2.3《呼吸的变化》教学设计-2026-2027学年科学四年级上册新教科版

2.3《呼吸的变化》教学设计一、教材分析本课是人体呼吸单元第三课时，承接前两课认识呼吸器官、呼吸过程的基础，聚焦不同状态下呼吸次数变化这一核心现象。教材分为聚焦、探索、研讨、拓展四部分：先用运动打球场景抛出核心问题；通过实测运动前后呼吸次数、呼吸模型模拟两个探究活动，直观呈现呼吸变化；借助气体成分柱状图解释呼吸加快的原理；最后研讨生活问题、拓展脉搏与呼吸关联，将科学知识和运动、睡眠等生活场景结合，构建“运动耗能→需更多氧气→呼吸加深加快”的完整逻辑，落实人体生理健康相关科学概念，为后续学习肺活量、呼吸健康打下基础。二、学情分析四年级学生已有基础认知：知道跑步、打球后会喘气，能分清吸气、呼气，认识肺、鼻腔等呼吸器官。认知短板：1.不清楚呼吸快慢和身体耗氧的内在联系，只停留在“运动后喘气”表面感受；2.不会规范测量、记录呼吸次数，实验数据收集容易出错；3.难以理解吸入、呼出气体成分差异，抽象的气体交换过程需要模型辅助；能力特点：动手测量、小组合作意愿强，喜欢生活化探究活动，适合通过实测、模型模拟、生活案例拆解知识点；生活经验丰富，能结合睡觉、跑步、蒙头睡觉等场景思考问题。三、核心素养分析科学观念1.人体安静、运动、睡眠等不同状态，每分钟呼吸次数不同；运动强度越大，呼吸次数越多。2.呼吸本质是肺部气体交换，运动时身体消耗氧气变多，呼吸会加快加深，获取更多氧气、排出二氧化碳。3.呼吸、脉搏变化都能反映身体供氧需求，运动后二者同步加快。科学思维1.通过对比安静、运动后的呼吸数据，归纳运动与呼吸次数的变化规律，建立因果逻辑。2.结合气体成分图表、呼吸模型，推理呼吸加快是为了满足身体氧气消耗，能解释蒙头睡觉、剧烈运动喘气等生活现象。探究实践1.能规范测量、记录安静、深蹲运动后每分钟呼吸次数，整理数据得出实验发现。2.使用塑料瓶呼吸模型模拟呼吸，观察“肺”扩张收缩幅度变化，直观感知运动时呼吸更深。3.小组合作完成实测、讨论、数据分析，能完整表述实验过程与结论。态度责任1.体会呼吸和身体健康密切相关，懂得适度运动锻炼呼吸器官，养成健康运动习惯。2.规避蒙头睡觉等危害呼吸的不良生活习惯，建立爱护呼吸器官、关注身体变化的健康意识。四、教学重点1.通过实验发现：运动后人体每分钟呼吸次数显著增多。2.理解运动时呼吸加快的原因：身体耗氧量提升，肺部需要加快气体交换。五、教学难点结合气体交换原理，解释生活中各类呼吸变化现象，建立“身体耗能—氧气需求—呼吸变化”的逻辑关系。六、教具准备教师：呼吸器官演示模型、吸入呼出气体成分对比PPT、打篮球运动短视频、计时秒表、实验记录单、板书磁吸；学生：秒表（每组1块）、呼吸简易模型、铅笔、记录单。七、教学过程（一）导入新课（配套视频：1分钟青少年户外打篮球实拍短视频）1.教师活动：播放学生打篮球运动短视频，提问：视频里同学打完球之后，大家有没有类似体验？剧烈运动完身体哪里会有明显变化？板书课题《呼吸的变化》。2.学生活动：观看视频，自由发言，说出运动后气喘、呼吸变快、心跳加速等感受。3.设计意图：用贴近学生日常的运动场景激趣，直接引出本课研究主题，唤醒学生真实生活体验。（二）讲授新课（一）聚焦板块1.教师活动：出示教材打球插图，出示核心问题“人体在不同状态下，呼吸有什么不同？”引导学生猜想：安静坐着、跑步、睡觉三种状态，呼吸快慢一样吗？请学生大胆预测。2.学生活动：独立思考后举手猜想，多数学生猜测运动时呼吸更快，安静、睡觉时呼吸慢。3.设计意图：抛出驱动性问题，制造认知疑问，明确本节课探究目标，激发学生实验求证的欲望。（二）探索板块活动1：实测运动前后每分钟呼吸次数1.教师活动：讲解测量规则：一吸一呼算一次呼吸，静坐安静1分钟测基础数据；原地深蹲30次后立刻再次测量，发放记录单，明确小组分工（计时员、计数员、记录员），巡视指导各组规范测量。2.学生活动：小组合作，依次测量安静、深蹲30次后的呼吸次数，填写记录单，对比两组数据，写下“我的发现”。3.设计意图：定量实验获取真实数据，用数据直观证明运动能让呼吸次数增加，培养规范实验、数据记录的探究能力。活动2：呼吸模型模拟呼吸状态1.教师活动：出示塑料瓶呼吸模型，讲解瓶子代表胸腔、气球代表肺、橡胶膜代表膈肌；示范缓慢安静呼吸、急促深度呼吸两种操作，提问两种操作下气球膨胀幅度有什么区别。2.学生活动：分组操作模型，分别模拟安静、剧烈运动后的呼吸，观察气球收缩扩张幅度，对比发现运动时“肺”扩张更大、收缩更快。3.设计意图：用具象模型化解抽象生理过程，让学生看见“运动时呼吸更深”，辅助理解肺部气体交换变化。（三）研讨板块1.教师活动：出示吸入、呼出气体成分柱状图，讲解气体交换原理；依次抛出3个研讨问题，组织小组讨论，点名汇报后梳理标准答案。研讨问题1：剧烈运动后呼吸次数不变会怎样？研讨问题2：什么状态下每分钟呼吸次数变少？研讨问题3：蒙头睡觉会气闷的原因？2.学生活动：观察图表，小组交流讨论三个问题，结合实验、气体知识完整表达观点。3.设计意图：依托实验数据、科学图表支撑推理，用研讨问题串联生活实例，突破本课教学难点，锻炼科学解释能力。（四）拓展板块1.教师活动：出示把脉图片，讲解脉搏测量方法，布置拓展小任务：回家测量静坐、跳绳1分钟后的脉搏，对比脉搏变化，思考脉搏和呼吸变化的相同点。2.学生活动：学习把脉方式，记录课后拓展任务，简单预测运动后脉搏会变快。3.设计意图：打通呼吸与循环系统关联，延伸课堂探究到家庭实践，完善“运动改变身体生理状态”的认知。（三）课堂练习选择题（3道）1.下列哪种状态下，人的呼吸次数最多（）A.安静看书B.跑完步C.躺在床上睡觉答案：B2.人体气体交换的主要场所是（）A.鼻腔B.肺C.气管答案：B3.剧烈运动后呼吸加快是因为身体需要更多（）A.二氧化碳B.氧气C.氮气答案：B判断题（3道）1.吸入和呼出气体里，氮气的含量没有变化。（√）2.睡觉休息时，我们的呼吸次数会比跑步时更多。（×）3.运动不仅会让呼吸加快，脉搏也会跟着变快。（√）情境题小明晚上蒙着被子睡觉，半夜觉得胸口发闷、喘不上气，请你用本课知识解释原因。答案：被子捂住头部，空气不流通，被子内氧气不断被人体消耗，呼出的二氧化碳堆积，肺部无法吸入充足氧气，气体交换受阻，所以会感觉气闷。（四）课堂小结（196字，适配四年级）今天我们一起探究了呼吸的变化，通过测量发现，安静时呼吸缓慢，做完深蹲运动后呼吸次数明显变多。借助呼吸模型，我们看到运动时肺部扩张收缩幅度更大。我们还知道，呼吸是在肺部完成气体交换，运动消耗大量氧气，呼吸加快才能吸入更多氧气、排出二氧化碳。睡觉时身体消耗能量少，呼吸会变慢；蒙头睡觉会缺少氧气，让人胸闷。最后我们了解到，运动后呼吸和脉搏都会同时加快。平时适度运动，能锻炼我们的呼吸器官，同时要避开蒙头睡觉这类伤害呼吸的坏习惯。八、板书设计3呼吸的变化1.不同状态呼吸不同安静：呼吸慢、次数少运动：呼吸快、次数多睡眠：呼吸最慢2.原理：运动耗氧多→肺部加快气体交换吸入：氧气多呼出：二氧化碳多3.拓展：运动后呼吸、脉搏同步加快健康：适度运动，不蒙头睡觉九、教学反思成功之处1.探究活动贴合四年级学生动手特点，实测呼吸次数+模型模拟双层实验，抽象知识直观化，学生能自主通过数据得出运动加快呼吸的结论，课堂参与度高。2.素材贴近生活，打篮球、蒙头睡觉、测脉搏等案例，学生有生活体验，研讨环节发言积极，能自主用课堂知识解释生活现象，落实科学思维培养。3.分层练习设计清晰，选择、判断夯实基础，情境题拔高知识应用能力，当堂检测能快速掌握学生知识漏洞。不足之处1.小组测量呼吸时，部分学生不会规范计数，容易数错呼吸次数，耽误课堂实验时间，前期测量规则讲解不够细致。2.气体成分柱状图涉及百分比，四年级学生对数值对比理解较慢，讲解原理时耗时偏长，拓展脉搏部分课堂讲解时间不足。3.小组研讨时少数学困生不敢发言，缺少分层引导提问，没能兼顾全体学生表达。教学建