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运动前后呼吸变化规律及原因，通过回顾上一课呼吸器官知识，结合学生运动后“气喘吁吁”的体验，聚焦“不同状态下呼吸有何不同”，搭建从已知呼吸器官到探究呼吸变化的学习支架。 特色在于以探究实践为核心，通过测量运动前后呼吸次数、用呼吸器官模型模拟呼吸状态等活动，培养科学思维，结合气体成分对比资料推理论证呼吸加快的原因。学科特色是实验与模型结合，帮助学生理解抽象原理，提升科学观念，为教师提供清晰教学流程和实证资料支持。

《呼吸的变化》教学设计 1、 教材分析 本课是教科版四年级上册第二单元《呼吸与消化》的第3课。上一课《认识呼吸器官》中，学生已认识了鼻腔、气管、肺、膈肌等呼吸器官，理解了呼吸运动的基本原理。本课在此基础上，聚焦“人体在不同状态下，呼吸有什么不同”，通过“体验运动前后呼吸次数的变化”和“用呼吸器官模型模拟运动前后的呼吸状态”两个活动，探究呼吸速率随身体活动强度变化的规律及其原因。本课属于2022版课标“生命系统的构成层次”领域，核心概念为“人体运动时呼吸加快以满足身体对氧气的需求”。教材还通过气体成分对比资料，帮助学生理解呼吸加快的根本原因——剧烈运动时人体需要消耗更多氧气，呼吸加快能加速气体交换以促进更多的氧气进入血液。本课为后续“测量肺活量”“食物在身体里的旅行”等内容奠定基础。 2、 学情分析 四年级学生在上一课中已经认识了呼吸器官，了解了呼吸运动的原理，对“呼吸”有了比较系统的认识。学生都有运动后“上气不接下气”的经历，能直观感受到呼吸加快的现象，但不知道呼吸为什么会加快，更不了解气体交换的基本原理。学生对“呼吸加快的原因是身体需要更多氧气”难以理解，对吸入和呼出气体成分的差异缺乏认知。学生有体育课跑步的经验，对测量心率、呼吸次数等实验方法感兴趣，适合通过亲身体验和数据记录来探究呼吸变化的规律。 3、 学习目标 科学观念：通过测量和数据分析，知道运动后呼吸次数会加快；理解呼吸加快的原因——剧烈运动时人体需要更多氧气，呼吸加快能加速气体交换，使更多氧气进入血液；初步了解吸入和呼出气体成分的差异（吸入氧气多、呼出二氧化碳多）。 科学思维：能通过对比安静和运动后的呼吸次数数据，发现呼吸变化的规律；能基于气体成分对比资料，推理呼吸加快的原因；能运用“身体需求”与“生理反应”的因果关系解释呼吸变化。 探究实践：能正确测量并记录安静状态和运动后的每分钟呼吸次数；能用呼吸器官模型模拟不同状态下的呼吸强度；能分析实验数据，归纳运动对呼吸的影响。 态度责任：养成规律运动的习惯，认识到运动对呼吸系统的锻炼作用；树立科学锻炼的意识，知道运动强度要循序渐进；关注呼吸健康，不蒙头睡觉等。 四、教学重难点 重点：通过测量体验和数据分析，发现运动后呼吸加快的规律及其原因。 难点：理解呼吸加快的原因——剧烈运动时身体需要更多氧气，呼吸加快以促进更多氧气进入血液；理解气体成分对比表——人体吸入与呼出气体中氧气和二氧化碳比例的变化。 五、教学环节 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 一、聚焦：人体在不同状态下，呼吸有什么不同？（5分钟） 1. 回顾衔接：“上一课我们认识了呼吸器官，知道了空气是怎样进入我们身体的。我们剧烈运动后，通常会感觉到呼吸加快。” 2. 引发思考：“人体在不同状态下，呼吸有什么不同？” 3. 揭示课题：板书“呼吸的变化”。 回顾上节课呼吸器官和呼吸运动的知识；回忆体育课跑步后“气喘吁吁”的经历；围绕“运动后呼吸会怎样”自由发言；明确本课探究的核心问题。 从上一课自然过渡到本课；以学生熟悉的运动体验激发探究兴趣；聚焦核心问题，明确探究方向。 二、探索 活动一：体验运动前后呼吸次数的变化（12分钟） 1. 发布任务：“测量并记录安静状态下每分钟的呼吸次数作为比较的基础。测量并记录深蹲30次后每分钟呼吸的次数。” 2. 发放记录单：发放“运动前后呼吸次数的变化”记录单。 3. 指导测量方法： （1）安静状态下，静坐1分钟，测量并记录每分钟呼吸次数； （2）做30个深蹲（或原地踏步1分钟），完成后立即测量并记录每分钟呼吸次数。 4. 强调要点：“呼吸次数要自己数——一呼一吸算一次。测量时保持自然呼吸，不要刻意加快或减慢。” 5. 分组测量：学生分组进行测量——先测安静状态，再运动后测。 6. 数据汇总：各组汇报数据，教师在黑板汇总。 7. 引导分析：“运动前后的呼吸次数有什么变化？这说明了什么？” 8. 小结：“运动后呼吸加快——说明身体运动时需要更多的空气（氧气）。” 了解测量方法和注意事项；领取记录单；先测量安静状态每分钟呼吸次数并记录；做30个深蹲；运动后立即测量并记录每分钟呼吸次数；分析对比数据，发现“运动后呼吸加快”的规律。 通过亲身体验获取第一手数据；记录单培养规范记录的习惯；从数据中归纳规律，培养“用证据说话”的科学思维。 活动二：用呼吸器官模型模拟运动前后的呼吸状态（8分钟） 1. 发布任务：“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。” 2. 指导操作： （1）模拟安静状态——缓慢拉、推橡胶膜，观察气球缓慢充气和放气； （2）模拟运动状态——快速拉、推橡胶膜，观察气球快速充气和放气。 3. 引导观察：“快速拉动橡胶膜时，气球有什么变化？这说明了什么？”——快速呼吸时，空气进出肺的速度加快。 4. 建立联系：“运动后呼吸加快，膈肌运动加快，空气进出肺的速度加快，这样才能给身体提供更多氧气。” 观察呼吸器官模型，回忆各部分模拟的人体器官；分组操作模型，模拟安静状态和运动状态的呼吸；观察并描述不同状态下气球（肺）的变化——安静时缓慢充放气、运动时快速充放气；理解“呼吸加快→空气进出加快”的关系。 模型将抽象的“呼吸加快”转化为可视化的“气球快速充放”；帮助学生理解呼吸加快的生理表现。 活动三：呼吸加快的原因——气体交换（8分钟） 1. 过渡：“运动后呼吸会加快。为什么身体需要加快呼吸呢？” 2. 阅读资料：“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。气体交换主要在肺部进行。剧烈运动时，人体需要消耗更多的氧气，所以呼吸加快加深，使肺部气体交换速度加快以促进更多的氧气。” 3. 呈现图表：出示“正常状态下人体吸入、呼出气体成分的比较”图。 4. 引导分析：“吸入的气体和呼出的气体有什么不同？”——吸入的空气中氧气多（21%）、二氧化碳少（0.03%）；呼出的空气中氧气少（16%）、二氧化碳多（4%）。 5. 归纳结论：“身体利用了空气中的氧气，产生了二氧化碳。运动时身体需要更多氧气，所以呼吸加快。” 阅读气体交换资料；观察吸入呼出气体成分对比图；比较吸入和呼出气体中氧气和二氧化碳含量的变化；理解呼吸加快的原因——身体需要更多氧气。 资料阅读帮助学生理解“呼吸加快”背后的生理原因；气体成分对比图将抽象的气体交换可视化；为“呼吸健康”观念的形成提供科学依据。 三、研讨深化——规律理解，生活应用（5分钟） 1. 问题一：“如果剧烈运动后每分钟的呼吸次数保持不变会怎样？”引导学生理解——身体得不到足够的氧气，人会感到头晕、乏力。 2. 问题二：“什么状态下我们每分钟的呼吸次数会变少？”引导学生思考——睡眠时、安静休息时呼吸会变慢。 3. 问题三：“说一说蒙头睡觉会感觉气闷的原因。”引导学生运用呼吸知识解释——蒙头睡觉导致被窝内氧气减少、二氧化碳增多，呼吸不畅。 4. 总结提升：“呼吸次数的变化是身体根据需求自动调节的——运动时需要更多氧气，呼吸就加快；休息时需求减少，呼吸就变慢。呼吸系统是身体重要的‘供氧系统’。” 用所学知识回答研讨问题；用“身体需要氧气”解释“呼吸加快”的必要性；用“氧气减少、二氧化碳增多”解释“蒙头睡觉气闷”；形成“呼吸是身体主动适应需求的过程”的科学观念。 三个研讨问题从“如果不加快会怎样”到“什么状态会变慢”再到“生活现象解释”，层层深入；帮助学生将所学知识应用于解释生活现象。 四、拓展延伸——运动与脉搏（2分钟） 1. 发布任务：“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. 布置任务：课后测量自己运动前后的脉搏（心跳）次数，记录数据，思考“脉搏加快和呼吸加快有什么关系”，下节课交流分享。 了解拓展任务；课后测量运动前后脉搏次数；思考脉搏与呼吸的关系。 从呼吸变化延伸到脉搏变化，为后续“血液循环”学习做铺垫；培养持续观察和自主探究的习惯。 学科网（北京）股份有限公司 $