《呼吸的變化》教學(xué)設(shè)計(jì)-2026-2027學(xué)年教科版四年級(jí)科學(xué)上冊(cè)

《呼吸的變化》教學(xué)設(shè)計(jì)-2026-2027學(xué)年教科版（新教材）

小學(xué)科學(xué)四年級(jí)上冊(cè)

一、學(xué)情分析

四年級(jí)學(xué)生通過上一節(jié)課的學(xué)習(xí)，已經(jīng)熟練掌握了人體呼吸器官

的組成與功能，了解了呼吸的基本原理，具備了本課學(xué)習(xí)的知識(shí)基礎(chǔ)。

從生活經(jīng)驗(yàn)來看，學(xué)生都有運(yùn)動(dòng)后氣喘、呼吸加快的直觀體驗(yàn)，能夠

初步感知運(yùn)動(dòng)與呼吸變化的關(guān)聯(lián)，但僅停留在感性認(rèn)知層面，缺乏科

學(xué)的數(shù)據(jù)支撐和原理認(rèn)知。

學(xué)生的探究能力處于初步發(fā)展階段，能夠完成簡(jiǎn)單的計(jì)數(shù)、計(jì)時(shí)、

數(shù)據(jù)記錄等基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)操作，但自主數(shù)據(jù)分析、規(guī)律總結(jié)的能力較弱。

同時(shí)，學(xué)生存在普遍的認(rèn)知盲區(qū)：不清楚呼吸次數(shù)變化的根本原因，

不明白為什么運(yùn)動(dòng)越劇烈，呼吸越快；部分學(xué)生認(rèn)為呼吸變化只是身

體的臨時(shí)反應(yīng)，與身體健康、氧氣消耗沒有關(guān)聯(lián)。止匕外，學(xué)生實(shí)驗(yàn)過

程中容易出現(xiàn)計(jì)數(shù)不準(zhǔn)、狀態(tài)不規(guī)范、數(shù)據(jù)偏差等問題，需要教師規(guī)

范引導(dǎo)。本節(jié)課通過定量實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)對(duì)比、原理分析，幫助學(xué)生從感

性體驗(yàn)上升到理性科學(xué)認(rèn)知，貼合學(xué)生探究能力發(fā)展水平。

二、教材分析

《呼吸的變化》是教科版2026新教材四年級(jí)上冊(cè)第二單元第二

課時(shí)內(nèi)容，承接《認(rèn)識(shí)呼吸器官》的結(jié)構(gòu)認(rèn)知，聚焦呼吸的動(dòng)態(tài)變化

規(guī)律，實(shí)現(xiàn)從“認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)”到“探究功能”的知識(shí)進(jìn)階，是單元核心

探究課時(shí)，同時(shí)為后續(xù)《測(cè)量肺活量》的學(xué)習(xí)鋪墊原理基礎(chǔ)。

新教材遵循新課標(biāo)探究式學(xué)習(xí)理念，編寫邏輯清晰、層層遞進(jìn)。

教材首先通過生活情境設(shè)問，引發(fā)學(xué)生思考運(yùn)動(dòng)與呼吸的關(guān)系；隨后

設(shè)計(jì)核心對(duì)比實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生測(cè)量安靜狀態(tài)、慢走、快跑三種不同狀

態(tài)下的呼吸次數(shù)，通過數(shù)據(jù)對(duì)比發(fā)現(xiàn)呼吸變化規(guī)律；接著精講呼吸變

化的科學(xué)原理，關(guān)聯(lián)氧氣消耗與人體運(yùn)動(dòng)的內(nèi)在聯(lián)系；最后結(jié)合生活

實(shí)際，講解呼吸變化與身體健康、體育鍛煉的關(guān)系，滲透健康生活理

念。

本課教材核心價(jià)值在于培養(yǎng)學(xué)生的定量探究能力和數(shù)據(jù)分析能

力，讓學(xué)生學(xué)會(huì)用數(shù)據(jù)證明科學(xué)規(guī)律，打破主觀感性判斷，建立“運(yùn)

動(dòng)強(qiáng)度一氧氣消耗一呼吸頻率”的科學(xué)邏輯，同時(shí)幫助學(xué)生理解體育

鍛煉對(duì)呼吸系統(tǒng)的積極作用，實(shí)現(xiàn)科學(xué)探究與健康育人的雙重目標(biāo)。

三、核心素養(yǎng)教學(xué)目標(biāo)

依據(jù)2026版小學(xué)科學(xué)新課標(biāo)核心素養(yǎng)要求，結(jié)合本課教材內(nèi)容

與四年級(jí)學(xué)情，制定四維教學(xué)目標(biāo)：

1.科學(xué)觀念：知道人體運(yùn)動(dòng)量越大，氧氣消耗越多，呼吸頻率就

會(huì)越快；掌握不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的呼吸變化規(guī)律；理解呼吸加快的核心

原理是為了獲取更多氧氣、排出更多二氧化碳；了解運(yùn)動(dòng)對(duì)呼吸系統(tǒng)

的積極影響。

2.科學(xué)探究：能夠規(guī)范完成不同狀態(tài)下的呼吸次數(shù)測(cè)量實(shí)驗(yàn)，準(zhǔn)

確記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；學(xué)會(huì)對(duì)比、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，自主總結(jié)呼吸變化的科

學(xué)規(guī)律，掌握定量探究的基本方法，提升實(shí)驗(yàn)操作與數(shù)據(jù)分析能力。

3.科學(xué)思維：能夠基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯推理，建立運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、

氧氣消耗、呼吸頻率三者的關(guān)聯(lián)；摒棄主觀感性判斷，學(xué)會(huì)用實(shí)證思

維分析生命現(xiàn)象，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)邏輯。

4.態(tài)度責(zé)任：體會(huì)人體生命活動(dòng)的規(guī)律性與關(guān)聯(lián)性，敬畏生命、

尊重科學(xué)；認(rèn)識(shí)到體育鍛煉能夠增強(qiáng)呼吸功能，主動(dòng)養(yǎng)成堅(jiān)持運(yùn)動(dòng)、

科學(xué)鍛煉的好習(xí)慣，樹立健康生活的責(zé)任意識(shí)。

四、教學(xué)重難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)：通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下呼吸的變化規(guī)律;

理解運(yùn)動(dòng)引發(fā)呼吸加快的科學(xué)原理。

教學(xué)難點(diǎn)：建立運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、氧氣消耗、呼吸頻率之間的邏輯關(guān)聯(lián)；能

夠精準(zhǔn)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)語言解釋呼吸變化的原因。

五、教學(xué)過程

（一）復(fù)習(xí)導(dǎo)入，銜接新知

教師帶領(lǐng)學(xué)生回顧上節(jié)課核心知識(shí)，快速提問鞏固：人體的呼吸

器官有哪些？肺的核心功能是什么？

學(xué)生集體作答，夯實(shí)舊知基礎(chǔ)。

師：我們已經(jīng)知道，肺部通過呼吸為人體提供氧氣、排出二氧化

碳，維持生命活動(dòng)。大家回憶一下，我們上完體育課、快速跑步之后,

身體會(huì)有什么變化？

生1:跑步之后會(huì)氣喘吁吁，呼吸變得很快。

生2：運(yùn)動(dòng)越劇烈，呼吸越快，胸口起伏越明顯。

師：大家的體驗(yàn)都很真實(shí)！為什么運(yùn)動(dòng)后呼吸一定會(huì)加快？不同

的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度，呼吸變化一樣嗎？今天我們就通過科學(xué)實(shí)驗(yàn)，探究《呼

吸的變化》，解開運(yùn)動(dòng)與呼吸的秘密。

設(shè)計(jì)意圖：新舊知識(shí)銜接導(dǎo)入，依托學(xué)生真實(shí)生活體驗(yàn)設(shè)問，激發(fā)學(xué)生探究欲望，自然引出

本課實(shí)驗(yàn)探究主題，構(gòu)建單元連貫知識(shí)體系。

（二）探究新知，精講教材核心內(nèi)容

板塊一：明確實(shí)驗(yàn)任務(wù)，規(guī)范實(shí)驗(yàn)要求

教師精講教材實(shí)驗(yàn)板塊內(nèi)容：本節(jié)課我們將完成教材核心對(duì)比實(shí)驗(yàn),

測(cè)量三種不同狀態(tài)下的呼吸次數(shù)，分別是安靜靜坐狀態(tài)、慢走一分鐘

后、快跑一分鐘后，通過數(shù)據(jù)對(duì)比，探究運(yùn)動(dòng)與呼吸變化的關(guān)系。

教師結(jié)合教材要求，明確實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：一呼一吸完整算一次呼吸,

測(cè)量時(shí)間統(tǒng)一為一分鐘；實(shí)驗(yàn)過程中保持狀態(tài)規(guī)范，安靜狀態(tài)下不晃

動(dòng)、不說話，運(yùn)動(dòng)后立即快速測(cè)量，保證數(shù)據(jù)真實(shí)準(zhǔn)確；小組分工合

作，專人計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、記錄，每人完成三組測(cè)量。

師：大家思考一下，為什么我們要測(cè)量三種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，只

測(cè)一種狀態(tài)可以嗎？

生：不可以，多種狀態(tài)對(duì)比，才能看出運(yùn)動(dòng)強(qiáng)弱對(duì)呼吸的影響，實(shí)驗(yàn)

結(jié)果更準(zhǔn)確。

設(shè)計(jì)意圖：嚴(yán)格落實(shí)教材實(shí)驗(yàn)要求，明確實(shí)驗(yàn)規(guī)范，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度；通過設(shè)問引

導(dǎo)學(xué)生理解對(duì)比實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性，滲透控制變量的探究思想。

板塊二：開展分組實(shí)驗(yàn)，采集分析數(shù)據(jù)

學(xué)生以小組為單位開展教材原生實(shí)驗(yàn)，依次完成三種狀態(tài)的呼吸次數(shù)

測(cè)量,填寫教材配套實(shí)驗(yàn)記錄表。教師巡視指導(dǎo)，糾正學(xué)生計(jì)數(shù)錯(cuò)誤、

狀態(tài)不規(guī)范等問題，確保實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有效。

實(shí)驗(yàn)完成后，教師匯總各組典型數(shù)據(jù)，展示班級(jí)平均數(shù)據(jù)：安靜

狀態(tài)下，四年級(jí)學(xué)生一分鐘呼吸次數(shù)約20-25次；慢走后呼吸次數(shù)

明顯上升，約28-35次；快跑后呼吸次數(shù)大幅上升，約40-50次。

師：結(jié)合我們的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，大家小組討論，說一說不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)

下，呼吸發(fā)生了怎樣的變化？

小組代表發(fā)言：安靜時(shí)呼吸最慢、最平穩(wěn)；輕微運(yùn)動(dòng)后呼吸變快；劇

烈運(yùn)動(dòng)后呼吸最快、最急促。運(yùn)動(dòng)越劇烈，呼吸次數(shù)越多。

教師總結(jié)教材實(shí)驗(yàn)結(jié)論：人體呼吸頻率會(huì)隨運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度變化，運(yùn)動(dòng)

強(qiáng)度越大，呼吸次數(shù)越多、呼吸越急促。

設(shè)計(jì)意圖：完整復(fù)刻教材探究流程，讓學(xué)生自主操作、采集數(shù)據(jù)、分析規(guī)律，充分發(fā)揮學(xué)生

主體地位，培養(yǎng)學(xué)生定量探究和數(shù)據(jù)分析能力，落實(shí)本課教學(xué)重點(diǎn)。

板塊三：精講原理，解讀呼吸變化本質(zhì)

教師深度精講教材核心原理內(nèi)容，解答學(xué)生核心疑問：為什么運(yùn)動(dòng)越

劇烈，呼吸越快？

教材明確指出：人體運(yùn)動(dòng)時(shí)，肌肉、骨骼等身體器官的活動(dòng)量增

大，消耗的氧氣會(huì)大幅增加，同時(shí)產(chǎn)生的二氧化碳廢氣也會(huì)增多。為

了滿足身體的氧氣需求、及時(shí)排出多余廢氣，肺部必須加快工作速度,

通過加快呼吸、加深呼吸的方式，吸入更多氧氣、排出更多二氧化碳，

因此運(yùn)動(dòng)后呼吸會(huì)變快。

師：現(xiàn)在大家明白原理了，那我們運(yùn)動(dòng)后大口喘氣，本質(zhì)是身體

在做什么？

生：是為了快速補(bǔ)充身體需要的氧氣，排出運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的二氧化碳。

師：非常精準(zhǔn)！安靜時(shí)身體消耗氧氣少，呼吸平緩；劇烈運(yùn)動(dòng)氧

氣消耗量大，呼吸就會(huì)加快，這是人體自我調(diào)節(jié)、適應(yīng)生命活動(dòng)的科

學(xué)規(guī)律。

板塊四：拓展延伸，關(guān)聯(lián)健康生活

教師精講教材生活拓展內(nèi)容：呼吸的變化不僅是正常生理現(xiàn)象，也能

反映呼吸系統(tǒng)的健康狀態(tài)，同時(shí)科學(xué)的運(yùn)動(dòng)能夠鍛煉呼吸功能。

教材指出：長(zhǎng)期堅(jiān)持適度體育鍛煉的人，心肺功能更強(qiáng)，安靜狀

態(tài)下呼吸更平穩(wěn)，運(yùn)動(dòng)后呼吸恢復(fù)速度更快；缺乏鍛煉的人，呼吸功

能較弱，輕微運(yùn)動(dòng)就會(huì)氣喘吁吁，恢復(fù)速度較慢。

師：結(jié)合這個(gè)知識(shí)點(diǎn)，大家說一說，為什么我們要堅(jiān)持每天體育

鍛煉？

生1：堅(jiān)持運(yùn)動(dòng)可以鍛煉肺部功能，讓呼吸更有力、更健康。

生2：經(jīng)常運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)后呼吸不會(huì)那么急促，身體耐力更好。

教師補(bǔ)充：同時(shí)我們也要注意，劇烈運(yùn)動(dòng)后不能立刻停下、大口

猛喘、喝冰水，要緩慢走動(dòng)、平穩(wěn)呼吸，讓呼吸系統(tǒng)慢慢恢復(fù)，避免

損傷呼吸器官。

設(shè)計(jì)意圖：立足教材拓展內(nèi)容，關(guān)聯(lián)學(xué)生口常運(yùn)動(dòng)習(xí)慣，實(shí)現(xiàn)科學(xué)知識(shí)與健康生活的結(jié)合,

落實(shí)態(tài)度責(zé)任素養(yǎng)，讓科學(xué)知識(shí)服務(wù)于生活。

（三）課堂辨析，深化思維

教師出示兩個(gè)認(rèn)知觀點(diǎn)，組織學(xué)生辨析判斷：觀點(diǎn)一“呼吸加快

是身體生病的表現(xiàn)”；觀點(diǎn)二“運(yùn)動(dòng)后呼吸加快是身體的正常調(diào)節(jié)現(xiàn)

家。

學(xué)生自主辨析發(fā)言，教師總結(jié)：運(yùn)動(dòng)后的呼吸加快是人體適應(yīng)氧氣消

耗的正常生理調(diào)節(jié)，不是生病；但安靜狀態(tài)下無故呼吸急促、胸悶，

可能是身體異常，需要及時(shí)關(guān)注。

（四）課堂小結(jié)

本節(jié)課我們嚴(yán)格按照教材探究流程，通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)完成了本課核

心探究任務(wù)，精準(zhǔn)采集并分析了不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的呼吸數(shù)據(jù)，成功總

結(jié)出呼吸變化的科學(xué)規(guī)律：人體運(yùn)動(dòng)