《呼吸的变化》教学设计-2026-2027学年教科版四年级科学上册

《呼吸的变化》教学设计-2026-2027学年教科版（新教材）

小学科学四年级上册

一、学情分析

四年级学生通过上一节课的学习，已经熟练掌握了人体呼吸器官

的组成与功能，了解了呼吸的基本原理，具备了本课学习的知识基础。

从生活经验来看，学生都有运动后气喘、呼吸加快的直观体验，能够

初步感知运动与呼吸变化的关联，但仅停留在感性认知层面，缺乏科

学的数据支撑和原理认知。

学生的探究能力处于初步发展阶段，能够完成简单的计数、计时、

数据记录等基础实验操作，但自主数据分析、规律总结的能力较弱。

同时，学生存在普遍的认知盲区：不清楚呼吸次数变化的根本原因，

不明白为什么运动越剧烈，呼吸越快；部分学生认为呼吸变化只是身

体的临时反应，与身体健康、氧气消耗没有关联。止匕外，学生实验过

程中容易出现计数不准、状态不规范、数据偏差等问题，需要教师规

范引导。本节课通过定量实验、数据对比、原理分析，帮助学生从感

性体验上升到理性科学认知，贴合学生探究能力发展水平。

二、教材分析

《呼吸的变化》是教科版2026新教材四年级上册第二单元第二

课时内容，承接《认识呼吸器官》的结构认知，聚焦呼吸的动态变化

规律，实现从“认识结构”到“探究功能”的知识进阶，是单元核心

探究课时，同时为后续《测量肺活量》的学习铺垫原理基础。

新教材遵循新课标探究式学习理念，编写逻辑清晰、层层递进。

教材首先通过生活情境设问，引发学生思考运动与呼吸的关系；随后

设计核心对比实验，引导学生测量安静状态、慢走、快跑三种不同状

态下的呼吸次数，通过数据对比发现呼吸变化规律；接着精讲呼吸变

化的科学原理，关联氧气消耗与人体运动的内在联系；最后结合生活

实际，讲解呼吸变化与身体健康、体育锻炼的关系，渗透健康生活理

念。

本课教材核心价值在于培养学生的定量探究能力和数据分析能

力，让学生学会用数据证明科学规律，打破主观感性判断，建立“运

动强度一氧气消耗一呼吸频率”的科学逻辑，同时帮助学生理解体育

锻炼对呼吸系统的积极作用，实现科学探究与健康育人的双重目标。

三、核心素养教学目标

依据2026版小学科学新课标核心素养要求，结合本课教材内容

与四年级学情，制定四维教学目标：

1.科学观念：知道人体运动量越大，氧气消耗越多，呼吸频率就

会越快；掌握不同运动状态下的呼吸变化规律；理解呼吸加快的核心

原理是为了获取更多氧气、排出更多二氧化碳；了解运动对呼吸系统

的积极影响。

2.科学探究：能够规范完成不同状态下的呼吸次数测量实验，准

确记录实验数据；学会对比、分析实验数据，自主总结呼吸变化的科

学规律，掌握定量探究的基本方法，提升实验操作与数据分析能力。

3.科学思维：能够基于实验数据进行逻辑推理，建立运动强度、

氧气消耗、呼吸频率三者的关联；摒弃主观感性判断，学会用实证思

维分析生命现象，培养严谨的科学逻辑。

4.态度责任：体会人体生命活动的规律性与关联性，敬畏生命、

尊重科学；认识到体育锻炼能够增强呼吸功能，主动养成坚持运动、

科学锻炼的好习惯，树立健康生活的责任意识。

四、教学重难点

教学重点：通过对比实验，发现不同运动状态下呼吸的变化规律;

理解运动引发呼吸加快的科学原理。

教学难点：建立运动强度、氧气消耗、呼吸频率之间的逻辑关联；能

够精准分析实验数据，用严谨的科学语言解释呼吸变化的原因。

五、教学过程

（一）复习导入，衔接新知

教师带领学生回顾上节课核心知识，快速提问巩固：人体的呼吸

器官有哪些？肺的核心功能是什么？

学生集体作答，夯实旧知基础。

师：我们已经知道，肺部通过呼吸为人体提供氧气、排出二氧化

碳，维持生命活动。大家回忆一下，我们上完体育课、快速跑步之后,

身体会有什么变化？

生1:跑步之后会气喘吁吁，呼吸变得很快。

生2：运动越剧烈，呼吸越快，胸口起伏越明显。

师：大家的体验都很真实！为什么运动后呼吸一定会加快？不同

的运动强度，呼吸变化一样吗？今天我们就通过科学实验，探究《呼

吸的变化》，解开运动与呼吸的秘密。

设计意图：新旧知识衔接导入，依托学生真实生活体验设问，激发学生探究欲望，自然引出

本课实验探究主题，构建单元连贯知识体系。

（二）探究新知，精讲教材核心内容

板块一：明确实验任务，规范实验要求

教师精讲教材实验板块内容：本节课我们将完成教材核心对比实验,

测量三种不同状态下的呼吸次数，分别是安静静坐状态、慢走一分钟

后、快跑一分钟后，通过数据对比，探究运动与呼吸变化的关系。

教师结合教材要求，明确实验标准：一呼一吸完整算一次呼吸,

测量时间统一为一分钟；实验过程中保持状态规范，安静状态下不晃

动、不说话，运动后立即快速测量，保证数据真实准确；小组分工合

作，专人计时、计数、记录，每人完成三组测量。

师：大家思考一下，为什么我们要测量三种不同的运动状态，只

测一种状态可以吗？

生：不可以，多种状态对比，才能看出运动强弱对呼吸的影响，实验

结果更准确。

设计意图：严格落实教材实验要求，明确实验规范，培养学生严谨的实验态度；通过设问引

导学生理解对比实验的科学性，渗透控制变量的探究思想。

板块二：开展分组实验，采集分析数据

学生以小组为单位开展教材原生实验，依次完成三种状态的呼吸次数

测量,填写教材配套实验记录表。教师巡视指导，纠正学生计数错误、

状态不规范等问题，确保实验数据有效。

实验完成后，教师汇总各组典型数据，展示班级平均数据：安静

状态下，四年级学生一分钟呼吸次数约20-25次；慢走后呼吸次数

明显上升，约28-35次；快跑后呼吸次数大幅上升，约40-50次。

师：结合我们的实验数据，大家小组讨论，说一说不同运动状态

下，呼吸发生了怎样的变化？

小组代表发言：安静时呼吸最慢、最平稳；轻微运动后呼吸变快；剧

烈运动后呼吸最快、最急促。运动越剧烈，呼吸次数越多。

教师总结教材实验结论：人体呼吸频率会随运动强度变化，运动

强度越大，呼吸次数越多、呼吸越急促。

设计意图：完整复刻教材探究流程，让学生自主操作、采集数据、分析规律，充分发挥学生

主体地位，培养学生定量探究和数据分析能力，落实本课教学重点。

板块三：精讲原理，解读呼吸变化本质

教师深度精讲教材核心原理内容，解答学生核心疑问：为什么运动越

剧烈，呼吸越快？

教材明确指出：人体运动时，肌肉、骨骼等身体器官的活动量增

大，消耗的氧气会大幅增加，同时产生的二氧化碳废气也会增多。为

了满足身体的氧气需求、及时排出多余废气，肺部必须加快工作速度,

通过加快呼吸、加深呼吸的方式，吸入更多氧气、排出更多二氧化碳，

因此运动后呼吸会变快。

师：现在大家明白原理了，那我们运动后大口喘气，本质是身体

在做什么？

生：是为了快速补充身体需要的氧气，排出运动产生的二氧化碳。

师：非常精准！安静时身体消耗氧气少，呼吸平缓；剧烈运动氧

气消耗量大，呼吸就会加快，这是人体自我调节、适应生命活动的科

学规律。

板块四：拓展延伸，关联健康生活

教师精讲教材生活拓展内容：呼吸的变化不仅是正常生理现象，也能

反映呼吸系统的健康状态，同时科学的运动能够锻炼呼吸功能。

教材指出：长期坚持适度体育锻炼的人，心肺功能更强，安静状

态下呼吸更平稳，运动后呼吸恢复速度更快；缺乏锻炼的人，呼吸功

能较弱，轻微运动就会气喘吁吁，恢复速度较慢。

师：结合这个知识点，大家说一说，为什么我们要坚持每天体育

锻炼？

生1：坚持运动可以锻炼肺部功能，让呼吸更有力、更健康。

生2：经常运动，运动后呼吸不会那么急促，身体耐力更好。

教师补充：同时我们也要注意，剧烈运动后不能立刻停下、大口

猛喘、喝冰水，要缓慢走动、平稳呼吸，让呼吸系统慢慢恢复，避免

损伤呼吸器官。

设计意图：立足教材拓展内容，关联学生口常运动习惯，实现科学知识与健康生活的结合,

落实态度责任素养，让科学知识服务于生活。

（三）课堂辨析，深化思维

教师出示两个认知观点，组织学生辨析判断：观点一“呼吸加快

是身体生病的表现”；观点二“运动后呼吸加快是身体的正常调节现

家。

学生自主辨析发言，教师总结：运动后的呼吸加快是人体适应氧气消

耗的正常生理调节，不是生病；但安静状态下无故呼吸急促、胸闷，

可能是身体异常，需要及时关注。

（四）课堂小结

本节课我们严格按照教材探究流程，通过对比实验完成了本课核

心探究任务，精准采集并分析了不同运动状态下的呼吸数据，成功总

结出呼吸变化的科学规律：人体运动