探索生命奥秘：小学三年级科学《呼吸的旅程》教案

探索生命奥秘：小学三年级科学《呼吸的旅程》教案

一、课程基本信息

授课年级：小学三年级

学科领域：科学

课题：呼吸的旅程——探秘人体的气体交换

课时安排：共2课时（本设计为完整两课时融合方案，可根据实际调整为2个独立课时）

教材版本：人教版鄂教版三年级上册第四单元“我们的呼吸”

课程标准依据：本课设计紧扣《义务教育科学课程标准》中“人体由多个系统组成，分工配合，共同维持生命活动”的核心概念，针对3-4年级学段要求学生能够“描述人体呼吸系统的组成与功能，知道人体生命活动需要氧气，呼出的气体中二氧化碳增多”的具体要求。课程旨在通过观察、实验、体验与模型建构，帮助学生形成结构与功能相适应的跨学科大概念，培养科学思维与实践能力。

二、核心素养导向的教学目标

（一）科学观念

【基础】知道人类每时每刻都在进行呼吸，呼吸是生命的基本特征。理解呼吸的本质是人体与外界进行气体交换的过程，明确吸入的空气与呼出的气体在成分上存在显著差异（氧气减少，二氧化碳增多）【重要】。初步建立呼吸系统由呼吸道（鼻、咽、喉、气管、支气管）和肺组成的结构模型，认同肺是气体交换的核心场所【非常重要】。

（二）科学思维

【难点】能够运用比较与分类的思维，通过对比实验观察吸入气体（空气）与呼出气体使澄清石灰水变浑浊程度的不同，从而推理出呼出气体中二氧化碳含量更高的结论【高频考点】。能够依据生活经验和感官认知，通过图示、排序等方式建构呼吸器官的空间位置与工作顺序的模型，发展空间想象与逻辑推理能力。

（三）探究实践

【热点】经历“提出问题—猜想假设—实验验证—收集证据—得出结论”的完整科学探究过程。能够正确使用集气瓶、玻璃片、吸管、澄清石灰水等实验器材，规范操作“排水集气法”收集呼出气体并进行对比检测实验。能够利用软尺、计时器等工具测量并计算自己在不同状态下的呼吸频率，并对数据进行初步分析【重要】。

（四）态度责任

在探究活动中，培养严谨求实、细致观察的科学态度。通过小组合作，乐于交流与倾听，形成团队协作精神。通过了解呼吸健康的相关知识，树立保护呼吸器官、关注环境空气质量、热爱生命的情感态度【基础】。

三、教学重难点分析

（一）教学重点

【重要】1.通过对比实验，知道吸入的空气与呼出的气体成分不同（氧气减少，二氧化碳增多）。2.认识人体主要的呼吸器官（鼻、咽、喉、气管、支气管、肺），并能描述气体在体内的“旅行”路线。

（二）教学难点

【难点】1.澄清石灰水对比实验的规范操作与对实验现象（浑浊程度差异）的精准归因分析。2.理解肺是气体交换的场所，而非简单的气体通道，初步建构“肺泡”进行气体交换的微观概念。

四、教学准备

教师准备：多媒体课件（含呼吸系统动画、膈肌运动模拟视频）、健康数据大挑战互动白板软件、大号人体半身模型（可拆解呼吸器官）、护目镜、澄清石灰水、玻璃集气瓶（250ml）若干、毛玻璃片、水槽、弯头吸管、打火机、细木条、香、气球、软尺、肺活量测量袋（一次性）、记录单、小组评价量表。

学生准备：课前体验（憋气30秒感受）、彩色笔、笔记本。

五、教学实施过程（核心环节，约占全文70%）

（一）第一课时：唤醒感知与初步探究

1.创设情境，聚焦问题

上课伊始，教师播放一段约30秒的视频：内容为运动员百米冲刺后剧烈起伏的胸膛、婴儿出生时的第一声啼哭、潜水员背着氧气瓶潜入深海、清晨人们在森林中进行深呼吸锻炼。视频戛然而止，教师抛出核心问题：“同学们，生命如此精彩，是什么伴随着我们从出生到成长，从运动到静止，一刻也不曾停歇？”学生几乎异口同声地回答：“呼吸！”教师顺势板书课题“呼吸的旅程”，并追问：“关于呼吸，你已经知道了什么？你还想解开它的哪些秘密？”引导学生自由发言，将学生提出的“吸进去的气和呼出来的气一样吗？”“气吸进去之后跑到哪里去了？”“为什么运动后会大口喘气？”等真问题简要记录在黑板的“问题银行”区域，点燃学生的探究欲望。

2.体验活动：感受呼吸的存在

【基础活动】教师引导学生进行三次深呼吸体验。第一次，双手轻轻放在胸前，感受吸气时胸廓的“抬起”和呼气时的“回落”。第二次，将手移至肋骨两侧，感受吸气时肋骨向外扩张，呼气时向内收缩。第三次，全体起立，模仿教师做5次下蹲运动，然后立即原地坐下，再次将手放在胸前，感受并计数自己一分钟内的呼吸次数。学生通过亲身体验，直观地感知到呼吸不仅存在，而且在不同状态下频率会发生变化。教师引导学生分享感受：“运动后你的呼吸发生了什么变化？这说明了什么？”学生自然得出“运动需要更多空气，所以呼吸会变快变深”的初步结论【热点】。

3.问题驱动：气体一样吗？

在学生意识到呼吸就是吸入和呼出气体的过程后，教师再次指向“问题银行”，聚焦第一个核心问题：“我们吸进身体的空气，和最后呼出来的气体，是同一股气吗？它们是完全一样的，还是发生了什么变化？”这个问题直指认知冲突，激发了学生强烈的求证欲。大部分学生会凭感觉认为“不一样，呼出的气是热的、潮的”，但缺乏科学证据。教师肯定学生的感觉，并引出本节课的核心探究工具——澄清石灰水，告知学生这是一种神奇的“气体侦探”，能帮助我们检测一种叫“二氧化碳”的气体。当澄清石灰水遇到较多的二氧化碳时，会变得像牛奶一样浑浊。

4.方案设计与实验探究

【非常重要】【难点突破】教师不直接演示实验，而是引导学生以小组为单位讨论实验方案：“我们怎样才能收集到我们要呼吸的空气和呼出来的气体，然后用‘气体侦探’去检测它们呢？”学生讨论后汇报，教师梳理并提炼出“收集气体→进行检测→观察现象→得出结论”的科学探究路径。考虑到三年级学生的操作能力，教师采用分步指导与微视频辅助的方式教授“排水集气法”。学生在教师和小组长的带领下，分工合作：

第一步，收集气体。每组准备两个集气瓶，装满水倒扣在水槽中。一个小组同学用吸管向其中一个倒扣的瓶内缓缓吹气，利用气体将水排出，收集满一瓶呼出的气体，用毛玻璃片盖好瓶口备用。另一个集气瓶则装满水后直接盖上玻璃片，代表我们吸入的空气（因为空气中含有与呼出气体检测时相同成分的背景空气）。

第二步，对比检测。将两个集气瓶分别置于桌面上，揭开毛玻璃片的一角，迅速向两瓶气体中分别注入等量、等浓度的澄清石灰水，并立即盖好玻璃片，轻轻震荡。

第三步，观察记录。各小组将两瓶液体并排放在一起，观察颜色的变化。奇迹发生了：盛有空气的瓶中，澄清石灰水几乎清澈如初；而盛有呼出气体的瓶中，澄清石灰水瞬间变成了乳白色，像一杯稀释的牛奶【重要】【高频考点】。学生们惊叹不已，实验现象清晰、直观，无需教师多言，学生已经自己找到了答案。教师引导学生用“因为……所以……”的句式完整地描述实验结论：“因为呼出的气体使澄清石灰水变浑浊了，而空气不能，所以呼出的气体中二氧化碳含量比吸入的空气多。”教师进一步补充，通过科学家的精密测量，我们还知道呼出的气体中氧气含量减少了，从而完善了概念。

（二）第二课时：模型建构与拓展应用

1.过渡衔接，引入新问

承接上一课的结论，教师提问：“氧气进入我们身体，二氧化碳从身体里出来，它们究竟是在哪里完成交换的？这些气体在咱们身体里走过了一条怎样的路线？我们身体里有哪些器官在为呼吸服务？”带着这些问题，学生开始了对呼吸系统的探索。

2.内部探索：呼吸器官的旅程

【重要】【模型建构】教师首先展示一个可拆卸的人体半身模型，激发学生的好奇心。“气体从鼻子和嘴巴进入，我们能看到的第一站是哪儿？”学生结合自身感受和生活常识，依次说出鼻腔、口腔、喉咙、气管等。教师将对应的器官模型从人体内取出，按顺序排列在讲台上，并用通俗的语言介绍：鼻毛和鼻粘膜像忠诚的卫士，过滤和温暖空气；咽喉是空气和食物的十字路口；气管是铺满纤毛的通道，像传送带一样将灰尘和细菌通过咳嗽排出体外。接着，教师引导学生关注“气管到底通向哪里”。学生很自然地说出“肺”。教师取出肺模型，让学生观察肺的外形像两个柔软的海绵，并引导学生思考：“肺是空心的管子还是一个实心的海绵？”通过触摸模型，学生发现肺由许多小泡泡（肺泡）组成，总面积非常大，从而理解肺是进行气体交换的“大车间”，氧气和二氧化碳就在这里完成交换。最后，教师请一名学生到台前，将刚才取出的所有呼吸器官（鼻、咽、喉、气管、支气管、肺）按照空气旅行的正确顺序重新装回人体模型内，全班同学一起评价、纠正，在动手实践中巩固了知识，完成了对呼吸系统的模型建构【热点】。

3.进阶探究：看不见的呼吸动力

认识了呼吸器官后，教师提出一个更高阶的问题：“我们的肺本身没有肌肉，它自己不会动，那是谁在推动它吸气和呼气呢？”这个问题将探究引向深入。教师不直接回答，而是出示一个“膈肌运动模拟器”（用去掉底部的塑料瓶、Y形管、小气球和橡胶膜制作）。学生通过拉动底部的橡胶膜（模拟膈肌收缩下降），观察到瓶内小气球（模拟肺）充气变大；松开橡胶膜（模拟膈肌舒张上升），观察到小气球变瘪。通过类比，学生恍然大悟：原来是胸腔底部的膈肌和肋骨间的肌肉在控制着胸腔的容积变化，从而驱动肺的扩张和收缩，实现了呼吸运动【难点】。教师播放一段膈肌与呼吸的动画视频，将这一动态过程可视化，进一步强化了结构与功能相适应的观点。

4.数据应用：测量呼吸与肺活量

【高频考点】【实践活动】理解了呼吸的动力机制后，教师引导学生回到最初的运动体验，讨论“为什么运动员的呼吸比我们平稳？”从而引出“肺活量”的概念。肺活量是衡量呼吸能力强弱的重要指标。教师分发简易的一次性肺活量测量袋（或利用大号气球和直尺自制测量工具），指导学生深吸气后，将气体缓缓吹入袋中，读取鼓起部分的最大数值（以毫升为单位）。学生测量并记录自己的肺活量，然后组内交流，探讨肺活量与性别、体育锻炼习惯之间的关系。教师引导学生对比呼吸频率数据：刚才测得的安静状态下每分钟呼吸次数和肺活量大小之间有什么关系？学生通过数据分析发现，通常肺活量大的同学，每分钟呼吸次数反而少，因为他们一次呼吸就能获取更多的氧气【重要】。这一发现让学生深刻体会到体育锻炼对增强呼吸机能、提升身体素质的重要意义。

5.情感升华：保护我们的呼吸系统

课程最后，教师展示一组对比图片：蓝天白云下的深呼吸与雾霾天里戴口罩的行人；茂密的森林与烟囱林立的工厂。引导学生讨论：“呼吸器官如此重要，又如此娇嫩，我们应该怎样保护它们？”学生联系生活实际，从“不随地吐痰、勤开窗通风、戴口罩防雾霾、加强体育锻炼、远离二手烟、多植树种草”等多个角度提出保护措施。教师总结，保护呼吸器官不仅是保护自己，更是爱护我们共同的地球家园，将科学知识升华为生命教育与环保意识，完成了从知识习得到价值认同的闭环【基础】。

六、板书设计

探索生命奥秘：呼吸的旅程

（一）气体变化

吸入：空气（氧气多，二氧化碳少）

↓澄清石灰水实验（浑浊）

呼出：二氧化碳多，氧气少

（二）器官与路线

鼻→咽→喉→气管→支气管→肺

（呼吸道）（气体交换的场所）

（三）呼吸动力

膈肌收缩↓胸腔扩张→吸气

膈肌舒张↑胸腔收缩→呼气

七、教学评价与反思

本教学设计摒弃了传统的知识灌输模式，采用项目化