4.11《呼吸》（教学设计）-2025-2026学年科学四年级下册冀人版

四年级下册科学第四单元《爱护身体》 第11课《呼吸》教学设计 一、设计依据 本教学设计严格遵循《义务教育科学课程标准（2022年版）》的核心理念，聚焦“人体与健康生活”学习主题，以核心素养为导向，立足“面向全体学生、倡导探究实践、强化科学与生活联系”的原则，落实“认识呼吸系统的组成和功能，了解呼吸过程中气体的变化，学会简单的呼吸模型制作”的学段要求，引导学生通过体验活动、对比实验、模型制作等探究活动，构建科学概念，形成科学思维，树立爱护身体、健康生活的责任意识。 二、教材分析 本课是冀人版小学科学四年级下册《爱护身体》单元的第一课时，聚焦人体的呼吸过程展开探究。教材以“游泳憋气和潜水供氧”为切入点，通过“情境与问题”“探究与发现”“应用与拓展”三大板块，引导学生从“体验呼吸的胸廓变化”“探究吸入和呼出气体的不同”“认识呼吸器官”三个维度，逐步深入认识人体的呼吸过程，再延伸到肺呼吸模型的制作，符合学生从具象到抽象、从现象到本质的认知规律。 教材内容兼具基础性与实践性，既包含呼吸系统的组成和功能、呼吸过程中气体变化的核心科学知识，也设计了胸廓测量、气体对比实验、模型制作等多种探究活动，为学生提供了动手实践、合作交流的平台；同时通过游泳、潜水等生活场景，搭建起科学知识与日常生活、健康生活的桥梁，落实了科学态度与责任的培养目标。 三、学情分析 四年级学生已经知道人需要呼吸，也有过憋气的体验，对呼吸现象有初步的感性认知，但对呼吸的本质、呼吸器官的组成和功能、呼吸过程中气体的变化缺乏系统、科学的了解，对“为什么呼出的气体能让澄清石灰水变浑浊”等现象背后的原理认识不足。 该阶段学生已具备初步的观察、动手操作和小组合作能力，对实验探究类活动充满兴趣，但对实验现象的分析、归纳能力有待提升；同时，学生对呼吸与健康的联系有初步感知，但对“如何通过科学实验验证呼吸过程中气体的变化”缺乏方法和思路，需要通过具体的实验探究和模型制作，强化对呼吸过程的整体认识，体会科学与生活的密切联系。 四、教学目标 （一）科学观念目标 1. 知道人体每时每刻都在呼吸，了解呼吸时胸廓会发生扩大和缩小的变化。 2. 认识人体的主要呼吸器官，包括鼻、咽、喉、气管、支气管、肺，知道肺是最主要的呼吸器官，能吸收氧气、释放二氧化碳。 3. 了解吸入的空气和呼出的气体的不同，知道呼出的气体中氧气含量减少，二氧化碳含量增加，理解呼吸的本质是气体交换。 4. 知道氧气对人体生命活动的重要作用，了解呼吸与健康的关系，树立爱护呼吸器官的意识。 （二）科学思维目标 1. 能通过体验胸廓变化、气体对比实验，推理呼吸的过程和气体变化的原因，发展因果分析和逻辑推理能力。 2. 能基于实验现象，归纳呼吸的本质和呼吸器官的功能，构建“呼吸系统协同工作完成气体交换”的科学概念。 3. 能对比吸入和呼出气体的特点，分析其差异对人体的意义，发展比较、评价的思维能力。 4. 能结合生活实例，分析呼吸与健康的关系，发展联系、迁移的思维能力。 （三）探究实践目标 1. 能通过测量吸气和呼气时的胸围，观察并记录胸廓的变化，发展观察、测量和数据记录能力。 2. 能在教师指导下，小组合作完成澄清石灰水变浑浊、木条燃烧的对比实验，验证吸入和呼出气体的不同，发展实验操作和现象分析能力。 3. 能查阅资料了解呼吸器官的组成和功能，发展信息收集与整理能力。 4. 能利用塑料瓶、气球、橡胶皮膜制作肺呼吸模型，模拟呼吸过程，发展动手实践和模型建构能力。 （四）态度责任目标 1. 对呼吸过程的探究活动保持浓厚的好奇心和探究欲，养成严谨细致、实事求是的科学态度。 2. 乐于参与小组合作交流，愿意分享自己的实验发现和模型制作成果，倾听他人的观点，学会尊重和接纳不同的意见。 3. 认识到呼吸器官的重要性，增强对身体的爱护意识，养成健康的呼吸习惯，如不随地吐痰、保持空气清新等。 4. 体会科学与生活的密切联系，了解潜水、游泳等活动中呼吸的重要性，树立用科学知识指导健康生活的意识。 五、教学重难点 教学重点 1. 认识人体的呼吸器官及其功能，了解呼吸过程中胸廓的变化和气体的变化。 2. 理解呼吸的本质是气体交换，知道肺是主要的呼吸器官。 教学难点 1. 通过实验现象推理吸入和呼出气体的不同，理解呼吸过程中气体交换的原理。 2. 制作肺呼吸模型，模拟呼吸过程，理解胸廓变化与呼吸的关系。 六、教学准备 教师准备 1. 教学课件（含游泳憋气、潜水供氧的图片和视频，呼吸器官结构图，胸廓变化示意图，澄清石灰水变浑浊、木条燃烧实验视频，肺呼吸模型制作步骤示意图）。 2. 实验器材：软尺、澄清石灰水、烧杯、注射器、防回水管、广口瓶、木条、打火机、水槽、收集气体的装置、塑料瓶、气球、橡胶皮膜、透明胶带、剪刀。 3. 拓展材料：呼吸器官保护的资料、肺呼吸模型范例、呼吸健康小知识。 学生准备 课前查阅资料，了解人体的呼吸器官；预习课本相关内容，提出关于呼吸过程的疑问；分组准备实验辅助材料（如小剪刀、胶带等）。 七、教学过程 （一）情境导入，激发兴趣（5分钟） 师：同学们，上课！请坐。大家看屏幕上的这两张图片，左边是游泳的人在憋气，右边是潜水员带着供氧装置潜水。大家想一想，为什么我们不能长时间在水下憋气，潜水员下水时要带着供氧装置呢？ 生：因为我们需要呼吸，水里没有空气，我们没法呼吸！ 师：说得真好！我们每时每刻都在呼吸，呼吸对我们的生命活动非常重要。那呼吸有什么作用？我们身体里哪些器官参与了呼吸？今天这节课，我们就一起来探究《呼吸》的奥秘。（板书课题：呼吸） （二）探究活动一：体验呼吸——胸廓的变化（10分钟） 师：首先，我们来体验一下呼吸的过程。请大家站起来，跟着老师一起做：用力吸气，再用力呼气，感受一下自己的胸部有什么变化。 （学生跟着老师做吸气和呼气的动作，感受胸部的变化） 师：谁来说一说，你吸气和呼气的时候，胸部有什么变化？ 生：吸气的时候，胸部鼓起来了；呼气的时候，胸部瘪下去了！ 师：说得对！我们的胸部，也就是胸廓，在吸气的时候会扩大，呼气的时候会缩小。接下来，我们用软尺来测量一下吸气和呼气时的胸围，看看胸廓的变化有多大。大家以小组为单位，一个同学测量，一个同学吸气和呼气，记录下吸气时和呼气时的胸围，填在课本的表格里。 （学生分组测量胸围，教师巡视指导，提醒学生软尺要水平绕在胸部，测量时要自然吸气和呼气，不要故意鼓气或憋气） 师：时间到！谁来分享一下你的测量结果？你发现了什么？ 生：我吸气时的胸围是72厘米，呼气时是68厘米，吸气比呼气大了4厘米！ 师：说得真好！大家的测量结果都差不多，吸气时的胸围比呼气时的大，这说明胸廓在吸气时扩大，呼气时缩小。大家想一想，胸廓的变化和呼吸有什么关系？ 生：胸廓扩大的时候，空气就被吸进来了；胸廓缩小的时候，空气就被呼出去了！ 师：说得对！胸廓的扩大和缩小，帮助我们完成吸气和呼气的过程。 （三）探究活动二：探究吸入和呼出气体的不同（15分钟） 师：我们吸入的空气和呼出的气体，是一样的吗？大家猜一猜，它们有什么不同？ 生：呼出的气体里二氧化碳多，氧气少！ 师：大家的猜测对不对呢？我们来做两个实验验证一下。 实验一：澄清石灰水变浑浊实验 师：首先，我们来做澄清石灰水变浑浊的实验。大家看课本上的步骤：向两个烧杯中注入等量的澄清石灰水，用注射器向其中一个烧杯中打气，用防回水管向另一个烧杯中吹气，观察并记录澄清石灰水的变化。大家要注意，要用干净卫生的防回水管，严禁将水吸入口中！ （学生分组实验，教师巡视指导，提醒学生操作安全，观察石灰水的变化） 师：时间到！谁来说一说，你看到了什么现象？ 生：吹气的那个烧杯里的石灰水变浑浊了，打气的那个没有变化！ 师：说得真好！大家看课本上的资料，二氧化碳可以使澄清石灰水变浑浊。这说明什么？ 生：说明我们呼出的气体里有二氧化碳，比吸入的空气里的多！ 师：完全正确！吸入的空气里也有二氧化碳，但含量很少，而呼出的气体里二氧化碳含量增加了，所以能让澄清石灰水变浑浊。 实验二：木条燃烧实验 师：接下来，我们来做木条燃烧的实验。首先，用排水法收集一瓶空气和一瓶呼出的气体，然后分别向两个广口瓶中放入点燃的木条，观察木条的变化。大家要注意，点燃木条的时候要注意安全，不要烫伤自己。 （学生分组实验，教师巡视指导，提醒学生正确收集气体，安全操作） 师：谁来说一说，你看到了什么现象？ 生：放在空气里的木条还在燃烧，放在呼出气体里的木条很快就熄灭了！ 师：说得对！大家再看资料，氧气可以助燃。木条熄灭了，说明呼出的气体里氧气含量减少了，不足以让木条继续燃烧。 师：所以，通过这两个实验，我们可以得出结论：呼出的气体和空气相比，氧气含量减少，二氧化碳含量增加。人体通过呼吸，使空气中的氧气进入身体，同时排出人体产生的二氧化碳。氧气对人体的生命活动有着重要的作用。（板书：呼吸的本质：吸入氧气，排出二氧化碳） （四）探究活动三：认识呼吸器官（7分钟） 师：我们的呼吸过程，是由哪些器官完成的呢？大家看课本上的呼吸器官结构图，说一说人体的呼吸器官有哪些？ 生：鼻、咽、喉、气管、支气管、肺！ 师：说得对！我们来了解一下每个器官的作用：鼻可以过滤空气里的灰尘，温暖湿润空气；咽和喉是空气的通道；气管和支气管是空气进入肺的管道；肺是最主要的呼吸器官，能够吸收氧气，释放二氧化碳。大家再看，肺里有很多肺泡，这些肺泡就像小气球一样，帮助我们进行气体交换。 师：大家想一想，我们应该怎样保护我们的呼吸器官？ 生：不随地吐痰，保持空气清新，多开窗通风，不吸烟，多运动！ 师：说得真好！保护呼吸器官，才能让我们的呼吸更顺畅，身体更健康。 （五）应用与拓展：制作肺呼吸的模型（5分钟） 师：了解了呼吸器官和呼吸过程，我们可以制作一个肺呼吸的模型，模拟呼吸的过程。大家看课本上的制作方法：用2升塑料瓶、气球、橡胶皮膜、透明胶带制作。塑料瓶相当于胸廓，气球相当于肺，橡胶皮膜相当于膈肌。大家想一想，怎样利用它来模拟呼吸的过程？ 生：往下拉橡胶皮膜，塑料瓶里的气球就会鼓起来，相当于吸气；往上推橡胶皮膜，气球就会瘪下去，相当于呼气！ 师：说得对！大家课后可以和爸爸妈妈一起制作这个模型，然后拉一拉、推一推，看看是不是和我们的呼吸过程一样。制作的时候要注意安全，使用剪刀的时候不要伤到自己。 （六）全课小结（3分钟） 师：今天这节课，我们一起探究了呼吸的奥秘，大家都有哪些收获？谁来总结一下？ 生1：我知道了呼吸时胸廓会扩大和缩小，吸气时扩大，呼气时缩小！ 生2：我了解了吸入的空气和呼出的气体不一样，呼出的气体里氧气少、二氧化碳多！ 生3：我认识了人体的呼吸器官，有鼻、咽、喉、气管、支气管、肺，肺是主要的呼吸器官！ 生4：我知道了怎么制作肺呼吸模型，还知道了要保护我们的呼吸器官！ 师：大家的收获都特别多！呼吸是我们生命活动中非常重要的过程，我们的身体通过呼吸，获取氧气，排出二氧化碳，维持生命的正常运转。希望大家能爱护自己的呼吸器官，养成健康的生活习惯，让我们的呼吸更顺畅，身体更健康。 八、板书设计 呼吸 体验呼吸：胸廓的变化 吸气：胸廓扩大 → 吸入空气 呼气：胸廓缩小 → 呼出气体 吸入与呼出气体的不同 实验 现象 结论 澄清石灰水实验 吹气的石灰水变浑浊 呼出气体中CO₂含量增加 木条燃烧实验 呼出气体中木条熄灭 呼出气体中O₂含量减少 → 呼吸的本质：吸入氧气，排出二氧化碳 人体的呼吸器官 鼻 → 咽 → 喉 → 气管 → 支气管 → 肺（主要器官，气体交换） 拓展：肺呼吸模型 塑料瓶：胸廓 气球：肺 橡胶皮膜：膈肌 下拉皮膜 → 吸气（气球鼓起）；上推皮膜 → 呼气（气球瘪下） 保护呼吸器官 保持空气清新、不随地吐痰、多运动、远离有害气体 九、教学反思 本课以学生的体验和实验探究为核心，围绕“呼吸”这一主题，设计了胸廓测量、气体对比实验、呼吸器官认识、模型制作等多个环节，基本达成了预设的教学目标，学生的参与度较高，对呼吸的过程和本质有了清晰的认识。 亮点与成功之处： 1. 探究活动层层递进：从体验胸廓变化，到验证气体变化，再到认识呼吸器官，环节设计逻辑清晰，学生能逐步深入地理解呼吸的本质，构建完整的知识体系。 2. 注重学生主体地位：测量胸围、实验操作、模型制作等活动，让学生成为课堂的主角，既锻炼了动手实践和数据记录能力，也培养了对比分析和归纳总结能力。 3. 紧密联系生活实际：通过游泳、潜水等生活场景导入，让学生感受到呼吸与日常生活的密切关系，再通过保护呼吸器官的讨论，落实了态度责任目标。 不足与改进方向： 1. 部分学生对澄清石灰水变浑浊和木条燃烧的实验现象分析不够深入，后续可以增加动画演示，帮助学生理解气体变化的原理。 2. 肺呼吸模型制作环节只能简单介绍方法，学生无法亲自操作，动手实践的体验感不足。后续可以准备制作材料，让学生在课堂上尝试制作简易模型，或者布置家庭实践任务，让学生和家长一起制作。 3. 对呼吸器官的保护方法讲解不够全面，后续可以增加更多案例，如雾霾天气戴口罩、不吸烟等，帮助学生建立更全面的健康意识。 总的来说，本课较好地落实了新课标理念，以探究实践为载体，培养了学生的核心素养，但在细节处理和学生直观体验的引导上仍需改进，后续将继续优化教学设计，让科学课堂更具探究性、实践性和生活性。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $