3 呼吸的变化 教学设计-2026-2027学年科学四年级上册教科版

该小学科学教学设计聚焦“呼吸频率随运动状态变化”核心知识点，通过提问“剧烈运动后呼吸加快的原因”激活学生经验，承接第2课呼吸器官认识，为第4课肺活量测量搭建学习支架，引导理解呼吸加快与需氧量的关系。 资料以探究实践和科学思维为特色，通过测量安静与运动后呼吸次数、用呼吸器官模型模拟、分析气体成分数据，培养学生数据记录与推理能力，跨学科融合数学与体育，提供完整活动记录单与评价表，助力学生形成科学观念，方便教师高效教学。

第3课 呼吸的变化 教科版四年级科学上册 第二单元《呼吸与消化》 一、课程标准依据 本课属于《义务教育科学课程标准（2022年版）》中“生命系统的构成层次”领域，核心概念为“呼吸频率随运动状态变化”。通过测量运动前后每分钟呼吸次数的变化，分析数据，理解呼吸加快与人体需氧量之间的关系。 二、单元分析 本课是单元第3课，承接第2课对呼吸器官的认识。学生已了解呼吸的基本机制，本课进一步探究呼吸在不同状态下的变化。通过测量运动前后呼吸次数、分析吸入与呼出气体成分的差异，理解呼吸加快的原因。这为第4课“测量肺活量”提供了科学依据。 三、教学目标 （一）科学观念 1. 知道人体在不同状态下呼吸次数会发生变化，运动后呼吸会加快。 2. 理解人的呼吸实际上是在进行气体交换——使空气中的氧气进入血液，同时排出二氧化碳。 3. 知道剧烈运动时人体需要消耗更多氧气，所以呼吸加快加深。 （二）科学思维 1. 能设计简单的对比实验，比较安静状态和运动后呼吸次数的差异。 2. 能根据吸入和呼出气体成分的数据，分析两者之间的差异。 3. 能推理呼吸变化与人体的需氧量之间的关系。 （三）探究实践 1. 能准确测量和记录安静状态下和深蹲30次后每分钟的呼吸次数。 2. 能用表格整理实验数据，并用柱状图等方式进行可视化。 3. 能用呼吸器官模型模拟运动前后的呼吸状态。 4. 能阅读气体成分比较资料，提取关键信息。 （四）态度责任 1. 对身体在不同状态下呼吸次数的变化产生探究兴趣。 2. 愿意通过测量和记录获取数据，依据数据得出结论。 3. 初步认识到运动对呼吸系统的促进作用。 【教学重点】通过测量运动前后每分钟呼吸次数的变化，理解呼吸加快与人体需氧量增加的关系。 【教学难点】理解“呼吸实际上是在进行气体交换”这一抽象概念，以及吸入和呼出气体成分的差异。 四、课前准备 （一）学生准备 1. 秒表或计时器每组1个 2. 记录单每人1份 3. 彩笔每人1支 4. 呼吸器官模型每组1套 （二）教师准备 1. 计时器1个 2. 班级记录单（黑板用） 3. 吸入和呼出气体成分比较图（黑板用或PPT） 4. 呼吸器官模型1套（演示用） 五、教学过程（40分钟） 环节一：聚焦问题（5分钟） 【教师活动】 1. 引导回顾：“我们剧烈运动后，通常会感觉到呼吸加快。这是为什么？” 2. 提问：“人体在不同状态下，呼吸有什么不同？” 3. 板书课题：呼吸的变化。 【学生活动】 1. 观察情境，思考并讨论问题。 2. 提出自己的猜测和假设。 3. 产生探究兴趣。 【设计意图】通过情境激趣，激活学生已有经验，引出核心问题，激发探究欲望。 环节二：探索实验（18分钟） 【教师活动】 1. 讲解测量方法：一呼一吸算一次呼吸，测量并记录安静状态下每分钟的呼吸次数。 2. 组织学生做深蹲30次，然后马上测量并记录运动后每分钟的呼吸次数。 3. 用呼吸器官模型模拟运动前后的呼吸状态，观察“肺”的工作状态。 4. 出示气体成分比较资料，引导学生分析吸入和呼出气体中氧气和二氧化碳的差异。 5. 巡视指导，提醒学生准确计时和计数。 【学生活动】 1. 安静状态下测量并记录每分钟的呼吸次数。 2. 深蹲30次后立即测量并记录每分钟的呼吸次数。 3. 用呼吸器官模型模拟运动前后的呼吸状态。 4. 观察气体成分比较图，记录关键数据。 5. 小组内交流发现。 【设计意图】通过层层递进的探究活动，让学生从多个角度收集证据，发展科学探究能力。 环节三：研讨交流（10分钟） 【教师活动】 1. 组织学生汇总实验数据，比较安静状态和运动后的呼吸次数。 2. 提问引导：“运动后呼吸次数有什么变化？为什么？” 3. 追问：“如果剧烈运动后每分钟的呼吸次数保持不变会怎样？”“什么状态下我们每分钟的呼吸次数会变少？” 4. 引导学生阅读气体成分资料，理解：运动需要更多氧气，所以呼吸加快。 5. 讨论“蒙头睡觉会感觉气闷”的原因。 【学生活动】 1. 各小组汇报探究发现。 2. 参与班级研讨，补充观点。 3. 根据证据得出结论。 【设计意图】通过研讨环节，将分散的探究发现整合起来，引导学生从证据走向结论，发展归纳推理能力。 环节四：拓展应用（5分钟） 【教师活动】 1. 出示拓展任务：运动后呼吸会加快，脉搏也会变化。测量运动前后的脉搏，说一说运动后脉搏有什么变化。 2. 引导学生思考呼吸加快和脉搏加快之间的关系。 3. 鼓励学生课后继续探究。 【学生活动】 1. 尝试完成拓展任务。 2. 联系生活，举例说明。 【设计意图】将本课知识延伸到新的情境，激发学生持续探究的兴趣，为后续学习奠定基础。 环节五：课堂小结（2分钟） 【教师活动】 1. 回顾本课核心问题：为什么运动后呼吸会加快？ 2. 总结：运动消耗更多氧气→呼吸加快加深→提供更多氧气。呼吸变化是人体自我调节的结果。 3. 布置课后任务：测量不同运动后呼吸次数的变化，并与同伴交流。 【学生活动】 1. 回顾探究过程，总结发现。 2. 明确课后探究任务。 【设计意图】帮助学生梳理知识要点，巩固本课核心概念。 六、板书设计 七、教学反思 1. 学生是否能准确测量和记录呼吸次数？ 2. 学生是否理解运动后呼吸加快的原因？ 3. 气体成分比较资料是否有助于学生理解呼吸的本质？ 4. 学生是否能将呼吸变化与人体需氧量联系起来？ 5. 拓展环节的脉搏测量是否激发了学生的持续探究兴趣？ 6. 本课与第4课“测量肺活量”的衔接是否顺畅？ 八、跨学科融合设计说明 （一）关联的数学学科：通过测量呼吸次数，练习数据记录、比较和分析；用柱状图展示数据。 （二）关联的体育学科：结合运动体验，理解运动对呼吸系统的影响。 （三）关联的语文学科：用准确的数字和语言描述呼吸变化。 （四）关联的健康教育：了解运动对呼吸健康的促进作用。 九、学生疑难解答（附常见问题的应对策略） 疑难问题 解答策略 学生认为“运动后呼吸加快是因为累了”。 引导思考：运动时肌肉需要更多能量，能量来自氧气和营养物质的反应。呼吸加快是为了吸入更多氧气，满足身体的需要。 学生数错呼吸次数，特别是运动后呼吸急促时。 指导正确的计数方法：可以两人一组，一人测量，一人用秒表计时并计数。运动后可以休息10秒再计数，数据会更准确。 学生不理解“吸入和呼出气体成分”的数据。 用简单比喻：吸入的气体像“新鲜的氧气”，呼出的气体像“用过的废气”。对比发现：呼出的气体中氧气变少了（被身体用了），二氧化碳变多了（身体产生的废物）。 十、附件 附件一：第3课 呼吸的变化 · 活动记录单 一、测量运动前后呼吸次数的变化 日期：__________ 小组：__________ 我的发现：运动后每分钟呼吸次数________（增加/减少/不变）。 二、吸入和呼出气体成分比较 我的发现：呼出气中氧气________了，二氧化碳________了。 三、我的结论 运动后呼吸加快的原因是：________________________。 状态 第1次 第2次 第3次 平均 安静状态 深蹲30次后 气体种类 吸入的气体 呼出的气体 氮气 78% 78% 氧气 21% 16% 二氧化碳 0.03% 4% 附件二：班级记录单（黑板用） 运动前后呼吸次数的变化 日期：__________ 结论：运动后呼吸________（加快/减慢），因为________。 姓名 安静状态（次/分） 深蹲30次后（次/分） 变化 附件三：学习评价表 评价内容 自评 师评 我能准确测量呼吸次数 ☆☆☆ ☆☆☆ 我能解释运动后呼吸加快的原因 ☆☆☆ ☆☆☆ 我能阅读和分析气体成分数据 ☆☆☆ ☆☆☆ 我能与同学合作完成测量 ☆☆☆ ☆☆☆ 我对呼吸变化有了新认识 ☆☆☆ ☆☆☆ 附件四：学习评价表 评价内容 合格 良好 优秀 能准确描述实验现象 能说出 能详细描述 能描述并解释 能运用证据进行推理 能简单推理 能合理推理 能完整推理 能与同伴合作交流 能参与 能主动交流 能积极合作 对本课知识点掌握程度 基本了解 理解并能应用 深入理解并能迁移 学科网（北京）股份有限公司 $