3《呼吸的变化》 教学设计-2026-2027学年科学四年级上册教科版

秋季学期教科版小学四年级 科学上册第二单元《呼吸的变化》精品教学设计 卷首语：亲爱的科学老师！呼吸时刻伴随我们生命全程，安静静坐、慢走、剧烈运动时，我们的呼吸快慢深浅各不相同。本教学设计紧扣新版教材，设置教学设计意图板块，探究活动以定量测量实验为主，重视实证数据，重难点清晰突出，分层习题含金量高，分为基础巩固、能力提升、拓展拔高三个梯度，全部附带标准答案与详细解析。配套授课课件29张，包含情境导入、实验指导、数据统计、模拟演示、研讨辨析、拓展阅读、分层作业、课堂总结，适用于常规课堂教学、公开课、优质课评比以及期末复习备课使用。 一、教材分析 《呼吸的变化》隶属于教科版四年级上册第二单元《呼吸与消化》，属于实验探究课。教材编排逻辑：聚焦生活现象，抛出问题“运动之后呼吸为什么会变急促”；探索板块开展测量实验，记录安静、运动后呼吸次数，借助呼吸模拟模型观察肺部工作状态；研讨板块，结合气体成分资料，解释呼吸变化的原理；拓展板块，同步测量脉搏，认识人体多个系统协同配合完成生命活动。 教材核心知识点： 1. 一呼一吸算作一次呼吸。人在不同活动状态下，呼吸次数会发生变化，运动强度越大，每分钟呼吸次数越多。 2. 呼吸的本质是在肺部完成气体交换，吸入氧气，排出二氧化碳。人体运动时，身体消耗氧气变多，需要加快呼吸获取更多氧气，排出更多二氧化碳。 3. 经常参加体育锻炼，可以提升心肺能力，同等运动量下，呼吸增加幅度更小，运动后呼吸恢复速度更快。 4. 运动后脉搏和呼吸会同时加快，说明呼吸系统、循环系统相互配合，共同保障人体生命活动。 教学重点：通过测量、对比不同状态下呼吸次数，发现运动能够加快呼吸，理解呼吸变化的原因。 教学难点：基于实验数据推理呼吸变化背后气体交换的逻辑，理解人体多个系统协同工作。 二、学情分析 四年级学生生活体验丰富，都有跑步、跳绳之后气喘的感受，直观知道运动后呼吸变快，但只停留在感性体验。学生已经掌握呼吸器官名称，知道肺是气体交换场所，但存在认知局限： 1. 不清楚呼吸加快的根本原因是身体耗氧量增加； 2. 测量呼吸时容易刻意控制呼吸节奏，干扰实验数据； 3. 很难理解呼吸和脉搏同步变化，不知道呼吸系统和循环系统协同工作； 4. 对定量实验、多次测量取平均值的实证方法掌握不够熟练。 本课以测量实验为载体，强调尊重原始数据，引导学生用数据说话，培养实证意识。同时课堂严格落实运动安全要求，身体不适学生可免做剧烈运动。 三、教学目标（四维核心素养） 1. 科学观念 知道运动后人体呼吸次数增加；理解运动消耗更多氧气，呼吸加快是为了加强肺部气体交换；了解坚持锻炼可以增强心肺功能；知道运动后呼吸、脉搏会同步加快，人体系统协同工作。 2. 科学思维 能够对小组测量数据进行对比、归纳；根据实验现象与资料，推理呼吸变化与氧气消耗的关系；能将模拟呼吸模型对应人体胸腔、肺部变化。 3. 探究实践 掌握正确测量呼吸次数的方法，如实记录安静状态、运动后呼吸数据；会使用呼吸模拟模型观察肺部工作；能够规范测量脉搏，完成实验记录单。 4. 态度责任 体会定量实验的严谨性，养成尊重实验数据、实事求是的科学态度；坚持适度锻炼，增强自身心肺健康意识；运动实验量力而行，树立安全意识。 四、教学准备 教师准备：全套课件（29张）、呼吸模拟模型（塑料瓶、气球、橡皮膜）、秒表、实验汇总统计表、气体成分对比资料卡 分组器材：秒表、实验记录单、彩笔 安全提示：剧烈运动环节，身体不适学生不参与，及时休息；运动不要过量，防止摔倒受伤。 五、课时安排 1课时（40分钟） 六、课件整体规划（共29张） 1—3页：卷首语、课题、四维教学目标、教学设计意图 4—7页：情境导入，分享运动后气喘体验，提出探究问题 8—12页：探究指导，讲解呼吸计数方法，实验注意事项 13—20页：分组测量实验，数据记录、小组汇总、全班数据分析 21—23页：呼吸模拟模型演示，气体交换原理精讲 24—26页：拓展探究，测量脉搏，认识系统协同工作 27页：单元知识体系梳理 28页：课堂小结 29页：分层作业布置 七、教学设计意图 本课依据新课标生命科学领域要求，坚持以实证探究为核心，落实素养目标。 1. 情境设计意图：以学生运动后气喘的真实体验导入，从生活现象提炼科学问题，拉近科学与生活距离，激发探究欲望。 2. 实验设计意图：设置定量测量活动，训练学生规范计时、计数，多次测量减少误差，培养学生用数据证明猜想的实证思维，区别于单纯知识讲解。通过安静、运动两组对照，直观呈现呼吸变化规律。 3. 模型演示意图：呼吸模拟模型把看不见的胸腔、肺的运动可视化，帮助学生理解肺部气体交换，突破本课抽象难点。 4. 拓展板块意图：增加脉搏测量活动，引导学生跳出单一呼吸系统，建立人体各系统协同工作的整体生命观念，避免碎片化学习。 5. 分层作业设计意图：基础题面向全体学生，夯实概念；提升题侧重数据分析与原理理解；拓展题面向学有余力学生，引导学生结合自身情况制定锻炼计划，实现知识迁移到健康生活实践。 八、教学过程 （一）情境导入，聚焦问题（4分钟） 1. 谈话体验：同学们，安静坐着的时候，我们呼吸平缓；跳绳、跑步结束之后，大家会有什么感受？ 学生自由发言：喘气、胸闷、呼吸变快。 2. 教师提问：为什么运动之后，我们的呼吸会发生明显变化？运动量大小，会怎样影响呼吸？ 3. 揭示课题，板书：呼吸的变化。 （二）探究一：学习测量呼吸，开展对比实验（16分钟） 1. 方法教学：一呼一吸记为一次呼吸。测量时保持自然呼吸，不要刻意深呼吸或者憋气。计时一分钟，记录呼吸次数。为保证准确，每组测量2次，取平均值。 2. 实验任务：分两个阶段测量 ①安静状态：静坐1分钟，测量并记录每分钟呼吸次数。 ②运动后：原地深蹲30次（量力而行），立刻测量运动后1分钟呼吸次数。 3. 学生分组实验，填写记录单，教师巡视，提醒安全，纠正错误计数方式。 4. 全班汇总数据，小组汇报。 研讨提问：对比两组数据，你发现了什么？ 小结：运动之后，每分钟呼吸次数明显增多；运动量越大，呼吸加快越明显。 （三）探究二：模拟实验，探究呼吸变化原因（12分钟） 1. 教师演示呼吸模拟模型：塑料瓶代表胸腔，气球代表肺，底部橡皮膜代表膈肌。 2. 演示安静状态：缓慢拉动、放松橡皮膜，气球平缓胀缩，平缓完成气体交换。 3. 模拟运动状态：快速拉动橡皮膜，气球快速胀缩，肺部换气速度加快。 4. 出示气体成分资料：吸入空气氧气含量高；呼出气体氧气减少，二氧化碳增多。 研讨：为什么运动之后呼吸会加快？ 师生总结：运动时身体活动消耗大量氧气，同时产生大量二氧化碳。肺部需要加快气体交换，因此呼吸变快、变深。 （四）拓展探究：同步观察脉搏变化（6分钟） 1. 教学脉搏测量方法：食指、中指轻按手腕桡动脉，感受跳动。 2. 对比测量安静、运动后的脉搏次数。 3. 学生汇报数据：运动后脉搏同样加快。 小结：呼吸加快、心跳脉搏加快同时发生，呼吸系统和循环系统协同工作，把氧气送到全身各处。经常锻炼，心肺功能更强。 （五）课堂小结（2分钟） 师生梳理本课知识：运动消耗氧气，使呼吸次数增加；呼吸本质是肺部气体交换；呼吸和脉搏协同变化；坚持运动锻炼，增强心肺功能。布置分层作业。 九、分层梯度作业（含答案+详细解析） 【基础巩固｜全员必做】 一、填空题 1. 一呼一吸算作________次呼吸。 2. 人体呼吸是在肺部进行________交换，吸入氧气，排出二氧化碳。 3. 运动之后，人体每分钟呼吸次数会________。 4. 运动后，呼吸和________会同时加快，多个系统协同工作。 二、选择题 1. 人运动后呼吸加快，主要原因是（） A.身体消耗氧气变多 B.肺部变大了 C.空气变少 2. 下列状态下，每分钟呼吸次数最多的是（） A.静坐看书 B.跑步之后 C.睡觉 【基础答案与解析】 1.一 2.气体 3.增多 4.脉搏 选择题：1.A 2.B 解析：运动消耗氧气增加，身体需要加快呼吸获取氧气；剧烈运动后呼吸次数最多。 【能力提升｜中等学生完成】 三、判断题 1. 测量呼吸时，可以刻意加快或者放慢呼吸。（） 2. 运动量越大，人体消耗氧气越多，呼吸越快。（） 3. 经常参加体育锻炼，可以提升我们的心肺功能。（） 4. 呼吸加快和心跳脉搏变化没有任何关系。（） 四、简答题 说一说，为什么剧烈运动之后，我们的呼吸会明显加快？ 【提升答案与解析】 判断题：1.× 2.√ 3.√ 4.× 简答题参考答案： 剧烈运动时，身体肌肉消耗大量氧气，同时产生大量二氧化碳。为满足身体需求，肺部需要加快气体交换，吸入更多氧气、排出二氧化碳，所以呼吸会加快。 【拓展拔高｜学优生选做】 五、综合思考题 甲乙两名同学，完成同样强度跳绳运动。甲同学运动后呼吸很快恢复平稳，乙同学很久才恢复。请分析谁的心肺功能更好？我们可以怎样提升自己的心肺功能？ 【拓展答案与解析】 参考答案：甲同学心肺功能更好。同等运动量下，呼吸恢复速度快，代表心肺能力更强。提升心肺功能方法：坚持长期适度体育锻炼，如慢跑、跳绳、游泳；保证充足休息，不熬夜，保护呼吸器官。 十、板书设计 呼吸的变化 安静：呼吸平缓，耗氧少 运动：呼吸加快，耗氧多 原理：运动消耗氧气 → 肺部加快气体交换 拓展：运动后，呼吸、脉搏同步加快 健康：坚持锻炼，增强心肺功能 十一、教学评价设计 1. 过程评价：评价学生实验操作规范度、数据记录真实性、小组合作表现、模型观察与研讨发言。 2. 知识评价：基础题考查基础概念识记；提升题考查实验规律与原理理解；拓展题考查知识迁移，联系健康生活。 3. 素养评价：评估学生实证意识，能否尊重原始数据；建立人体系统协同工作的生命观念，形成健康锻炼的意识。 十二、教学反思 本课以定量测量实验为核心，学生动手参与度很高，能够通过自主测量得到数据，直观发现运动影响呼吸变化。大部分学生可以理解呼吸加快是因为耗氧量增加。 本课难点在于理解呼吸系统与循环系统协同工作，部分学生容易把呼吸和心跳当成两个独立互不相关的活动。教学时可以增加示意图，展示氧气由肺进入血液运往全身的路径，帮助学生建立整体认知。实验环节要格外强调安全，体质弱的学生不参与剧烈运动。分层作业梯度清晰，基础夯实概念、提升巩固原理、拓展对接健康生活，有效落实四维核心素养，为后续《测量肺活量》一课做好铺垫。 学科网（北京）股份有限公司 $