淺談鳥類雙重呼吸模型的制作

陳淼丹

摘要：人教版生物學八年級上冊中，雙重呼吸是鳥類的重要特征。但在教材中，對于雙重呼吸僅有一小段文字說明，對于部分學生來說，理解比較困難。為了實現動態(tài)演示，筆者利用Y型閥門三通管、氣球等材料制作出“鳥類雙重呼吸的動態(tài)模型”。該模型能直觀地演示鳥類雙重呼吸的過程，讓學生直接感受到鳥類雙重呼吸的特點，從而促進學生對該知識的立體理解和建構。

關鍵詞：鳥類;雙重呼吸;模型

一 、設計背景與思路

鳥類的雙重呼吸的概念是人教版生物學八年級上冊中的一個重要概念。雙重呼吸是鳥類的一個重要特征，也是初中生物中的?？键c。但，關于該知識點，在教材中僅有一小段文字的說明。而，雙重呼吸是一個動態(tài)過程。筆者在教學過程中發(fā)現，對于中等偏下的學生，他無法將該文本轉化為動態(tài)過程進行理解。對于此類學生來說，該知識點理解困難，體驗感弱。為了解決該問題，筆者對各大購物平臺進行搜索，發(fā)現市面上并沒有關于鳥類雙重呼吸的動態(tài)模型。因此，筆者決定自己動手制作，解決部分學生的知識盲區(qū)，實現真正的因材施教！

關于呼吸模型，筆者首先就會想到人體的胸廓模型，是否可以模仿制作呢？類比人體的胸廓模型，我們可以用氣球來模擬氣囊和肺，但兩個氣球之間的連接成為第一個難題。其次，鳥類與哺乳動物不同，鳥類并沒有膈，所以無法利用封閉的玻璃鐘罩和膈的運動實現呼吸的動態(tài)過程。所以，鳥類雙重呼吸模型的動態(tài)過程該如何呈現，成為該模型制作的第二個難題。再者，鳥類在呼吸過程中，氣囊鼓起的程度遠大于肺鼓起的程度。所以，模擬肺和氣囊的氣球，在動態(tài)演示時，脹氣量應該有所區(qū)別。那如何讓兩個氣球膨脹的大小不同呢？這成為第三個難題。

針對第一個問題，筆者曾嘗試將兩個氣球直接用膠水相連的方法，但此方法無法讓第二個氣球鼓起。兩個氣球中間必須形成一條固體的通道，才能實現兩個氣球都通氣。最后，筆者用空調軟管連接兩個氣球。針對第二個問題，筆者在各種五金店搜羅到各種三通管道，煤氣三通管管道較小，為金屬質地，氣球與其連接，很難固定，氣密性問題無法解決。其次，不帶閥門的三通管無法演示動態(tài)過程。最后，筆者選用了Y型帶閥門的水管三通管。針對第三個問題，筆者會在后續(xù)的模型使用中進行說明。

二 、模型的裝置圖及制作原理

（一） 模型裝置圖

（二） 模型的制作原理

鳥類的雙重呼吸是指鳥類吸氣時，吸進的空氣一部分在肺內進行氣體交換，一部分直接進入氣囊儲存;呼氣時，氣囊內的氣體又返回肺內進行氣體交換。這樣，鳥類呼吸一次，進行兩次氣體交換，提高效率。本教具用帶閥門的Y型水管三通管模擬鳥類的氣管，閥門的存在可以實現分步動態(tài)演示。在鳥的體內，肺富含毛細血管，呈現紅色;氣囊沒有毛細血管，呈現白色。因此，筆者利用紅色氣球模擬鳥類的肺，白色氣球模擬鳥類的氣囊。

三 、模型的制作材料及方法

（一） 制作材料

紅色氣球、白色氣球、帶閥門的Y型水管三通管、環(huán)形紋塑料管（空調管）、502膠水、打氣筒

（二） 制作方法

1、準備紅色氣球，截取環(huán)形紋塑料管（空調管）一段。在紅色氣球的底部剪個小孔，將環(huán)形塑料管的一端塞進孔中，用膠水固定。

2、將白色氣球的口與透明塑料管的另一端相連，用膠水固定。這就是肺與氣囊的模型。重復以上步驟，再做一個，作為左右肺與氣囊的模型。

3、將兩個肺與氣囊的模型的紅色氣球的口安裝在Y型水管三通管上，形成完整的雙重呼吸模型。具體過程見圖3.2.1。

四 、模型的使用方法

首先，先固定紅色氣球的膨脹程度。打開三通管的閥門，用打氣筒向模型打氣。在前幾次使用時，需要另一個人用手掌固定住紅色氣球撐開的幅度，讓更多的氣體進入白色氣球，并關閉閥門。重復3-5次后，紅色氣球的膨脹程度就能固定，以此解決紅色氣球與白色氣球充氣程度的不同，也是前文說到的第三個難題。

當紅色氣球的膨脹程度固定后，就能進入正常的教學使用了。使用前，打開三通管的閥門，用打氣筒向模型打氣，使白色氣球（即氣囊）鼓起來，并關閉閥門。如右圖所示，模擬鳥雙重呼吸的吸氣過程。即吸氣時，一部分氣體在肺（紅色氣球）中進行氣體交換，一部分進入氣囊（白色氣囊）中儲存。此時，教師可以利用此模型的靜止狀態(tài)向學生進行知識講解。

接著，稍微松開閥門，讓白色氣球（即氣囊）中的氣體經過紅色氣球（即肺），模擬在肺中進行氣體交換，并從三通管（即氣管）中逸出，此過程模擬的是鳥類雙重呼吸的呼氣過程。

五 、模型的創(chuàng)新點

第一，模型突破零教具的束縛，構思巧妙，轉抽象文本體驗為具體實踐操作。第二，模型材料易得，制作簡單，造價低廉，性能穩(wěn)定，實用性強，便于量產。第三，模型直觀演示雙重呼吸的動態(tài)過程，學生可以形成直觀的立體印象，有助于學生理解雙重呼吸的概念。第四，動態(tài)模型的使用能激發(fā)學生探索欲望，有利于學生參與課堂。

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