例谈利用生物教具突破“人体和外界气体交换”课堂难点

随着信息技术的高速发展，教育的手段也迅速的高科技化了：使用PPT、制作FLASH动画、编辑影像等已经普遍应用在日常的生物学教学中，它们渐渐地取代了板书、挂图、教具在生物课堂上的位置。掌握现代化的教学技术手段也成了新时代教师必备的素质。可是有的时候教师们也可以拾起这些已经被遗忘的工具，返璞归真，也能收到意想不到的效果。下面以“人体和外界环境的气体交换”教学为例，谈如何利用学生的自制教具突破教学中的难点问题。

苏教版七年级下册《生物》“人体和外界环境的气体交换”一节中，描述呼吸运动和肺通气的原理既是一个重点，又是一个难点。由于该节内容涉及到有关的物理知识，对于没有学习过“大气压力”的七年级学生来说是一个难点。如何突破难点而突出重点，“肺通气是通过呼吸运动实现的”是至关重要的。在教学实践的摸索中，笔者发现，先引导学生自己制作呼吸运动的模型，以自制模型的演示为主再配合图文并茂的讲解，引导学生探究“呼吸运动和肺通气”的关系，既能够避免在课堂上累述物理原理，又可以给学生更直观的关于呼吸运动的认识，收到不错的教学效果。

1 课前准备

“人体和外界环境的气体交换”本节内容分为两课时，第一课时是讲解人体呼吸系统的组成，在认识呼吸系统组成以及功能之后，引导学生对照书后课外练习的图示自己选材制作呼吸运动模型。

大多数学生都能够想到运用身边的材料仿照或自己改进制作呼吸运动的模型，学生会用矿泉水瓶模拟人的胸腔，通过用吸管制作的密闭的三通管来模拟气管以及支气管，再套上一个自制的“肺”（气球、塑料袋都是学生用来模拟肺的常用材料），他们会将矿泉水瓶底剪掉，然后套上一个气球皮或塑料袋做成的底部，以此模拟膈肌，这样整个呼吸运动的模型基本完成了，同时这也是下一节课“人体和外界环境的气体交换”——呼吸运动的重要教具。

2 课堂实战

2.1 利用教具创设情境、导入新课

由于学生提前制作了教具，所以作为一节课的导入，笔者首先让一些学生展示自己的小制作，介绍一下自己制作模型的材料，对上节课的内容起到复习的作用。接着可以利用学生手中的模型创设一个情境，请学生思考“怎样才能将瓶内气球中的气体与外界的气体进行交换？你都有哪些方法？”学生会纷纷开始运用自己生活经验动起脑来，有的学生发现用嘴吹气可以使瓶中的气球鼓起来一些，于是说可以“用嘴往里吹气”，有的学生使用的是瓶壁较为柔软的材料，于是说“用手使劲的捏瓶壁再松手”……再让学生进一步思考“模型中的气球是模拟人的肺，那么外界的气体又是如何进出肺的呢？”这样顺理成章地引出了本节课的最核心的问题：气体是如何进出肺的，并成功调动起了学生要学习呼吸运动的积极性。

2.2 利用教具演示、突破难点

在教学过程中，教师先让学生体验呼吸运动，将双手放在胸廓的两侧，体验呼吸运动的过程中胸廓的改变。再通过测量胸围来探究呼吸运动过程中胸廓容积是否发生变化，让学生进行分组实验测量吸气和呼气时的胸围差，教师给予适当的指导：（1） 测量时身体取自然站立姿势，双手自然下垂，不挺胸，不憋气，呼吸要均匀；（2） 软尺的位置要合适；（3） 软尺不要有折转；（4） 作好记录数据：尽力深吸气终了时的胸围长度，尽力深呼气终了时的胸围长度；（5） 测三次记录好数据并设计表格，算出平均值。通过学生的汇报，很容易得出结论：吸气时胸腔容积增大，呼气时胸腔容积减小。

此时引导学生思考：“当胸腔容积增大时，肺部处于什么状态呢？”所有的学生都会将视线转移至手中的自制模型，笔者让学生尝试将代表胸腔的瓶子容积增大，学生通过下拉“膈肌”发现：当胸腔容积增大时，代表肺的两只气球就会鼓胀。再请学生想一想：“使气球鼓胀的气体来自于哪里？”学生很容易知道来自于外界的空气，这时便可得出结论：当胸廓容积增大时，气体从外界进入肺部，这就是吸气的过程。稍后再利用自制模型让学生模拟呼气的过程，更加直观地了解呼吸时肺部的变化与胸腔容积变化的关系。这时学生又会进一步的思考：“胸腔容积的变化又和什么有关呢？”此时让学生通过课件、视频以及电动模型了解吸气、呼气时肋间肌、膈肌变化的情况，学生就会非常自然地理解：肋间肌、膈肌的收缩和舒张引起了胸廓的变化，从而使胸腔容积发生改变，进一步导致肺和外界进行气体的交换，最后的出结论：肺通气是通过呼吸运动实现的。这样，这节课的难点就成功的突破了。

除此之外，本节课的另一个难点：肺活量不是肺总量而是肺的最大通气量，也可以通过这个自制模型来突破。让学生想办法在不损坏瓶子的情况下，通过改变“胸腔”容积来使气球内的气体最大程度的排出，当学生通过多次尝试而无法实现时便会发现肺内的气体无法通过呼气运动全数排出，从而理解“残气量”以及肺活量代表肺的最大通气量。

2.3 改进教具、课后拓展

通过本节课的学习，学生在课堂上用自己自制的模型模拟学习了呼吸运动，在模拟的过程中学生会发现自己制作的模型可能会有一些缺陷，课后笔者给学生留了一个任务：通过学习呼吸运动的原理改进模型。学生的创意很多，很多学生做出了可以舒张向上弹回的“膈肌”，甚至有些学生将肋骨裁出，用皮筋模拟肋间肌……相信通过教具的改进，学生会对呼吸运动有了更深的认识和理解。

3 课后思考

本节课教师改变了常规的授课思路，而让学生从自制模型的模拟中直观的看见胸腔容积变大肺容积也随之变大，气体由外界进入肺部，再进一步探讨胸腔容积变化的原因，使整节课从教师讲授变成了学生主动的去探寻，当学生把心中的疑问一个个解决的时候，那么这节课的难点也就迎刃而解。所以本节课自制教具的使用是一个关键，在本节课的引入、难点突破过程中学生对这个自己制作出来的模型能出现这样的变化感到十分的好奇，忍不住去探索，而对于教师来说，由于这个教具够直观，也避开了教师要讲解大气压力的尴尬，是一次较为成功的尝试。

总之，自制教具的使用不应该随着教育手段的科技化而被淡忘，教师应该更加重视教具的开发与利用使之更加贴近教学实际。物理学家麦克斯韦曾说：“实验的教育价值往往与仪器的复杂性成反比，学生用自制的仪器，虽然经常出毛病，但它却比用仔细调好的仪器能学到更多的东西。”而在生物教学过程中还有很多有待开发的自制教具，如果教师能够适时、适宜的运用，可以在新课程实施中发挥其独特、重要的作用。