“人體內物質的運輸”一節中幾個難點的突破

顧彪

蘇科版初中生物八年級上冊第十五章第一節的內容是人體內物質的運輸，這部分內容在生物學新課程標準中歸屬于第五個一級主題“生物圈中的人”。此前，學生在七年級階段已經學習過呼吸系統、消化系統，接下來馬上要學習泌尿系統、內分泌系統。人體要把氧氣、各種營養物質和激素等物質送到全身各組織細胞，并且把人體內產生的二氧化碳、尿素、尿酸以及多余的水和無機鹽排出體外，這些物質的運輸離不開循環系統，這樣看來，循環系統既是人體內各系統聯系的紐帶，也是學生學習相關內容的承前啟后的橋梁，在學生腦海中將會形成相對完整的知識網絡。

“人體內物質的運輸”不僅是一冊教材的開頭內容，也是新的一學期的開頭內容，所以，教師將這部分內容教學好了，既能提高教學質量，又能激發學生學習生物學的興趣，調動學生的非智力因素。教學的關鍵任務是幫助學生解決學習中的難點，下面就筆者在教學本節內容時如何突破難點談談幾點做法。

1 立體結構的認識

在本節課文的開始就開門見山地提出了重要概念“物質在人體內的運輸主要依靠血液循環系統，人體的血液循環系統由血管、心臟和血液組成”，第二小段即以家庭住宅樓里縱橫交錯的自來水管作為類比，引出“血管”概念。這里，學生的學習難點在于無法在腦中構建一個“血液循環系統”整體想象圖，僅僅是名詞概念的堆積；再說“縱橫交錯的自來水管”，只有在新房裝修初期才能看見，有幾位學生見過呢，還是“難以想象”。

課堂伊始，教師先展示新房裝修初期室內情景照片，有上上下下的管道，包括自來水管和排污管，既把有用的自來水運來，也把廢水運走，更接近人體內血液循環系統的功能。人體內也需要獲得有用的物質并且把無用的物質運走，由此觸發學生聯想“人體內是否也有類似的管道系統呢”。教師再打開一款叫“3Dbody”的人體三維立體圖像軟件，該軟件可以顯示人體各系統器官。本課只顯示血液循環系統，隱藏其他系統，設置背景顏色為白色，按住鼠標左鍵拖動可以水平或垂直翻轉圖像，前后轉動鼠標滾輪可以放大或縮小圖像，點擊該軟件的相關按鈕可以上下移動圖像，顯示隱藏或分離合并局部器官，如圖1所示。如此，學生容易認同人體內也有類似的管道系統“血液循環系統”，并通過觀察得出“血液循環系統由血管、心臟和血液組成”的結論。

2 兩組概念的比較

血管類型的概念在教師的末尾才以直白的形式提出，如果僅僅讓學生自學，有一半以上的學生不能把握這組概念的關鍵。現在，教師展示血液循環示意圖（去除文字標注，僅有血液流向箭頭），如圖2所示，讓學生小組觀察、討論并嘗試根據自己的某種標準對血管進行分類。結果，各學生小組提出的分類標準各式各樣，有按血管壁厚薄分的，有按血管長短分的，有按血管大小分的等。教師可對各種分類標準給予適當的評價，指出不足，并提出比較科學的分類標準是“根據血管中血液的流動方向”，關鍵詞是“方向”，以心臟為參考點，將血液從心臟送到身體各部分的血管稱為動脈，將血液從身體各部分送回心臟的血管稱為靜脈，連通最小動脈和最小靜脈的血管稱為毛細血管。

教科書在“觀察血液循環的途徑”部分提出動脈血和靜脈血的概念，其含義在第十五章后面的信息庫中有解釋。在課本的人體血液循環示意圖上用藍色表示暗紅色，學生不知道暗紅和鮮紅的真實差異。在課前，教師取2支大小相同的試管，各倒入半試管量的雞血（靜脈血），把預先收集在塑料袋中的氧氣通入其中一支試管的雞血中，拍攝雞血顏色變化的過程，課上播放。這個現象是明顯的，含氧氣少的暗紅的靜脈血逐漸變成了含氧氣多的鮮紅色的動脈血。

動脈和靜脈的劃分標準是“血管中血液流動方向”，而動脈血和靜脈血的劃分標準是“血液中含氧氣多少”，標準不同，所以，動脈、靜脈和動脈血、靜脈血之間不存在一一對應的關系，即動脈中流的不一定是動脈血，靜脈中流的不一定是靜脈血。

3 動態功能的理解

在教學脈搏的形成原因時，筆者曾用“上下擺動一條繩子、將一顆石子投入水中產生波浪”等方式演示脈搏形成原理，效果都差強人意。后來，用flash軟件制作了一段“脈搏形成原理”動畫，教學效果比較理想。制作過程如下，打開Flash cs6，點擊菜單視圖—網格—顯示網格（默認上下、左右各為10像素），勾選視圖—標尺，點擊工具欄的縮放工具將舞臺放大，便于精確畫圖。點擊工具欄筆觸顏色，選擇紅色。選擇工具欄鋼筆工具，在舞臺上畫一跨度為20像素高度為10像素的圓弧。在此基礎上，采用工具欄的選擇工具拖放，菜單欄的編輯—復制、粘貼，修改—變形—垂直翻轉等方法，重復操作幾次，得到兩條相互對稱的水浪形曲線，長度不少于舞臺寬度的一半，用工具欄的線條工具封閉兩端。選擇工具欄的顏料桶工具，選擇填充顏色為紅色，選擇空隙大小—封閉中等空隙，將該圖形填充成紅色，得到了有波浪形的血管，右端超出舞臺邊緣。選擇它，點擊菜單欄—修改—轉換為元件，鎖定該圖層。點擊時間軸下邊的新建圖層按鈕，得到圖層2。選擇工具欄的矩形工具，選擇筆觸白色、填充色白色，在舞臺左側畫一矩形，覆蓋住血管左半部分，鎖定該圖層。新建圖層3，選擇矩形工具，選擇筆觸和填充色都為紅色，在舞臺左側畫一矩形，寬度和圖層1的血管最窄處相同并且對齊，左側超出舞臺邊緣，右端到舞臺中心，得到了無波浪形的血管，鎖定該圖層。新建圖層4，選擇鋼筆工具，筆觸顏色為紅色，畫心臟輪廓的左半。點擊工具欄選擇工具，采用菜單欄的復制、粘貼和修改—水平翻轉等方法，得到心臟輪廓的右半。將左右兩半拼合，選擇屬性面板的顏色面板，選擇填充顏色為徑向漸變，選擇黃色向橘色漸變，得到了心臟圖形，選擇心臟輪廓和填充色，選擇菜單修改—組合—聯合，鎖定該圖層。新建圖層5，點擊直線工具，選擇筆觸顏色為黑色，筆觸高度10像素，在血管上方畫兩個向右的箭頭，并轉換為元件。解鎖各圖層，選擇相應圖層，調整各圖形的位置，使得心臟左側只可見無波浪形血管，心臟右側邊緣處于波浪形血管的最窄處。在圖層1、4的第10幀插入關鍵幀，在圖層2、3、5的第20幀插入關鍵幀。選擇圖層4的第10幀，利用菜單欄的修改—變形—縮放或者工具欄的任意變形工具，按住Alt鍵將心臟圖形縮到適當大小，復制圖層4的第1幀，粘貼在該圖層的第20幀，分別在該圖層的第1～10幀間和11～20幀間用右鍵菜單“創建補間形狀”。選擇圖層1的第10幀，略微向右水平拖動血管圖形半個波浪距離，使得血管最寬處與心臟圖形右側緣對齊，在該圖層的第20幀插入關鍵幀，選擇該幀，在第10幀的基礎上再向右拖動血管圖形半個波浪距離，使得血管圖形最窄處和心臟圖形右側緣對齊，在該圖層的第1～10幀間、第11～20幀間利用右鍵菜單“創建傳統補間”。拖動時間軸上的播放指針瀏覽動畫效果，點擊時間軸下邊的循環按鈕，范圍設為全部幀，點擊菜單控制-播放進行試看，確認無誤后點擊菜單文件—導出—導出影片，保存類型為swf格式，如圖3所示。按上述方法做出來的動畫，心跳頻率約75次/分，心臟收縮時血管充血鼓脹，心臟舒張時血管彈性回縮，能夠很好的說明脈搏形成的原理。

4 零散知識的記憶

血管和血液部分的知識點較多，在教科書中分布零散，不利于學生的記憶。在學習新課的過程中，教師可指導學生列出留空的表格，學生在自學過程中依據表格（表1、表2）中的項目有目的閱讀、思考、討論和填寫，大大提高了教學效率。

在教學“血液循環的途徑”時，教師先讓學生觀看血液循環動畫，再引導學生分析血液循環示意圖，然后由學生口頭描述血液循環的大致過程，最后指導學生畫出血液循環流程圖。通過這種由形象思維到抽象思維的轉換學習，既培養學生歸納總結的能力，又加深了對知識的理解記憶。血液循環流程圖如圖4所示。

5 探究能力的培養

在血液循環部分，教材安排了兩個小實驗：用繃帶扎緊上臂和觀察小魚尾鰭血液流動。如果直接讓學生做實驗，就顯得唐突，他們不知道為什么要這樣做。教師可把學生的思緒帶到很久以前的17世紀初期，當時人們只知道心臟是連接各血管的樞紐，不知道血液在血管內是不是循環流動的（提出問題）。英國科學家哈維在計算血流量的基礎上認為血液在血管內是循環流動的，即一些血管將血液從心臟送到全身各處再通過另一些血管將血液送回心臟（作出假設），需要證明兩點：血液流通有兩個方向向心和離心，兩種血管在肢體末端是連通的（制定計劃）。怎么來幫哈維做一個簡單的驗證實驗呢？

教師先給學生展示一個演示實驗，將一個長條形氣球皮囊的封閉端剪開，在另一端持續吹氣，學生觀察到氣球一直保持圓柱狀；將氣球中間部位捏住繼續吹氣，學生觀察到氣流來向端開始鼓脹，另一端癟下去了。如果在上臂部位扎緊，觀察到類似的現象，是不是可以判斷血流的方向？

接著學生模擬哈維的實驗。教師提示學生：這個實驗還很粗糙簡略，哈維還解剖了動物，用鑷子直接夾住不同的血管觀察現象，充分證明了第一點（實施計劃、得出結論）。觀察小魚尾鰭血液流動實驗可以選用泥鰍，它的生命力強，不容易死亡。如果全班分組做實驗有困難或者效果不好，教師在課前讓興趣小組的學生做實驗，教師用手機或攝像機近距離對準顯微鏡的目鏡拍攝，上課的時候播放視頻。通過該實驗證明了第二點（實施計劃、得出結論）。