s20 分析人体吸入气体和呼出气体的成分变化
分析人体吸入气体和呼出气体的成分变化
一、实验教学目标
1. 初步掌握人体吸入和呼出气体成分测定的方法。
2. 通过动手实验、讨论、交流等活动，培养学生分析、总结和概括的能力。
二、实验内容
1. 实验名称：分析人体吸入气体和呼出气体的成分变化
2. 实验器材：集气瓶、量筒、烧杯、试管、火柴、燃烧匙等。
3. 实验材料的准备：澄清石灰水、蜡烛。
三、实验教学设计思路
1. 教学重点
（1）分析吸入气体和呼出气体的成分变化。
（2） 引导学生通过实验、观察、比较等学习活动来获取知识，培养总结和概括的能力。
2. 教学难点
通过实验分析，理解人体呼吸运动气体成分的变化。
3. 实验对达成教学目标所起的作用
“气体交换”从人体呼吸气体的变化的学生实验和“分析吸入气体和呼出气体成分含量表”入手，帮助学生进一步理解气体变化的原因。
4．主要教学策略
本节课实验教学设计力图以《初中生物课程标准》为依据，以“合作学习模式”为指导，以信息技术融入学科教学为手段，以课堂为依托实现课堂教学目标。
5. 实验类型
分析人体吸入气体和呼出气体的成分变化学生分组实验， 4位学生一组；
四、实验教学过程
课前合作：设计实验
1. 课前学生四人组成一个小组，依据验证植物光合作用和呼吸作用气体变化的实验原理，设计出实验：验证人体呼吸过程中吸入气体和呼出气体成分的变化，并在老师的帮助下准备实验用具和材料。设计实验过程中，老师提示大家，我们呼
出的气体可以用向上排空气法收集，方法如图所示（PPT 展示向上排空气的方法）。从学生设计的实验中选择最合适的一种验证方法。
生生合作1：实施实验
1. 收集两瓶空气，用向上排空气法收集两瓶人体呼出的气体。
2. 分别在一瓶空气和人体呼出的气体中放入燃烧的蜡烛。现象：空气中的蜡烛不容易熄灭，人体呼出的气体中蜡烛熄灭。
3. 分别在另一瓶空气和人体呼出的气体中倒入澄清石灰水。现象：空气中的石灰水澄清；人体呼出的气体中石灰水变浑浊。 :
生生合作2：分析实验
学生四人一组根据以下几个问题分析实验。
1. 实验中对照组和实验组分别是哪组？
2. 两组实验中的单一变量是什么？
3. 从实验现象，你能得出的实验结论是什么？
师生合作1：实验结论交流
1. 两组实验中收集空气的为对照组，收集人体呼出气体的为实验组。
2. 两组实验中的单一变量都是收集的气体不同，其他因素都相同。
3. 根据实验现象和书上的人体吸入、呼出气体成分含量比较的表格得出结论：人体呼出的气体中二氧化碳的含量增加，氧气含量减少。
拓展合作：完善实验
对实验过程还存在哪些疑问？请同学们课后继续完善和改进实验过程。 实验中注意事项：
1. 用向上排空气法收集人呼出气体时，将吸管插入集气瓶
底，瓶口处盖上毛玻璃盖，防止收集的气体中混入大量
的其他气体（如右图所示）。
2. 气体不要太早收集，最好的在实验前15分钟至实验这
段时间内，现象比较明显。
3. 将澄清石灰水和燃烧的蜡烛放入集气瓶时，速度一定要快。倒入澄清石灰水后再盖上毛玻璃盖，将两个集气瓶晃动一下，现象比较明显；而放入燃烧的蜡烛时，实验现象明显，速度较快，要集中注意力观察。
4. 实验中澄清石灰水的量，用量筒准确的量取等量的两份，放入两个大小相 同的试管中，并用面纸封口。要多准备几根大小相似的蜡烛，点燃后选取
火焰大小相似的两个进行实验。
五、实验说明
（一）实验过程中三点尝试
1. 与我校的四个学习模块相结合，让实验过程持续发酵。
2. 在已有的知识基础上设计实验，让学生学会知识迁移。
3. 选择性更换书本上的实验器材，让实验操作更加简单。
（二）书上实验与改进后实验的比较
1. 装置简单化
书本的实验装置图比较复杂，实验器材准备困难。相比较而言，此套实验器材比较容易获得，装置过程更加简单。（左图为书上的实验装置，右图为改进后的实验装置）
2. 操作易行化
书本的实验过程：吸气时用止水夹夹住空气出口的橡胶管；呼气时打开空气出口的止水夹，再夹住空气进口的止水夹。这一过程比较繁琐，如果学生稍不注意就会将石灰水吸入口中，造成不良的后果。改进后的实验过程比较简单，放蜡烛、倒入澄清石灰水，学生操作比较简单。
3. 结论全面化
书本上的实验最后通过A 试管澄清石灰水没有变浑浊，B 试管里澄清石灰水变浑浊只能说明人体呼出气体中二氧化碳的含量增加。而改进后的两组实验现象既能说明人体呼吸吸入的是氧气，又能说明呼出的是二氧化碳。