2.3《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《呼吸的变化》，承接呼吸器官、过程的前序知识，通过打篮球短视频导入，引导学生探究不同状态下呼吸次数变化，为后续肺活量学习搭建支架。 亮点在于以“实测运动前后呼吸次数+塑料瓶呼吸模型模拟”双实验落实探究实践，结合气体成分柱状图培养科学思维，用蒙头睡觉等生活案例深化科学观念，助学生理解“运动耗能-需氧-呼吸变化”逻辑，为教师提供可操作的生活化探究方案。

2.3《呼吸的变化》教学设计 一、教材分析 本课是人体呼吸单元第三课时，承接前两课认识呼吸器官、呼吸过程的基础，聚焦不同状态下呼吸次数变化这一核心现象。教材分为聚焦、探索、研讨、拓展四部分：先用运动打球场景抛出核心问题；通过实测运动前后呼吸次数、呼吸模型模拟两个探究活动，直观呈现呼吸变化；借助气体成分柱状图解释呼吸加快的原理；最后研讨生活问题、拓展脉搏与呼吸关联，将科学知识和运动、睡眠等生活场景结合，构建 “运动耗能→需更多氧气→呼吸加深加快” 的完整逻辑，落实人体生理健康相关科学概念，为后续学习肺活量、呼吸健康打下基础。 二、学情分析 四年级学生已有基础认知：知道跑步、打球后会喘气，能分清吸气、呼气，认识肺、鼻腔等呼吸器官。 认知短板：1. 不清楚呼吸快慢和身体耗氧的内在联系，只停留在 “运动后喘气” 表面感受；2. 不会规范测量、记录呼吸次数，实验数据收集容易出错；3. 难以理解吸入、呼出气体成分差异，抽象的气体交换过程需要模型辅助； 能力特点：动手测量、小组合作意愿强，喜欢生活化探究活动，适合通过实测、模型模拟、生活案例拆解知识点；生活经验丰富，能结合睡觉、跑步、蒙头睡觉等场景思考问题。 三、核心素养分析 科学观念 1. 人体安静、运动、睡眠等不同状态，每分钟呼吸次数不同；运动强度越大，呼吸次数越多。 2. 呼吸本质是肺部气体交换，运动时身体消耗氧气变多，呼吸会加快加深，获取更多氧气、排出二氧化碳。 3. 呼吸、脉搏变化都能反映身体供氧需求，运动后二者同步加快。 科学思维 1. 通过对比安静、运动后的呼吸数据，归纳运动与呼吸次数的变化规律，建立因果逻辑。 2. 结合气体成分图表、呼吸模型，推理呼吸加快是为了满足身体氧气消耗，能解释蒙头睡觉、剧烈运动喘气等生活现象。 探究实践 1. 能规范测量、记录安静、深蹲运动后每分钟呼吸次数，整理数据得出实验发现。 2. 使用塑料瓶呼吸模型模拟呼吸，观察 “肺” 扩张收缩幅度变化，直观感知运动时呼吸更深。 3. 小组合作完成实测、讨论、数据分析，能完整表述实验过程与结论。 态度责任 1. 体会呼吸和身体健康密切相关，懂得适度运动锻炼呼吸器官，养成健康运动习惯。 2. 规避蒙头睡觉等危害呼吸的不良生活习惯，建立爱护呼吸器官、关注身体变化的健康意识。 四、教学重点 1. 通过实验发现：运动后人体每分钟呼吸次数显著增多。 2. 理解运动时呼吸加快的原因：身体耗氧量提升，肺部需要加快气体交换。 五、教学难点 结合气体交换原理，解释生活中各类呼吸变化现象，建立 “身体耗能 — 氧气需求 — 呼吸变化” 的逻辑关系。 六、教具准备 教师：呼吸器官演示模型、吸入呼出气体成分对比 PPT、打篮球运动短视频、计时秒表、实验记录单、板书磁吸； 学生：秒表（每组 1 块）、呼吸简易模型、铅笔、记录单。 七、教学过程 （一）导入新课（配套视频：1 分钟青少年户外打篮球实拍短视频） 1. 教师活动：播放学生打篮球运动短视频，提问：视频里同学打完球之后，大家有没有类似体验？剧烈运动完身体哪里会有明显变化？板书课题《呼吸的变化》。 2. 学生活动：观看视频，自由发言，说出运动后气喘、呼吸变快、心跳加速等感受。 3. 设计意图：用贴近学生日常的运动场景激趣，直接引出本课研究主题，唤醒学生真实生活体验。 （二）讲授新课 （一）聚焦板块 1. 教师活动：出示教材打球插图，出示核心问题 “人体在不同状态下，呼吸有什么不同？” 引导学生猜想：安静坐着、跑步、睡觉三种状态，呼吸快慢一样吗？请学生大胆预测。 2. 学生活动：独立思考后举手猜想，多数学生猜测运动时呼吸更快，安静、睡觉时呼吸慢。 3. 设计意图：抛出驱动性问题，制造认知疑问，明确本节课探究目标，激发学生实验求证的欲望。 （二）探索板块 活动 1：实测运动前后每分钟呼吸次数 1. 教师活动：讲解测量规则：一吸一呼算一次呼吸，静坐安静 1 分钟测基础数据；原地深蹲 30 次后立刻再次测量，发放记录单，明确小组分工（计时员、计数员、记录员），巡视指导各组规范测量。 2. 学生活动：小组合作，依次测量安静、深蹲 30 次后的呼吸次数，填写记录单，对比两组数据，写下 “我的发现”。 3. 设计意图：定量实验获取真实数据，用数据直观证明运动能让呼吸次数增加，培养规范实验、数据记录的探究能力。 活动 2：呼吸模型模拟呼吸状态 1. 教师活动：出示塑料瓶呼吸模型，讲解瓶子代表胸腔、气球代表肺、橡胶膜代表膈肌；示范缓慢安静呼吸、急促深度呼吸两种操作，提问两种操作下气球膨胀幅度有什么区别。 2. 学生活动：分组操作模型，分别模拟安静、剧烈运动后的呼吸，观察气球收缩扩张幅度，对比发现运动时 “肺” 扩张更大、收缩更快。 3. 设计意图：用具象模型化解抽象生理过程，让学生看见 “运动时呼吸更深”，辅助理解肺部气体交换变化。 （三）研讨板块 1. 教师活动：出示吸入、呼出气体成分柱状图，讲解气体交换原理；依次抛出 3 个研讨问题，组织小组讨论，点名汇报后梳理标准答案。 研讨问题 1：剧烈运动后呼吸次数不变会怎样？ 研讨问题 2：什么状态下每分钟呼吸次数变少？ 研讨问题 3：蒙头睡觉会气闷的原因？ 2. 学生活动：观察图表，小组交流讨论三个问题，结合实验、气体知识完整表达观点。 3. 设计意图：依托实验数据、科学图表支撑推理，用研讨问题串联生活实例，突破本课教学难点，锻炼科学解释能力。 （四）拓展板块 1. 教师活动：出示把脉图片，讲解脉搏测量方法，布置拓展小任务：回家测量静坐、跳绳 1 分钟后的脉搏，对比脉搏变化，思考脉搏和呼吸变化的相同点。 2. 学生活动：学习把脉方式，记录课后拓展任务，简单预测运动后脉搏会变快。 3. 设计意图：打通呼吸与循环系统关联，延伸课堂探究到家庭实践，完善 “运动改变身体生理状态” 的认知。 （三）课堂练习 选择题（3 道） 1. 下列哪种状态下，人的呼吸次数最多（） A. 安静看书 B. 跑完步 C. 躺在床上睡觉 答案：B 2. 人体气体交换的主要场所是（） A. 鼻腔 B. 肺 C. 气管 答案：B 3. 剧烈运动后呼吸加快是因为身体需要更多（） A. 二氧化碳 B. 氧气 C. 氮气 答案：B 判断题（3 道） 1. 吸入和呼出气体里，氮气的含量没有变化。（√） 2. 睡觉休息时，我们的呼吸次数会比跑步时更多。（×） 3. 运动不仅会让呼吸加快，脉搏也会跟着变快。（√） 情境题 小明晚上蒙着被子睡觉，半夜觉得胸口发闷、喘不上气，请你用本课知识解释原因。 答案：被子捂住头部，空气不流通，被子内氧气不断被人体消耗，呼出的二氧化碳堆积，肺部无法吸入充足氧气，气体交换受阻，所以会感觉气闷。 （四）课堂小结（196 字，适配四年级） 今天我们一起探究了呼吸的变化，通过测量发现，安静时呼吸缓慢，做完深蹲运动后呼吸次数明显变多。借助呼吸模型，我们看到运动时肺部扩张收缩幅度更大。我们还知道，呼吸是在肺部完成气体交换，运动消耗大量氧气，呼吸加快才能吸入更多氧气、排出二氧化碳。睡觉时身体消耗能量少，呼吸会变慢；蒙头睡觉会缺少氧气，让人胸闷。最后我们了解到，运动后呼吸和脉搏都会同时加快。平时适度运动，能锻炼我们的呼吸器官，同时要避开蒙头睡觉这类伤害呼吸的坏习惯。 八、板书设计 3 呼吸的变化 1. 不同状态呼吸不同 安静：呼吸慢、次数少 运动：呼吸快、次数多 睡眠：呼吸最慢 2. 原理：运动耗氧多 → 肺部加快气体交换 吸入：氧气多 呼出：二氧化碳多 3. 拓展：运动后呼吸、脉搏同步加快 健康：适度运动，不蒙头睡觉 九、教学反思 成功之处 1. 探究活动贴合四年级学生动手特点，实测呼吸次数 + 模型模拟双层实验，抽象知识直观化，学生能自主通过数据得出运动加快呼吸的结论，课堂参与度高。 2. 素材贴近生活，打篮球、蒙头睡觉、测脉搏等案例，学生有生活体验，研讨环节发言积极，能自主用课堂知识解释生活现象，落实科学思维培养。 3. 分层练习设计清晰，选择、判断夯实基础，情境题拔高知识应用能力，当堂检测能快速掌握学生知识漏洞。 不足之处 1. 小组测量呼吸时，部分学生不会规范计数，容易数错呼吸次数，耽误课堂实验时间，前期测量规则讲解不够细致。 2. 气体成分柱状图涉及百分比，四年级学生对数值对比理解较慢，讲解原理时耗时偏长，拓展脉搏部分课堂讲解时间不足。 3. 小组研讨时少数学困生不敢发言，缺少分层引导提问，没能兼顾全体学生表达。 教学建议 1. 课前提前示范呼吸计数方法，课堂先集体练习 10 秒计数，再分组实验，减少数据测量误差。 2. 简化气体图表讲解，只重点对比氧气、二氧化碳变化，弱化氮气等次要气体数值，节省课堂时间，预留充足时间交流拓展脉搏任务。 3. 研讨问题设置分层小提问，先引导学困生说基础感受，再由优等生完整推理，鼓励每位学生参与发言；课后布置脉搏测量实践作业，下节课分享测量结果。 学科网（北京）股份有限公司 $