教科版四年级科学上册《呼吸的变化》教学设计

教科版科学四年级上册教学设计

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“运动耗能一需更多氧气一呼吸加深加快”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，婕立“身体耗能一氧

气需求一呼吸变化”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

八氏、、OO

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：B

2.人体气体交换的主要场所是（）

A.鼻腔B.肺C.气管

答案：B

3.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。（V）

2.睡觉休息时，我们的呼吸次数会比跑步时更多。（X）

3.运动不仅会让呼吸加快，脉搏也会跟着变快。（J）

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：运动耗氧多一肺部加快气体交换

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