资源简介

2.3《呼吸的变化》导学案
年级： 四年级 学科： 科学
学习目标
1. 通过实验测量，知道安静、运动、睡眠时每分钟呼吸次数不同，运动强度越大呼吸越快。
2. 借助模型、气体成分图，理解运动后呼吸加快是因为身体耗氧量增加，肺部需要更多气体交换。
3. 能用本课知识解释蒙头睡觉、运动喘气等生活现象，养成爱护呼吸器官的健康习惯。
学习重难点
重点：运动后呼吸次数明显增多；运动耗氧多，呼吸加快获取氧气。
难点：建立“身体耗能—氧气需求—呼吸变化”逻辑，解释生活呼吸现象。
课前准备
秒表、呼吸简易模型、实验记录单、铅笔
一、情境导入·自主猜想
观看打篮球运动视频，思考问题：
1. 剧烈运动结束后，你的身体有什么感受？
____________________________________________________
2. 猜一猜：安静坐着、跑步、睡觉三种状态，呼吸快慢一样吗？哪种状态呼吸最快？哪种最慢？
我的猜想：____________________________________________
二、探究活动一：实测运动前后呼吸次数
实验规则
1. 一吸一呼算作一次呼吸。
2. 先静坐安静1分钟，记录呼吸次数；做完30次原地深蹲后立刻测1分钟呼吸次数。
3. 小组分工：计时员、计数员、记录员。
实验数据记录单
身体状态 每分钟呼吸次数
安静静坐
深蹲 30 次后
我的实验发现：________________________________________
三、探究活动二：呼吸模型模拟实验
模型对应：塑料瓶=胸腔；气球=肺；橡胶膜=膈肌
1. 缓慢推拉橡胶膜，模拟安静呼吸：气球扩张幅度____（大/小），收缩速度____（快/慢）。
2. 快速大幅度推拉橡胶膜，模拟剧烈运动后呼吸：气球扩张幅度____（大/小），收缩速度____（快/慢）。
我的观察结论：运动时肺部扩张收缩幅度更大、速度更快。
四、研讨思考（结合气体交换知识作答）
1. 如果剧烈运动后，呼吸次数保持不变，身体会出现什么情况？
____________________________________________________
2. 人在什么状态下，每分钟呼吸次数最少？为什么？
____________________________________________________
3. 蒙着被子睡觉容易胸闷、喘不上气，请说出其中科学道理。
____________________________________________________
五、拓展实践
课后小任务：回家测量静坐1分钟、跳绳1分钟后的脉搏次数，对比数据思考：呼吸和脉搏变化有什么相同规律？
我的预测：____________________________________________
六、课堂巩固练习
选择题
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
2. 人体气体交换的主要场所是（）
A. 鼻腔 B. 肺 C. 气管
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
判断题（对打√，错打×）
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。（）
情境简答题
小明晚上蒙着被子睡觉，半夜觉得胸口发闷、喘不上气，请用本节课知识解释原因。
____________________________________________________
____________________________________________________
七、课堂小结填空
1. 安静时呼吸____、次数少；运动时呼吸____、次数多；睡眠时呼吸最____。
2. 运动消耗大量____，身体需要肺部加快气体交换，吸入更多氧气，排出更多________。
3. 健康小贴士：适度运动锻炼呼吸器官，不要________睡觉。
参考答案
一、情境导入·自主猜想
1. 示例：喘气、呼吸变快、心跳加速、很累
2. 示例：不一样；跑步时呼吸最快，睡觉时呼吸最慢
二、探究活动一：实测运动前后呼吸次数
我的实验发现：运动后的每分钟呼吸次数比安静时多很多。
三、探究活动二：呼吸模型模拟实验
1. 小；慢
2. 大；快
四、研讨思考
1. 身体氧气供应不足，缺少氧气会感觉胸闷、乏力、头晕，无法持续运动。
2. 睡眠状态；睡觉时身体消耗能量少，对氧气需求低，不需要频繁呼吸。
3. 被子挡住空气流通，被窝内氧气不断被消耗，呼出的二氧化碳堆积，肺部吸入氧气不足，气体交换受阻，因此胸闷气短。
五、拓展实践
我的预测：跳绳运动后脉搏次数会比静坐时明显变快，和呼吸变化规律相同。
六、课堂巩固练习
选择题
1.B 2.B 3.B
判断题
1.√ 2.× 3.√
情境简答题
被子捂住头部，空气无法流通，被窝里的氧气不断被人体消耗，二氧化碳越积越多，肺部得不到充足氧气进行气体交换，所以会胸闷、喘不上气。
七、课堂小结填空
1. 慢；快；慢
2. 氧气；二氧化碳
3. 蒙头(共20张PPT)
2.3《呼吸的变化》
2026年秋期教科版（新教材）四年级上册科学
我们剧烈运动后，通常会感觉到
呼吸加快。
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？
导入新课
我有相同体验。剧烈运动后呼吸急促、胸口起伏剧烈，心跳加快，喉咙干渴，浑身发热大量出汗。肌肉消耗氧气增多，肺部加快换气，心脏加速输送氧气，身体代谢加快散热，休息片刻后呼吸、心跳才会慢慢恢复平稳。
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？
讲授新课
我剧烈运动后呼吸急促、胸口起伏很大，心跳飞快，喉咙发干想大口喘气，还会浑身发热、大量出汗。因为运动消耗氧气更多，肺要加快换气，心脏加速泵血输送氧气，身体代谢变快就会出汗散热，休息一会呼吸和心跳才慢慢平稳。
1.体验运动前后每分钟呼吸次数的变化。测量并记录安静状态下每分钟的呼吸次数作为比较的基础。测量并记录深蹲30次后每分钟呼吸的次数。
状态 每分钟呼吸的次数
安静状态 22 次
深蹲 30 次后 48 次
慢跑 1 分钟后 55 次
休息 3 分钟后 28 次
我的发现：
运动时身体消耗更多氧气，呼吸次数会明显增多；运动强度越大，呼吸越快；休息后呼吸次数会慢慢恢复到安静时的水平。
2.用呼吸器官模型模拟运动前后的呼吸状态，观察“肺”的工作状态。
人的呼吸实际上是在进行气体交换，使空气中的氧气进入血液，同时排出二氧化碳。气体交换主要在肺部进行。剧烈运动时，人体需要消耗更多的氧气，所以呼吸加快加深，使肺部气体交换速度加快以吸进更多的氧气。
3.阅读资料，说一说运动前后每分钟呼吸次数的变化与人体健康的关系。
1.如果剧烈运动后每分钟的呼吸次数保持不变会怎样？
剧烈运动时身体耗氧量大幅增加，若呼吸次数不变，肺部无法吸入充足氧气，也排不出多余二氧化碳。身体会缺氧，出现胸闷、头晕、乏力，肌肉酸痛无力，心脏超负荷跳动，严重时心慌、气喘甚至昏厥，只有加快呼吸才能补足氧气，维持身体正常运转。
2.什么状态下我们每分钟的呼吸次数会变少？
安静休息、深度睡眠、静坐放松时呼吸次数会变少。此时身体活动量低，肌肉消耗氧气少，不需要频繁换气。身体代谢变慢，氧气需求降低，肺部不用快速工作，呼吸平缓缓慢，每分钟次数明显少于运动后，完全满足身体基础供氧需求
3.说一说蒙头睡觉会感觉气闷的原因。
蒙头睡觉时被子隔绝空气，被窝里空间狭小。呼出的二氧化碳不断堆积，新鲜氧气难以进入，体内氧气变少、废气排不出去。大脑供氧不足，就会胸闷发闷、头晕犯困，睡眠质量变差，长期这样还会影响呼吸与身体健康。
运动后呼吸会加快，脉搏也会变化。测量运动前后的脉搏，说一说运动后脉搏有什么变化。
课堂练习
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
2. 人体气体交换的主要场所是（ ）
A. 鼻腔 B. 肺 C. 气管
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
B
一、选择题
B
B
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。（ ）
×
√
二、判断题
×
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。
三、情境题
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。
课堂总结
2.3 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
板书设计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→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：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。（√）
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。
教学建议
1. 课前提前示范呼吸计数方法，课堂先集体练习 10 秒计数，再分组实验，减少数据测量误差。
2. 简化气体图表讲解，只重点对比氧气、二氧化碳变化，弱化氮气等次要气体数值，节省课堂时间，预留充足时间交流拓展脉搏任务。
3. 研讨问题设置分层小提问，先引导学困生说基础感受，再由优等生完整推理，鼓励每位学生参与发言；课后布置脉搏测量实践作业，下节课分享测量结果。

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