2.3 呼吸的变化（教学设计）- 2026-2027学年科学教科版四年级上册

该小学科学教学设计聚焦运动前后呼吸的变化及气体交换原理，通过运动员跑步视频或图片导入，从学生安静与运动状态的呼吸差异切入，搭建从现象观察到原理探究的学习支架。 特色在于以测量活动（探究实践）记录呼吸次数，用呼吸器官模型（科学思维的模型建构）模拟肺与膈肌变化，结合阅读资料分析气体交换（科学观念），帮助学生理解呼吸加快是身体对氧气的需求。实验与模拟结合的教学方法提升学生探究能力，为教师提供清晰流程和直观教具。

2.3 呼吸的变化 教科版四年级上册 · 第二单元 · 第3课 课题 2.3 呼吸的变化 课型 实验探究型 课时 1课时 教材 教科版四年级上册 年级 四年级 学科 科学 教具 呼吸器官模型（橡皮膜、气球、塑料瓶）、课件 教法 测量活动、模拟实验、阅读研讨 二、核心素养目标 素养维度 目标描述 科学观念 知道运动后每分钟呼吸的次数增多，呼吸加快是身体对氧气的正常需求。知道人的呼吸实际上是在进行气体交换，气体交换主要在肺部进行，比如运动后呼吸恢复得快说明心肺功能好。 科学思维 能基于测量数据和模拟实验的现象进行比较与归纳，说明运动前后呼吸的变化与气体交换的关系。能将模型中气球和橡皮膜的变化与人体肺和膈肌的变化对应起来。 探究实践 能测量并记录安静状态下每分钟的呼吸次数和深蹲30次后每分钟呼吸的次数。能用呼吸器官模型模拟运动前后的呼吸状态，观察并记录气球的变化。 态度责任 对呼吸变化与人体健康的关系感兴趣，愿意与同伴分享发现。测量活动动作规范，深蹲时注意安全，感觉不适立即停止。了解呼吸加快是身体对氧气的正常需求，增强健康意识。 三、教学重难点 教学重点 测量运动前后每分钟呼吸的次数，说出运动后每分钟呼吸的次数增多。 教学难点 理解呼吸加快是身体对氧气的正常需求，气体交换主要在肺部进行。 四、教学过程 教师巡视测量活动并收集数据。比较运动前后呼吸次数变化。聚焦（第3页）。环节一【聚焦】（3~4分钟）。人体在不同状态下呼吸有什么不同。剧烈运动后通常会感觉到呼吸加快。探索体验呼吸次数变化（第4~5页）。环节二【探索】（8~10分钟）。安静状态下每分钟呼吸次数是基础。深蹲30次后每分钟呼吸的次数。运动后呼吸次数增多。安全提醒深蹲动作平稳不要过猛不适立即停止。探索模拟呼吸状态（第6页）。环节三【探索】（8~10分钟）。用模型模拟运动前后呼吸状态。观察肺的工作状态。橡皮膜膈肌上下动得慢气球肺胀缩幅度小。每次呼吸量少节奏平稳。橡皮膜膈肌上下动得快气球肺胀缩幅度大。每次呼吸量多节奏急促。探索阅读资料（第7~8页）。环节四【探索】（8~10分钟）。阅读资料说一说呼吸次数变化与健康的关系。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。肺必须更加卖力地工作以吸进更多的氧气。正常状态下人体吸入呼出气体成分的比较。呼吸加快是身体对氧气的正常需求。呼吸恢复得快说明心肺功能好。研讨（第9~11页）。环节五【研讨】（8~10分钟）。如果剧烈运动后呼吸次数保持不变会怎样。什么状态下每分钟呼吸次数会变少。说说蒙头睡觉感觉气闷的原因。把研讨发现记录在记录单上比较交流。巩固完成学案练习第1题至第9题。第1题第2题第3题第4题第5题第6题第7题第8题第9题教师逐一讲评。拓展（第12页）。环节六【拓展】（4~5分钟）。运动后呼吸加快脉搏也会变化。测量运动前后的脉搏。做法：先伸出一只手手心朝上，再用食指和中指按手腕大拇指一侧，然后数一分钟。前概念有的学生可能认为运动后呼吸加快只是因为累了。教师指出是身体需要更多氧气。运动前后呼吸次数变化与人体健康有什么关系。追问运动后橡皮膜动得快时气球有什么变化你想到了什么。学生测量后讨论交流比较运动前后数据。教师演示模型和资料图提问引导学生观察描述记录。我的发现。而氧气在空气中的比例并不高。 环节与教师活动 学生活动 知识点与设计意图 环节一【聚焦】呼吸的变化 【关键问题】 同学们，我们每天都要进食，每时每刻都在呼吸，食物和空气帮助我们维持生命活动。人体在不同状态下，呼吸有什么不同？我们剧烈运动后，通常会感觉到呼吸加快。 【教师活动】 教师出示运动员跑步的视频或图片，提问：运动后身体有什么变化？引导学生关注呼吸的变化，提出问题：人体在不同状态下，呼吸有什么不同？ 【学生活动】 生1：跑步后我会大口喘气，呼吸明显加快。 生2：安静坐着的时候呼吸很慢，运动后就快了。 预设回答：有的学生可能认为运动后呼吸加快只是因为累了，教师指出是身体需要更多氧气。 【知识点】 我们每天都要进食，每时每刻都在呼吸，食物和空气帮助我们维持生命活动。人体在不同状态下，呼吸有什么不同？我们剧烈运动后，通常会感觉到呼吸加快，因为运动时身体需要更多的氧气。 【设计意图】 从生活经验引入，激发学生探究呼吸变化的兴趣，暴露前概念。 环节二【探索1】体验运动前后每分钟呼吸次数的变化 【关键问题】 怎样测量每分钟呼吸的次数？运动前后每分钟呼吸的次数有什么变化？ 【教师活动】 教师讲解测量方法：先安静坐好，数一分钟呼吸的次数，重复2到3次取平均值作为比较的基础。再做深蹲30次，立即测量每分钟呼吸的次数。还可以测量别的运动后每分钟呼吸的次数。 教师强调安全：深蹲时动作要平稳，不要过快过猛，感觉不适立即停止运动并告知老师。运动后测量呼吸要安静进行，不要说话。 【学生活动】 操作：小组合作，一人测量一人记录，轮流进行。先测安静状态，再测深蹲30次后。 生1：安静时我每分钟呼吸大约20次。 生2：深蹲30次后我每分钟呼吸大约35次，明显增多了。 预设回答：有的学生可能数据偏差较大，教师指导重新测量并取平均值。 【知识点】 体验运动前后每分钟呼吸次数的变化。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。也可以测量进行其他运动后每分钟呼吸的次数。运动后每分钟呼吸的次数增多，因为运动时身体需要更多的氧气。 【设计意图】 用实测数据获得运动前后呼吸变化的直接证据，为理解呼吸加快的原因提供事实基础。 环节三【探索2】用呼吸器官模型模拟运动前后的呼吸状态 模拟呼吸状态 【关键问题】 用模型模拟运动前后呼吸状态，观察“肺”的工作状态。运动前后气球和橡皮膜的变化有什么不同？ 【教师活动】 教师演示：慢慢拉动橡皮膜模拟安静时的呼吸，再快速拉动橡皮膜模拟运动后的呼吸。引导学生观察气球胀缩的幅度和节奏。 【学生活动】 观察：各小组轮流演示模型，记录运动前后气球和橡皮膜的变化。 生1：运动前橡皮膜上下动得慢，气球胀缩幅度小。 生2：运动后橡皮膜上下动得快，气球胀缩幅度大。 预设回答：有的学生可能只关注气球变化，教师提示同时观察橡皮膜的变化。 【知识点】 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。运动前（安静时）橡皮膜（膈肌）上下动得慢，气球（肺）胀缩幅度小，每次呼吸量少，节奏平稳。运动后橡皮膜（膈肌）上下动得快，气球（肺）胀缩幅度大，每次呼吸量多，节奏急促。 【设计意图】 用模型把运动前后呼吸的变化直观呈现，帮助学生理解呼吸加快时肺和膈肌的变化。 环节四【探索3】阅读资料，说一说运动前后每分钟呼吸次数的变化与人体健康的关系 【关键问题】 人的呼吸实际上是在进行什么？气体交换主要在哪里进行？运动前后每分钟呼吸次数的变化与人体健康有什么关系？ 【教师活动】 教师出示正常状态下人体吸入、呼出气体成分的比较图，引导学生发现呼出气体中氧气减少、二氧化碳增多。讲解：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。气体交换主要在肺部进行。 教师追问：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。运动前后每分钟呼吸次数的变化与人体健康有什么关系？呼吸加快是身体对氧气的正常需求，恢复快说明心肺功能好。 【学生活动】 阅读资料并讨论：为什么运动后呼吸会加快？ 生1：因为运动时身体需要更多的氧气，所以呼吸加快了。 生2：呼出的气体中氧气变少了，说明被身体用掉了。 预设回答：有的学生可能不理解气体交换，教师用"氧气进入血液、二氧化碳排出"来帮助理解。 【知识点】 阅读资料，说一说运动前后每分钟呼吸次数的变化与人体健康的关系。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，而氧气在空气中的比例并不高，所以肺必须更加卖力地工作以吸进更多的氧气。呼吸加快是身体对氧气的正常需求；呼吸恢复得快说明心肺功能好。 【设计意图】 借助资料和气体成分数据，从原理上解释呼吸加快的原因，建立呼吸变化与气体交换的联系。 环节五【研讨】呼吸变化的三个问题 【关键问题】 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？说一说蒙头睡觉会感觉气闷的原因。 【教师活动】 教师带领学生逐一讨论三个研讨问题，引导学生用气体交换的知识解释。讲评学案第1题至第9题，辨析易错点：呼吸加快是身体对氧气的正常需求，气体交换主要在肺部进行。第1题、第2题、第3题、第4题、第5题、第6题、第7题、第8题、第9题，教师逐一讲评并辨析易错点。 教师补充：睡觉时身体休息耗氧少，静坐看书时身体放松消耗小，这些状态下呼吸会变少。蒙头后被子里空间小，新鲜空气进不来，二氧化碳越积越多，氧气越来越少，所以会感觉气闷。 【学生活动】 讨论交流：小组讨论三个研讨问题，把发现记录在记录单上。 生1：如果呼吸不变，氧气不够用，身体会缺氧，人会觉得胸闷、头晕。 生2：睡觉时呼吸最慢，因为身体休息耗氧少。 预设回答：有的学生可能说不全蒙头气闷的原因，教师提示从空间和气体两方面分析。 【知识点】 如果剧烈运动后每分钟的呼吸次数保持不变会怎样？氧气不够用，身体会缺氧，人会觉得胸闷、头晕、喘不上气，肌肉没力气，没法继续运动。什么状态下我们每分钟的呼吸次数会变少？睡觉时，身体休息，耗氧少；静坐、看书时，身体放松，消耗小。说一说蒙头睡觉会感觉气闷的原因：蒙头后，被子里空间小，新鲜空气进不来；呼出的二氧化碳排不出去，越积越多。在记录单上写下我的发现：运动后呼吸会加快，安静时呼吸较慢。 【设计意图】 通过三个问题从不同角度深化对呼吸变化的理解，培养推理和解释能力。 环节六【拓展】测量运动前后的脉搏 测量脉搏 【关键问题】 运动后呼吸会加快，脉搏也会变化。怎样测量脉搏？运动前后脉搏有什么变化？ 【教师活动】 教师布置课后任务：运动后呼吸会加快，脉搏也会变化。课后测量脉搏，说说运动后脉搏有什么变化。摸脉搏的方法：1. 伸出一只手，手心朝上；2. 用另一只手的食指和中指，轻轻按在手腕大拇指一侧；3. 慢慢挪动手指，找到一跳一跳的地方；4. 数一分钟跳了多少次。 【学生活动】 生1：我按到了，一跳一跳的，运动后跳得更快了。 生2：安静时每分钟大约70多次，运动后跳到120多次。 预设回答：有的学生可能按不到脉搏，教师指导手指位置和力度。 【知识点】 运动后脉搏会加快，和呼吸加快一样都是身体对氧气的正常需求。测量运动前后的脉搏，说说运动后脉搏有什么变化。用另一只手的食指和中指，轻轻按在手腕大拇指一侧，数一分钟跳了多少次。 【设计意图】 把呼吸变化延伸到脉搏变化，拓展学生对运动与身体变化的认识。 五、典例精讲 【典例精讲】例1：我们每天都要进食和呼吸，食物和空气帮助我们维持生命活动。人体在不同状态下，呼吸有什么不同？ 分析：我们剧烈运动后，通常会感觉到呼吸加快，安静时呼吸较慢。运动后每分钟呼吸的次数会增多，原因是运动时身体需要更多氧气。 答：安静时呼吸慢而平稳，运动后呼吸加快加深，每分钟呼吸次数增多。 【典例精讲】例2：体验运动前后每分钟呼吸次数的变化。测量安静状态下每分钟呼吸的次数作为基础，再测量深蹲30次后每分钟呼吸的次数。运动前后有什么变化？ 分析：安静时每分钟呼吸约20次，深蹲30次后约30到40次。还能测量别的运动后每分钟呼吸的次数。运动后每分钟呼吸的次数增多，增加的原因是身体需要更多的氧气。 答：运动后每分钟呼吸的次数增多，通常增加10到20次左右。 【典例精讲】例3：人体在不同状态下呼吸会变化。我们剧烈运动后呼吸加快，用什么模型可以模拟？观察“肺”的工作状态有什么发现？ 分析：用呼吸器官模型模拟运动前后的呼吸状态。运动前橡皮膜（膈肌）上下动得慢，气球（肺）胀缩幅度小，每次呼吸量少，节奏平稳。运动后橡皮膜动得快，气球胀缩幅度大，呼吸量多，节奏急促。 答：运动前气球胀缩幅度小、节奏平稳；运动后气球胀缩幅度大、节奏急促。 【典例精讲】例4：人的呼吸实际上是在进行气体交换，让氧气进入血液，排出二氧化碳。气体交换主要在肺部进行。为什么运动后呼吸会加快？ 分析：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。呼吸加快是身体对氧气的正常需求，恢复得快说明心肺功能好。 答：运动后呼吸加快是因为身体需要更多的氧气，肺要加快气体交换以吸进更多的氧气。 六、板书设计 呼吸次数的变化 模型模拟呼吸 气体交换与健康 安静：约20次每分钟 运动后：增多 运动后每分钟呼吸的次数增多 运动前：动得慢幅度小 运动后：动得快幅度大 橡皮膜（膈肌）上下动得快 气球（肺）胀缩幅度大 气体交换主要在肺部进行 呼吸加快是身体对氧气的正常需求 呼吸恢复得快说明心肺功能好 学科网（北京）股份有限公司 $