运动的模拟实验一、实验目标1﹒通过这一模拟实验，很直观的体现出肺与外界气体交换的原理是膈肌有规律的收缩和舒张使胸廓容积扩大或缩小。
2﹒了解膈肌的运动对肺体积变化产生的影响。
3﹒培养学生的设计并改进模拟实验的能力。
二、实验原理本实验所依据的实验原理是什么？三、材料用具1．本实验需要哪些材料？为什么选用这些材料？2．本实验用到哪些试剂?3．本实验需要用到哪些仪器用具？四、实验步骤1．在Y型管的两端分别用细线绑上一块_______________，形似球状，此球状薄膜就代表两个___________。
创新实验：膈肌的运动教案中学生物教师实验创新大赛实验课题名称：模拟膈肌的运动参赛教师：城步二中陈善龙一、实验在教材中所处的地位和作用模拟膈肌的运动是七年级下册《生物学》第三章第二节：发生在肺内的气体交换的一个演示实验。
本节是这一章也是这一册的教学难点，尤其是肺与外界气体交换的原理比较抽象，学生难懂。
通过这一模拟实验，很直观的体现出肺与外界气体交换的原理是呼吸肌有规律的收缩和舒张使胸廓容积扩大和缩小。
二、实验原型及不足之处实验原型：1、玻璃罩模拟胸廓2、Y型玻璃管模拟气管和支气管3、气球模拟肺4、橡皮膜模拟膈肌不足之处：1、带橡胶塞的无底玻璃罩难以找到。
2、玻璃罩是刚性物体，不能模拟胸廓前后、左右径的变化与呼气和吸气之间的关系。
3、玻璃罩壁很滑，不好固定橡皮膜，易滑落。
4、实验室的Y型玻璃管大而短，很难找到与之匹配的玻璃罩。
三、实验创新和改进之处创新之处：1、用饮料瓶代替玻璃罩2、用输液管改装成一个Y型胶管代替 Y型玻璃管3、气球膜代替橡皮膜改进后的装置：1、饮料瓶模拟胸廓2、Y型胶管模拟气管和支气管3、小气球模拟肺4、气球膜模拟膈肌优点：1、饮料瓶易改装，易固定橡皮膜，而且不会滑落，同时也解决材料难找的问题。
2、输液管容易获取，也容易改装成Y型管，解决了Y型玻璃管与饮料瓶不匹配的问题。
3、整个装置取材容易、轻巧、携带方便。
四、实验原理肺富有弹性，当膈肌收缩时，膈顶下降，胸廓容积变大，肺扩张，肺内气压下降，外界气体吸入肺，是吸气过程。
膈肌舒张，膈顶上升，胸廓容积缩小，肺回缩，肺内气压增大，气体被呼出，是呼气过程。
从而得出胸廓容积的变化与呼吸运动的关系。
五、实验器材饮料瓶一个、大气球一个、小气球两个、小剪刀、细线、输液管一根六、实验步骤1、在饮料瓶靠近凹槽的地方将底部剪掉（保持切口平整和光滑，以免刺破气球膜），然后套上气球膜。
2、将输液管改装成一个Y型胶管，将分叉的两管分别插入气球内，用细线系紧。
3、用剪刀尖端在饮料瓶盖中央钻个小孔，刚好能插入Y型管的另一端，和气球一起塞入瓶内，盖好瓶盖。
