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气体交换过程及运动对呼吸的影响，通过“呼吸操”让学生测量平静状态呼吸次数，结合运动后呼吸变化的生活经验引出课题，衔接呼吸器官知识，为后续探究搭建学习支架。 以探究实践为主线，通过规范测量不同状态呼吸次数、用模型模拟呼吸变化、分析气体成分资料，培养科学思维与严谨态度，帮助学生建立呼吸本质的科学观念，提升教师教学效率，促进知识与生活联系。

《呼吸的变化》教学设计 【教材简析】 《呼吸的变化》是在学生认识了呼吸器官的基础上，继续探究呼吸前后气体的变化，认识人的呼吸实际上是在进行气体交换。通过对不同活动状态下呼吸次数的统计并分析变化，理解呼吸功能与身体健康的关系，为下一节课测量肺活量打下基础。本课对应课程标准 3 ~ 4 年级学习内容为“5.5 人体由多个系统组成 ”中的第六点“描述人体用于呼吸的器官，列举保护这些器官的方法 ”。 小情境配图表达“剧烈运动之后，我们通常会感受到呼吸次数加快了 ”，聚焦问题“人在不同状态下，呼吸会发生什么变化？ ”。探索板块第一个活动主要是学生通过统计、分析不同状态下的每分钟呼吸次数，发现运动后人的呼吸会加快，用可靠的数据来说明人体运动量越大，呼吸频率越高。第二个活动主要是用呼吸器官模型演示运动后的呼吸状态，观察肺的状态，发现运动后呼吸加快，气体交换的速度加快，帮助学生初步建立呼吸加快是为了获取更多空气的认识。第三个活动主要通过阅读，了解呼吸前后的气体变化，从而理解呼吸的本质是气体交换，运动后呼吸加快是为了吸收更多的氧气。在研讨板块，反向思考如果剧烈运动后每分钟呼吸次数不变会怎样，并迁移应用到“蒙头睡觉会觉得闷的原因 ”中。拓展板块，让学生通过测量脉搏初步了解伴随着呼吸次数的改变，心跳也会随着改变，明白人体的器官通过协同作用共同完成各项生命活动。 【学生分析】 学生在平时锻炼的过程中，已经有了这样的经验：剧烈运动后呼吸会变得急促。甚至有的学生已经知道了“运动量越大，呼吸会越急促 ”这个规律。但是，对“吸进来的与呼出去的气体是什么？ ”及“为什么呼吸会加快？ ”的认识是模糊的，甚至是错误的。大部分学生认为吸进来的只有氧气，呼出去的就是二氧化碳，且正确地测量呼吸次数对于学生来说也是有一定难度的。本课要让学生建立正确认识，理解呼吸变化的原因。 【教学目标】 科学观念目标 知道呼吸的过程是气体交换的过程，肺是身体气体交换的中转站，呼吸时氧气进入血液，同时排出二氧化碳。 知道人体运动量越大，消耗的氧气越多，就越需要加快呼吸，以吸入更多的氧气。 科学思维目标 在测量、模型操作、阅读资料等活动中，运用记录、阅读、分析、推理等方法总结人体呼吸变化的原因。 探究实践目标 通过测量不同状态下的呼吸次数，运用呼吸器官模型观察呼吸加快后肺的变化，并阅读相关资料，理解呼吸变化的意义。 态度责任目标 能够耐心、细致地完成测量活动；具备严谨、细致的实验习惯和态度；在测量过程中，能积极大胆地阐述自己的发现，乐于与他人合作。 【教学重难点】 重点：通过体验、资料阅读，了解呼吸的过程是气体交换的过程，使氧气进入血液，同时排出二氧化碳，肺是气体交换的中转站。 难点：通过测量活动、阅读资料，总结人体呼吸变化的原因，并通过观察呼吸器官模型，感受呼吸变化的意义。 【教学准备】 学生：计时器、学习记录单、呼吸器官模型、阅读资料。 教师：单元班级问题墙、呼吸的变化班级记录单、教学课件。 【教学过程】 一、聚焦 1.课前体验活动：在轻音乐中，做“呼吸操 ”，让自己平静下来，并进入上课状态，并数出自己的呼吸次数。 （注意提醒学生不要刻意控制呼吸，为后续比较呼吸次数做准备。） 2.提问：我们在不同的状态下，呼吸会发生什么变化？ 预设：运动、紧张等情况下呼吸会加快；睡觉、听音乐放松的状态下呼吸会放慢。 3.揭题课题：《呼吸的变化》（板书）。 设计意图：本课设计旨在帮助学生从自身感受出发，逐步建立对呼吸变化的科学认知。首先，通过“呼吸操 ”与轻音乐让学生静心并数出自然状态下的呼吸次数，强调不刻意控制，为后续比较提供真实依据；随后引导学生结合生活经验讨论运动、紧张、睡眠等不同状态下呼吸次数的变化，自然引出课题《呼吸的变化》。 二、探索 探索 1 ：测量不同状态下的呼吸次数 （一）测量安静时的呼吸次数 1.分享课前平静状态下的呼吸次数。 预设：20~30 次每分钟。有个别学生呼吸次数更多或者更少。 2.规范呼吸次数的测量 （1）明确一呼一吸算一次呼吸。 （2）请呼吸次数最多和最少的两个学生上台，展示呼吸的过程。 （3）请两名学生帮忙，一名帮助数呼吸次数，另一名观察呼吸的细节。 （4）约定呼吸测量的规则： 自然呼吸，不能克制呼吸，也不能故意加快呼吸。（教师可建议学生闭眼，把手放在鼻子下数呼吸次数。） 3.测量平静状态下的呼吸次数。多次测量并记录，取中间值，填写记录单。 设计意图：通过同学们分享课前活动中一分钟的呼吸次数，发现呼吸次数特别多和特别少的学生，观察他们的呼吸，指出刻意憋气和加快呼吸的问题，从而规范测量呼吸次数的方法，为后续获得准确的呼吸次数打下基础。明确了安静状态下的呼吸次数之后， 自然聚焦呼吸次数在什么情况下会发生变化，引出课题。 （二）测量运动后的呼吸次数 1.教师：刚才很多同学都提到运动之后会加快呼吸，真的是这样吗？具体会怎么变化呢？我们一起来测测看。由于活动场地限制，今天做两个活动，分别是原地踏步走和红萝 卜蹲。需要注意的是：运动完之后，我们需要马上坐下来开始数自己的呼吸次数。 2.学生运动并记录呼吸次数，填写记录单。 3.小组同学汇总运动前后的数据，分析运动前后呼吸次数的变化，填写记录 单。 4.指导小组进行数据汇总：绿色代表安静状态下的呼吸次数，蓝色代表原地踏步后的呼吸次数，红色代表萝 卜蹲后的呼吸次数。请学生在圆圈中写上自己的学号，并根据自己的呼吸次数贴在小组记录单对应的数据位置上。 5.分析数据，得出结论。 （1）分析一个小组内同一个人的呼吸次数，比如 1 号同学三种状态下的呼吸次数。再看 2 号、3 号、4 号同学的呼吸次数与 1 号同学的变化规律是否一致。 （2）观察每个小组的数据是否符合运动之后呼吸次数增加的规律。 （3）观察是否有特殊数据，分析这些特殊数据出现的原因。 6.师生小结：运动之后，呼吸次数会增加；运动越剧烈，呼吸次数越多。 设计意图：通过设计原地踏步走和萝 卜蹲这两种学生比较喜欢的、运动强度不同的活动，让学生亲身体验并测量运动之后的呼吸次数，通过点状图，把所有学生的呼吸次数汇总并呈现出来，引导学生进行大数据分析，得出“运动之后，呼吸次数增加，运动越激烈，呼吸次数越多 ”的结论。 探索 2 ：用呼吸器官模型模拟运动前后的呼吸变化 1.提问：运动之后，呼吸加快，呼吸器官会发生怎样的变化？让我们用模型探究一下。 2.提问：怎样模拟呼吸较慢的状态？怎样模拟呼吸加快的状态？ 预设：呼吸加快，膈肌上下运动加快，肺部气体交换加快。 3.思考：你认为一吸一呼的速度变化是为了什么？ 预设：为了吸收更多氧气。 设计意图：本活动旨在通过对呼吸器官模型的直观操作，帮助学生将运动后“呼吸加快 ”的生活经验与人体呼吸器官（尤其是肺）的变化建立起科学联系。 首先，以问题驱动激发探究兴趣；其次，借助模型对比“慢呼吸 ”与“快呼吸 ”时肺的运动频率，引导学生发现呼吸频率与气体交换速度的关系；最后，通过追问呼吸频率变化的根本目的，促使学生理解呼吸加快的生理意义——增加氧气摄入量以满足身体代谢需求。 探索 3 ：认识呼吸的本质 1.提问：人加快呼吸是为了吸进更多氧气吗？呼吸时，吸进的是什么气体？呼出的是什么气体？ 2.学生口头汇报自己的想法，教师出示呼吸前后气体成分调查统计表。 3.教师：科学家收集了呼吸前后的气体，进行了精密的检测，我们一起来看看检测的结果。（出示呼吸前后气体成分的柱状图，绿色柱状代表吸进人体的气体，黄色代表呼出体外的气体。） 4.提问：观察柱状图，你发现了什么？ 预设：吸进的氧气变少了，二氧化碳变多了；氮气不变，其他气体变多； 5.追问：吸进去的气体和呼出来的气体分别是什么？跟你之前的想法一样吗？吸进去的都是氧气吗？吐出来的都是二氧化碳吗？ 6. 出示文字资料：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，所以肺必须更加卖力地工作以吸进更多的氧气。 7. 出示视频资料，帮助学生将上节课学习的呼吸器官与这一课学习的呼吸的变化进行整合，让学生对呼吸的本质有更深刻的认识。 8.链接项目：想要借助模型宣讲的学生可通过今天的学习借助模型讲解呼吸的过程和呼吸前后的变化。 设计意图：本环节以问题驱动 + 实证探究为核心，层层递进展开四项实践活动，落实科学探究的完整过程。通过测量安静状态下的呼吸次数，明确测量标准、规范操作方法，培养学生严谨的数据记录习惯；通过运动前后呼吸次数的测量与对比，用真实数据证实“运动后呼吸加快 ”的猜想，让学生建立“ 用数据说话 ”的实证意识；借助呼吸器官模型，将呼吸器官的变化可视化，帮助学生理解呼吸加快的意义；最后通过气体成分数据分析与资料阅读，从现象探究走向本质认知，明确呼吸的气体交换功能。 三、研讨 1.研讨 1 ：如果剧烈运动后每分钟的呼吸次数保持不变会怎样？ 体验逆向活动——做原地向上跳 30 次，结束后努力控制自己的呼吸，说说感受。 预设：很难受、不能呼吸、头晕、手脚发麻等等。 2.提问：我们已经知道了呼吸的实质是吸进氧气、排出二氧化碳，请你说说运动之后，加快呼吸对身体有哪些好处？ 预设：运动之后，加快呼吸可以帮助身体吸入更多的氧气，让人更舒服，不会头晕。 3.小结：运动后加快呼吸可以让我们获取更多氧气，呼吸跟我们的健康息息相关！ 4.研讨 2 ：什么状态下我们每分钟的呼吸次数会变少？ 预设：睡觉、安静状态、听音乐等。 5.研讨 3 ：通过这节课的学习，说说为什么蒙头睡会感到气闷？ 预设：蒙头睡觉时，被子里的空气有限，反复呼吸后，空气中的氧气会越来越少，从而使人感受气闷。 设计意图：本环节通过逆向体验活动，让学生亲身感受控制呼吸带来的不适，从反面印证呼吸对生命活动的重要性。在此基础上引导学生研讨运动后加快呼吸 的意义，结合本节课所学， 自主建构“呼吸的本质是气体交换 ”这一核心概念，理解加快呼吸能为身体提供更多氧气、排出二氧化碳。最后以“蒙头睡觉会气闷 ”的生活情境引导学生对所学知识迁移应用，既巩固所学知识，又将科学概念与生活紧密联系，帮助学生形成健康生活的意识与习惯。 四、拓展 1.运动之后，除了呼吸加快，你还有什么感受？ 预设：心跳加快。 2.布置素养作业+课后任务。 ①测试运动前后的心跳次数（脉搏的次数），并填写记录单。 ②今天的学习对你的宣讲有什么帮助？将你的调整记录在项目学习手册上。 ③这节课后，你产生了哪些新的问题？学到了哪些知识？记录在班级记录单 上。 3.进行个人评价。 设计意图：本环节立足课堂学习进行延伸与反思，通过提问运动后的其他感受，引导学生关注呼吸与心跳等身体反应的关联。布置学生回家测量脉搏次数的作业，实现科学探究从课堂向生活的延伸，为后续探究呼吸与循环系统的关系埋下伏笔。结合项目宣讲任务，引导学生补充与调整宣讲内容，促进知识的梳理与应用。通过回顾新知、提出新问题和自我评价，帮助学生梳理学习收获，培养反思意识和持续探究的科学素养。 【相关练习】 1.在人体的呼吸器官中，（ ）是进行气体交换的主要场所。 A.气管 B.肺 C.鼻腔 答案：B 解析：肺是进行气体交换的场所。因此本题选 B。 2.人在下列状态下，每分钟呼吸次数最少的是（ ）。 A.跑步 B.打篮球 C.睡觉 答案：C 解析：人体在运动时需要更多的氧气，所以呼吸会加快、加深，每分钟呼吸次数较多。睡觉状态下需要的氧气较少，每分钟呼吸的次数较少。因此本题选 C。 3.人体进行呼吸时，吸进的气体主要是（ ），呼出的气体主要是（ ）。 A.氧气；二氧化碳 B.二氧化碳；氧气 C.氧气；氧气 答案：A 解析：呼吸的本质是气体交换——吸进氧气，呼出二氧化碳。因此本题选 A。 4.下列哪种做法不利于呼吸健康？ ( ) A.经常运动 B.蒙头睡觉 C.到空气新鲜的地方呼吸 答案：B 解析：蒙头睡觉容易导致缺氧、气闷，不利于健康。因此本题选 B。 【板书设计】 ( 运动 加快 呼吸 （呼吸次数多— > 吸入氧气多） 气体交换 肺 吸收氧气 排出二氧化碳 3.呼吸的变化 ) 【相关表单】 “运动前后呼吸次数的变化”记录单 姓名： 学号： 【活动提示】 1.一呼一吸算作一次呼吸。 2.保持自然呼吸，不要刻意控制或加快呼吸。 3. 闭上眼睛，用手感受鼻孔下的气流，记录呼吸次数。 4.测量三次，分别记录结果，取中间值作为最终数据。 记录单 1 ：安静状态下 1 分钟的呼吸次数 安静状态 第一次 第二次 第三次 中间值 呼吸次数 记录单 2 ：运动后 1 分钟的呼吸次数 状态 每分钟呼吸的次数 原地踏步 萝 卜蹲 分析以上数据，我发现： 记录单 3 ：运动前后呼吸次数的变化汇总表 状态 1 分钟的呼吸次数 1 号同学 2 号同学 3 号同学 4 号同学 安静状态 原地踏步 萝 卜蹲 记录单 4 ：测试心跳次数作业任务单 状态 第一次 第二次 第三次 中间值 安静状态 原地踏步 原地向上跳 “呼吸的变化”评价表 评价维度 评价内容 自我评价 他人评价 教师评价 认真倾听 安静倾听、认真思考 及时记录 及时记录平静状态与运动后的呼吸次数 分工合作 小组分工汇总不同状态下 的呼吸次数，分析数据，结 合阅读资料总结出呼吸变 化的原因 根据呼吸器官模型的演示，分析呼吸变化的意义 提出想法 积极发言、分享关于运动前后呼吸次数变化的想法 学科网（北京）股份有限公司 $