中二科學|呼吸、血液循環與排泄 備課指引(導師用)|氣體交換、心臟、血管、腎臟
- 2026-11-13
學生多數知道「吸氧呼二氧化碳」,但講不出氧最後去了哪裡、為甚麼心臟要分四個腔。這堂用一條「由空氣到細胞再回空氣」的路線圖,把呼吸、循環、排泄三段串成同一個運輸故事。
本堂目標 學生能夠:(1) 講出呼吸系統的路徑(鼻→氣管→支氣管→肺泡),指出肺泡總表面積約 70 m²、壁只有一個細胞厚、外面佈滿微血管,所以氣體交換快;並講清呼吸(釋放能量的化學反應,發生在細胞)與呼吸動作(換氣)是兩件事,呼吸與燃燒相同點是都要氧、都產生二氧化碳與水、都放能,不同點是生物在常溫下經酶逐步釋放;(2) 講出心臟左右各一心房一心室、以心肌分隔,右心送血去肺、左心送血去全身,所以體循環與肺循環是兩個串聯迴路,成人靜息心跳約每分鐘 70 次(一日約 100,800 次),每次呼氣約 500 mL、每分鐘約 15 次即每分鐘換氣約 7.5 L;(3) 講出動脈(厚而有彈性、血遠離心臟、壓力高)、靜脈(薄、有瓣膜、血回流心臟)、微血管(一層細胞、交換物質)三類分別,並講出腎臟每日過濾約 180 L 液體而只排出約 1.5 L 尿,即約 99% 被回收,排泄是移除代謝廢物(二氧化碳、尿素),與排便(未消化食物渣)不同。
01 先備知識(開課前 3 分鐘快檢)
以下任何一項未過關,本堂就會卡住,先補該項:
| 技能 | 快檢題 | 過關標準 |
|---|---|---|
| 細胞與能量 | 細胞要能量來做甚麼?能量由哪種氣體參與的反應提供? | 答生長、運動、維持體溫;需要氧;答「吸氣就有能量」即要先補細胞呼吸 |
| 消化與吸收 | 養分在哪裡被吸收?吸收後去哪裡? | 答小腸,進入血液;唔記得「進入血液」即未連上循環 |
| 擴散的概念 | 滴一滴墨水在清水,為甚麼會散開? | 答由高濃度擴散到低濃度,這正是肺泡與微血管交換的原理 |
02 課堂流程(45 分鐘)
| 時間 | 環節 | 導師做什麼 | 學生做什麼 |
|---|---|---|---|
| 0-5 分鐘 | 懸念開場 | 問:跑完 400 m 為甚麼會喘?吸的氧最後去到哪裡? | 分組寫答案,待核 |
| 5-14 分鐘 | 氣體交換 | 講氣管到肺泡路徑,講 70 m²、單層壁、微血管三個條件 | 畫出氣管路徑並標三個交換條件 |
| 14-23 分鐘 | 心臟與雙循環 | 講四腔、左右分工,用箭頭畫體循環與肺循環 | 填寫循環圖的四個終點(肺、全身、右心、左心) |
| 23-31 分鐘 | 血管三類 | 比較動脈、靜脈、微血管的壁厚、壓力、瓣膜與功能 | 填三欄比較表 |
| 31-40 分鐘 | 腎臟與排泄 | 講 180 L 過濾、1.5 L 尿、約 99% 回收,分清排泄與排便 | 算出回收量 178.5 L 並講出原因 |
| 40-45 分鐘 | 離場檢查 | 收三題,即場判對/半對/錯 | 交三題,每題附一句理由 |
03 講解腳本(照著說就可以)
第一幕:第一幕:由空氣到肺泡,再到細胞
先在板上寫出路徑:鼻(加溫、加濕、過濾)→ 咽、喉 → 氣管 → 支氣管 → 細支氣管 → 肺泡。學生通常背得出,但要問「為甚麼氣體交換發生在肺泡而不是氣管」。答案有三個條件:表面積大(成人肺泡總面積約 70 m²,接近一個羽毛球場)、壁薄(只一個細胞厚,氣體擴散距離短)、濕潤且佈滿微血管(保持濃度差)。跟住要分清兩個「呼吸」:呼吸動作是肋骨與橫膈膜令胸腔變大、空氣入肺的機械過程;細胞呼吸是葡萄糖與氧在細胞內釋放能量的化學反應,產生二氧化碳與水。人吸氣不是為了「令肺有空氣」,而是為了讓細胞拿到氧。與燃燒比較:兩者都要氧、都產生二氧化碳與水、都放能;分別是細胞呼吸在常溫下由酶逐步進行,能量分批存入細胞可用形式,而不是一把火燒光。
學生複述:肺泡三大條件(面積、薄壁、微血管);呼吸動作 ≠ 細胞呼吸。
第二幕:第二幕:心臟四腔與兩個循環
心臟左右各有心房與心室,中間由心肌分隔,所以左邊的含氧血與右邊的缺氧血不會混。路線是:右心房收全身回流的缺氧血 → 右心室 → 肺動脈 → 肺(換氣)→ 肺靜脈 → 左心房 → 左心室 → 主動脈 → 全身 → 靜脈 → 右心房。要注意兩點:肺動脈運的是缺氧血、肺靜脈運的是含氧血,與「動脈一定含氧」的直覺相反,判別標準是「離開還是回到心臟」,不是含氧量。第二點是左心室壁最厚,因為它要把血推到全身,阻力最大。用數字建立感覺:靜息心跳每分鐘約 70 次,一日 1,440 分鐘即約 100,800 次;每次呼氣約 500 mL,每分鐘約 15 次,即每分鐘換氣約 7.5 L。學生可以用呢兩個數字自己講出「運動時兩者一齊升」。
學生複述:右心去肺、左心去全身;動脈/靜脈看方向不看含氧。
第三幕:第三幕:血管與腎臟——送貨與清垃圾
血管三類要講功能而不是只講名:動脈壁厚而有彈性,承受心臟打出嚟的高壓;靜脈壁薄、內有瓣膜,靠肌肉擠壓與瓣膜防止血倒流;微血管只有一層細胞厚,是唯一可以和細胞交換物質的地方。跟住講排泄:細胞呼吸產生二氧化碳与水,蛋白質分解產生尿素,這些都要帶走。腎臟每分鐘過濾約 125 mL 血漿,一日 1,440 分鐘即約 180 L,但每日只排出約 1.5 L 尿,即約 99% 的水與有用物質被回收(180 − 1.5 = 178.5 L)。呢個比例係全章最有力的數字:腎臟不是「做尿的器官」,而是「選擇性回收的器官」。最後分清排泄與排便:排泄移除的是代謝廢物(二氧化碳由肺、尿素由腎、部分水與鹽由汗),排便排的是未消化的食物渣,不叫排泄。
學生複述:三類血管各有功能;180 L 過濾、1.5 L 尿、99% 回收;排泄 ≠ 排便。
04 必教題型與步驟
| 題型 | 例子 | 步驟 | 答案 |
|---|---|---|---|
| 路徑與排序 | 把氧由空氣送到小腿肌肉細胞的路徑排出順序。 | (1) 由鼻開始 (2) 氣管、支氣管、肺泡 (3) 擴散入微血管 (4) 肺靜脈、左心、主動脈、動脈、微血管 (5) 到細胞 | 鼻→氣管→支氣管→肺泡→肺微血管→肺靜脈→左心房→左心室→主動脈→腿部動脈→肌肉微血管→細胞。 |
| 比較題 | 比較動脈、靜脈、微血管的壁厚、壓力、瓣膜與功能。 | (1) 三欄或三行 (2) 每格寫一個特徵 (3) 補一句「為何有這個特徵」 | 動脈厚、高壓、無瓣膜、送血離心;靜脈薄、低壓、有瓣膜、送回心;微血管一層細胞、極低壓、無瓣膜、交換物質。 |
| 數據計算 | 腎臟每分鐘過濾 125 mL,求每日過濾量與回收比例(每日排尿 1.5 L)。 | (1) 125 × 60 × 24 = 180,000 mL (2) 換成 180 L (3) 180 − 1.5 = 178.5 L (4) 178.5 ÷ 180 ≈ 99% | 每日 180 L,回收約 178.5 L,即約 99%。 |
| 解釋題 | 為甚麼左心室壁比右心室厚? | (1) 比較兩個目的地距離與阻力 (2) 左心室去全身、右心室只去肺 (3) 需要更大壓力 (4) 結論:肌肉較厚 | 因為左心室要把血推送全身,阻力與距離都大,需要較高壓;右心室只送到肺,路程短。 |
合理性檢查(一定要教):合理性檢查:肺泡面積約 70 m²,答「70 cm²」即單位錯;心跳 70 × 60 × 24 = 100,800 次,答「一萬次」即漏乘;換氣 500 × 15 = 7,500 mL = 7.5 L,答「75 L」即小數位錯;125 × 60 × 24 = 180,000 mL = 180 L,答「18 L」即少一個零;180 − 1.5 = 178.5 L,回收比例 178.5 ÷ 180 ≈ 99%,答「50%」即概念錯;肺動脈運缺氧血,答「動脈一定含氧」即錯;排便不是排泄。
05 獨立練習三題
| 題目 | 答案 | 想觀察什麼 |
|---|---|---|
| 每次呼氣 500 mL、每分鐘呼吸 15 次,每分鐘換氣量是多少 L? | 500 × 15 = 7,500 mL = 7.5 L。 | 有否由 mL 轉 L;有否漏乘次數 |
| 心臟每分鐘跳 70 次,一日跳多少次? | 70 × 60 × 24 = 100,800 次。 | 有否乘 24 小時;有否把 60 分鐘當 100 |
| 腎臟每日過濾 180 L,排尿 1.5 L,回收多少 L?約多少 %? | 180 − 1.5 = 178.5 L,約 99%。 | 有否用 1.5 ÷ 180 算錯方向 |
06 學生常見錯誤與糾正句
| 錯誤 | 學生通常這樣寫 | 導師這樣說 |
|---|---|---|
| 把呼吸動作當成細胞呼吸 | 「吸氣就係呼吸作用,吸咗氧就有能量。」 | 講:「吸氣只係把氧送入肺,係換氣;真正放能量係細胞入面嘅呼吸作用,氧要經血液送到細胞先有用。跑步腳痛唔係因為肺唔夠氣,係肌肉細胞唔夠氧。」 |
| 以為動脈一定含氧 | 「動脈入面一定係含氧血。」 | 講:「肺動脈運缺氧血去肺,肺靜脈運含氧血返心。分辨動脈靜脈係睇『離開定返到心臟』,唔係睇含氧量。」 |
| 把排泄與排便混淆 | 「去廁所大便就係排泄。」 | 講:「排泄係移除細胞代謝廢物——二氧化碳、尿素、多餘的水同鹽;大便係未消化嘅食物渣,唔算排泄。」 |
| 心臟左右講反 | 「右邊心臟把血送去全身。」 | 講:「右心去肺、左心去全身。你摸到跳得最用力嘅左胸,就係左心室推血去全身。」 |
07 家課建議(直接指到練習卷題號)
08 離場檢查(最後 5 分鐘)
| 題目 | 答案 | 判定 |
|---|---|---|
| 肺泡有哪三個條件令氣體交換快? | 表面積大(約 70 m²)、壁薄(一個細胞)、濕潤並佈滿微血管。 | 少於三個即重講第一幕 |
| 肺動脈運的是含氧還是缺氧血? | 缺氧血,由右心室運去肺。 | 答含氧即未清「看方向不看含氧」 |
| 腎臟每日過濾 180 L,為何只排 1.5 L 尿? | 約 99% 的水與有用物質被回收,178.5 L 回到血液。 | 答「因為腎臟過濾得慢」即概念錯 |
09 導師常問
這章適合哪一年?
中二。中三生物講人體系統與協調時會展開,中四生物再講腎元的結構與滲透調節。
45 分鐘夠講三段嗎?
夠。每幕 9 至 10 分鐘;只做一條換氣量與一條回收比例計算,循環圖用填空而非全畫。
有無跨科連結?
有。化學科的燃燒與氧化、體育科的有氧運動、數學科的百分比與單位換算都可以即場接上。
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