廣東省中山市東升鎮(zhèn)東升初級中學(528414) 王彩娟

人體內(nèi)的氣體交換包括肺泡與血液之間的氣體交換和組織細胞與血液之間的氣體交換，這些都是客觀的、抽象的、有形的動態(tài)生理過程，但學生看不見，摸不著，感覺抽象難懂。同時在學習“人體內(nèi)的氣體交換”知識時，學生還會遇到以下幾個主要問題：

(1)不理解氣體擴散原理。

(2)氣體交換的原理基本上依靠理論推理分析，進而找出氣體的擴散方向，學生感到枯燥，無法體驗學習的樂趣。

(3)從教材插圖上看不出氣體交換過程中血液顏色的動態(tài)變化過程，容易混淆動脈血和靜脈血。

(4)從教材插圖上難以看出肺泡與血液的氣體交換和組織細胞與血液的氣體交換的時間關系，是先后進行、交替進行還是同時進行。

這些問題給學生學生帶來了困難，為了破解學生學習障礙，給學生的學習搭建腳手架，根據(jù)肺泡、組織細胞、血管等結構都是有形狀的這一特點，利用動脈血、靜脈血因含氧量不同顯示顏色不同的原理，帶領學生制作了肺泡與血液之間氣體交換、組織細胞與血液氣體交換、人體內(nèi)氣體交換3個教具，將他們用于教學實踐活動中，取得了良好的教學效果?，F(xiàn)將教具制作和演示過程介紹如下。

1 師生準備

(1)引導學生觀察肺泡、組織細胞及毛細血管結構模型，了解它們的結構特征，為學生制作教具提供科學依據(jù)和參照。

(2)引導學生查閱、搜集、整理資料，理解氣體交換原理及過程，為制作教具提供理論基礎和方向。

(3)學生間相互交流，設計教具原理、造型，充分發(fā)揮學生的聰明才智和想象力。

(4)教師協(xié)助學生搜集合適的制作材料。

2 制作材料

木板3塊、硬紙板5塊、圖釘1盒、36色馬克筆、A3打印紙、雙面貼、剪刀、圓規(guī)、尺子、調(diào)色板、錘子、砂紙、打孔機。

3 制作步驟

(1)制作基座：用木板制作3個長40 cm、寬30 cm的基座，并用砂紙將基座邊緣打磨光滑。

(2)涂色紙：取3張A3打印紙，用馬克筆分別在每張紙上一半涂上鮮紅色(動脈血)，另一半涂上深藍色(靜脈血)，然后用雙面膠分別固定到3個基座上。

(3)制作齒輪：取硬紙板，用圓規(guī)在其上做好標記，后用剪刀裁剪成圓形紙板，外部成鋸齒狀，內(nèi)側用打孔機打孔。

(4)構圖上色：取3張A3紙，一張勾畫肺泡和毛細血管(管道鏤空處理)、一張勾畫組織細胞與毛細血管(管道鏤空處理)、最后一張勾畫血液循環(huán)圖(毛細血管管道鏤空處理)，然后用馬克筆涂色，如圖1～3所示。

(5)組裝：按照從下至上順序依次是：基座、涂色紙、齒輪、構圖上色的打印紙，磨合好齒輪，后用圖釘固定，然后用雙面膠粘帖固定，如圖4所示。

4 教具演示

4.1 演示肺泡與血液之間氣體交換

利用“肺泡與血液之間氣體交換”的教具，如圖5所示，模擬演示肺泡處的氣體交換。教具中，中間膨大的結構模擬的是肺泡，肺泡外的這條血管模擬的是毛細血管，齒輪的轉動模擬的是血液流動。

通過呼吸運動，外界氧氣進入肺泡，如何到達肺泡外血液中。逆時針轉動齒輪，在模擬肺泡處血液流動的過程中，肺泡處毛細血管中的血液由含氧少的暗紅色的靜脈血變成了含氧多的鮮紅色的動脈血。由此推斷，當血液流經(jīng)肺泡周圍毛細血管時，肺泡中的氧氣透過肺泡壁和毛細血管壁擴散進入血液，而血液中的二氧化碳穿過毛細血管壁和肺泡壁，擴散進入肺泡。經(jīng)過肺泡與血液之間的氣體交換，血液中氧氣含量增多，二氧化碳含量減少。這就是肺泡與血液之間的氣體交換。

4.2 演示組織細胞與血液氣體交換

利用“組織細胞與血液氣體交換”的教具，如圖6所示，模擬演示組織細胞與毛細血管之間的氣體交換，教具中一個一個圓形的結構模擬的是組織細胞，組織細胞外的這條血管模擬的是毛細血管，齒輪的轉動模擬血液流動。

經(jīng)過肺泡處氣體交換，肺泡中的氧氣擴散到血液，然后隨著血液進行流動，到達組織細胞處的毛細血管，又是如何到達組織細胞。逆時針轉動齒輪，在模擬組織細胞處血液流動過程中，組織細胞處毛細血管中的血液由含氧多的鮮紅色的動脈血變成了含氧少的暗紅色的靜脈血。這是因為當血液流經(jīng)組織細胞周圍的毛細血管時，血液中的氧氣擴散進入到了組織細胞，組織細胞中的二氧化碳擴散進入到了血液，所以交換后組織細胞周圍的血液中氧氣含量減少，二氧化碳增多。這就是組織細胞與血液之間的氣體交換過程。

4.3 演示人體內(nèi)氣體交換

利用“人體內(nèi)氣體交換”的教具，如圖7所示，模擬演示肺泡與血液的氣體交換和組織細胞與血液的氣體交換的時間關系，逆時針轉動上面的齒輪發(fā)現(xiàn)：肺泡處毛細血管中的血液由含氧少的暗紅色的靜脈血變成了含氧多的鮮紅色的動脈血，在肺泡處毛細血管中血液顏色變化的同時組織細胞處毛細血管中的血液由含氧多的鮮紅色的動脈血變成了含氧少的暗紅色的靜脈血。通過“人體內(nèi)的氣體交換”教具的模擬演示，學生直觀理解了在肺泡與血液氣體交換的同時，組織細胞也在與血液進行氣體交換，由此得出人體內(nèi)的氣體交換是同時、時時刻刻在進行的結論。

5 教學效果

5.1 化解難點

這3個教具操作方便、效果逼真，彌補了學生形象思維的欠缺，便于學生直觀地感知肺泡結構、毛細血管結構、組織細胞結構以及人體內(nèi)氣體交換過程中毛細血管中血液顏色的變化，使得肺泡與血液的氣體交換和組織細胞與血液的氣體交換過程變得形象、具體、有趣、生動。為學生學習抽象的知識搭建了腳手架，降低了學生的學習難度，能夠較好幫助學生跨越學習障礙，有利于學生全面系統(tǒng)地理解人體內(nèi)的氣體交換過程以及交換原理，較好地提高了教學效率。

5.2 提升素養(yǎng)

教具的演示可以讓學生掌握知識。知識是培育學生素養(yǎng)的基礎。只有透徹理解知識，學生才能習得方法，領悟思想，綜合素養(yǎng)才能得到提升。且在制作教具的過程中，鼓勵學生積極主動地學習、思考，廣泛查閱相關資料，全面系統(tǒng)地理解掌握人體內(nèi)氣體交換原理及過程，既鞏固了學生所學課本知識，又從中學會了科學探究的基本方法，極大地提高了學生的自主學習、自主探究能力。

5.3 激發(fā)興趣

對于初中的孩子而言有強烈的學習興趣非常重要。整個教具制作過程中完全由學生思考、分析、討論、設計、繪圖、制作，這要求學生必須獨立思考，勇敢進行科學探索，極大地激發(fā)了學生的好奇心和濃厚興趣，充分體現(xiàn)了學生的主體作用，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新意識和形象思維能力。而且利用學生熟悉的材料制作教具，利用學生自己制作的教具來演示實驗，學生會覺得親切，會覺得生物課堂與自己的生活息息相關，拉近了學生和生物科學之間的距離，學生更愿意學習生物。

5.4 培育品格

在教具制作和演示過程中，當學生遇到困難時，如何和同伴協(xié)商解決方案，如何在一次次失敗后找到新的辦法。學生的這些經(jīng)歷，不僅獨立解決問題的能力得到了增強，而且將堅毅的品格、團結協(xié)作的精神深植心中，這種由體驗中獲得的成長過程將影響學生的未來發(fā)展。