一、實驗背景：為何選擇"胸腔變化測量"？演講人CONTENTS實驗背景：為何選擇"胸腔變化測量"？教學目標：三維目標的精準定位實驗準備：從材料到預實驗的全面保障實驗實施：從操作到分析的步步引導拓展延伸：從實驗到生活的深度聯(lián)結(jié)總結(jié)：從測量到思維的成長印記目錄2025小學五年級科學上冊深呼吸時胸腔變化測量實驗課件作為一名從事小學科學教育十余年的教師，我始終相信：最好的科學課，是讓孩子用雙手觸摸知識，用數(shù)據(jù)驗證猜想。今天要和大家分享的"深呼吸時胸腔變化測量實驗"，正是這樣一節(jié)將人體生理認知與科學探究方法深度融合的實踐課。這節(jié)課不僅能幫助五年級學生直觀理解呼吸系統(tǒng)的工作原理，更能通過"測量-記錄-分析"的完整探究過程，培養(yǎng)他們的實證意識與科學思維。接下來，我將從實驗背景、教學目標、準備與實施、數(shù)據(jù)解讀、拓展延伸五個模塊展開詳細說明。01實驗背景：為何選擇"胸腔變化測量"？1課程標準的呼應《義務教育科學課程標準（2022年版）》在"生命科學領(lǐng)域"明確要求，五年級學生需"知道人體的呼吸、消化、血液循環(huán)、身體運動等生理活動都需要不同的器官協(xié)同工作"，并"能基于觀察與測量，描述人體在運動前后的生理變化"。本實驗正是針對"呼吸"這一核心生理活動，通過量化測量胸腔變化，將抽象的"呼吸過程"轉(zhuǎn)化為可感知、可記錄的具體數(shù)據(jù)。2學生認知的銜接五年級學生已通過前兩冊的學習，初步了解呼吸系統(tǒng)的組成（鼻、咽、喉、氣管、支氣管、肺），但對"呼吸時各器官如何協(xié)同工作"的理解仍停留在文字描述層面。他們對"吸氣時胸腔擴大，呼氣時胸腔縮小"的結(jié)論多為記憶性認知，缺乏直觀驗證。通過親手測量胸腔周長變化，能幫助學生建立"結(jié)構(gòu)與功能相適應"的生物學觀念，實現(xiàn)從"知道"到"理解"的認知躍升。3生活經(jīng)驗的聯(lián)結(jié)每個學生都有"跑步后大喘氣""吹氣球時鼓肚子"的生活體驗，但鮮少有人關(guān)注呼吸時胸腔的具體變化。實驗將這些零散的生活經(jīng)驗轉(zhuǎn)化為科學探究的起點，讓學生意識到：科學不是書本上的符號，而是對日常現(xiàn)象的深度追問與系統(tǒng)研究。02教學目標：三維目標的精準定位教學目標：三維目標的精準定位基于課程標準與學生學情，本實驗設定以下教學目標：1知識目標能準確描述平靜呼吸與深呼吸時胸腔的變化規(guī)律（吸氣時胸腔擴大，呼氣時縮小；深呼吸時變化幅度更大）理解胸腔變化與肺容積、氣體交換的關(guān)系（胸腔擴大→肺擴張→吸入空氣；胸腔縮小→肺收縮→呼出氣體）2能力目標掌握軟尺測量胸腔周長的規(guī)范方法（確定測量位置、控制軟尺松緊度、準確讀取數(shù)據(jù)）能設計簡單的實驗記錄表，完成"平靜吸氣-平靜呼氣-深吸氣-深呼氣"四個狀態(tài)的測量會通過計算差值（如深吸氣周長-平靜吸氣周長）分析胸腔變化幅度，用數(shù)據(jù)支持結(jié)論3情感態(tài)度目標體驗科學測量的嚴謹性，養(yǎng)成"重復測量取平均值"的實證意識01.通過小組合作測量，感受團隊協(xié)作在科學探究中的重要性02.建立"人體是一個精密系統(tǒng)"的認知，萌發(fā)關(guān)注呼吸系統(tǒng)健康的意識03.03實驗準備：從材料到預實驗的全面保障1實驗材料清單（以40人班級為例）|材料名稱|數(shù)量|功能說明||----------------|--------|--------------------------------------------------------------------------||軟質(zhì)測量尺|20把|精準測量胸腔周長（建議選擇刻度清晰、0刻度端帶固定夾的軟尺，避免滑動誤差）||實驗記錄表|40份|包含"測量狀態(tài)""測量者""數(shù)據(jù)1""數(shù)據(jù)2""平均值"等欄目，引導有序記錄||呼吸過程示意圖|1張（A3）|標注"肋骨""膈肌""胸腔"位置，幫助學生理解胸腔變化的生理機制|1實驗材料清單（以40人班級為例）|電子肺活量計|1臺|拓展環(huán)節(jié)使用，輔助理解胸腔變化與肺活量的關(guān)系||護腰軟尺固定帶|20條|輔助固定軟尺位置（可選，可用彈性繃帶自制，避免測量時軟尺上下滑動）|2教師預實驗的關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)為確保實驗效果，我提前以自己和5名學生為對象進行預實驗，發(fā)現(xiàn)以下需重點關(guān)注的問題：測量位置偏差：部分學生將軟尺纏繞在腰部（膈肌位置）而非胸腔（肋骨最下端），導致數(shù)據(jù)不能真實反映胸腔變化。需在實驗前明確標記"乳頭連線水平（男性）/乳房下沿水平（女性）"的測量位置。軟尺松緊度影響：軟尺過緊會壓迫胸腔，導致吸氣時擴張受限；過松則滑動偏移。需強調(diào)"貼合皮膚但無壓迫感"的操作標準，可通過"能插入1根手指"來檢驗。呼吸狀態(tài)干擾：學生因緊張可能出現(xiàn)"刻意深呼吸"或"呼吸節(jié)奏紊亂"。需指導學生先靜坐2分鐘，用"鼻吸鼻呼"的方式自然呼吸，待呼吸平穩(wěn)后再開始測量。3學生分組策略采用"4人小組"模式：1人測量（持軟尺）、1人讀數(shù)（報出刻度）、1人記錄（填寫表格）、1人監(jiān)督（檢查位置與松緊度）。組內(nèi)角色每輪測量后輪換，確保人人參與操作。04實驗實施：從操作到分析的步步引導1環(huán)節(jié)一：建立測量基準——平靜呼吸時的胸腔變化教師示范：我站在講臺上，手持軟尺，邊操作邊講解："首先，確定測量位置——將軟尺的0刻度端固定在左側(cè)鎖骨中線與肋骨下緣交點（用紅色貼紙標記），繞過背部，使軟尺處于同一水平高度?，F(xiàn)在我要進行平靜呼吸：用鼻子緩慢吸氣，感受肋骨向外、向上擴張；再緩慢呼氣，肋骨回落。測量時，助手在我吸氣末（不能再吸時）和呼氣末（不能再呼時）各讀一次數(shù)。"學生實踐：小組內(nèi)按"靜坐2分鐘→調(diào)整軟尺位置→測量平靜吸氣周長（記為A）→測量平靜呼氣周長（記為B）→重復3次取平均"的流程操作。我巡回指導，重點糾正"軟尺高低不一""讀數(shù)時機錯誤（如在呼吸過程中讀數(shù)）"等問題。2環(huán)節(jié)二：對比測量——深呼吸時的胸腔變化問題引導："如果我們用力吸一口氣（深吸氣），胸腔會比平靜吸氣時擴大多少？用力呼盡氣（深呼氣），又會比平靜呼氣時縮小多少？"通過提問激發(fā)探究興趣，引導學生明確實驗變量（呼吸深度）與不變量（測量位置、軟尺松緊度）。操作要點：深吸氣：用鼻子盡可能吸滿氣體，保持2秒（確保胸腔擴張到最大），此時讀數(shù)記為C；深呼氣：用嘴緩慢呼盡所有氣體，保持2秒（確保胸腔收縮到最?。?，此時讀數(shù)記為D；強調(diào)"深吸氣時不要聳肩""深呼氣時不要彎腰"，避免肩部或軀干運動干擾胸腔測量。數(shù)據(jù)記錄：2環(huán)節(jié)二：對比測量——深呼吸時的胸腔變化要求學生在記錄表中同時填寫原始數(shù)據(jù)與平均值（如C1=88cm，C2=89cm，C3=88cm，平均值C=88.3cm），并計算差值：Δ1=C-A（深吸氣比平靜吸氣擴大的周長），Δ2=B-D（平靜呼氣比深呼氣擴大的周長）。3環(huán)節(jié)三：數(shù)據(jù)解讀——從現(xiàn)象到原理的思維躍升小組匯報：各小組展示記錄表，分享典型數(shù)據(jù)（如某組數(shù)據(jù)：A=82cm，B=79cm，C=87cm，D=75cm；Δ1=5cm，Δ2=4cm）。引導學生觀察共性：所有小組的Δ1和Δ2均為正數(shù)，說明深呼吸時胸腔擴張與收縮的幅度更大?？茖W解釋：結(jié)合呼吸過程示意圖，用類比法講解："胸腔就像一個可以伸縮的盒子，盒子的'蓋子'是肋骨，'底'是膈肌。平靜呼吸時，肋骨和膈肌只做小幅度運動；深呼吸時，肋骨會向上、向外打開更大角度，膈肌會向下凹陷更深，所以胸腔這個'盒子'變得更大（吸氣）或更?。ê魵猓瑤臃坞S之擴張或收縮，吸入更多氧氣、呼出更多二氧化碳。"異常數(shù)據(jù)討論：3環(huán)節(jié)三：數(shù)據(jù)解讀——從現(xiàn)象到原理的思維躍升某小組報告Δ1僅2cm（遠小于其他組的4-6cm），引導學生分析可能原因：深吸氣時未吸滿（因緊張不敢用力）；軟尺過緊限制擴張。通過討論，強化"控制變量""重復測量"的科學方法。測量位置偏低（誤測腰部）；05拓展延伸：從實驗到生活的深度聯(lián)結(jié)1關(guān)聯(lián)健康：胸腔變化與肺活量的關(guān)系用電子肺活量計測量學生肺活量（深吸氣后盡力呼出的氣體量），發(fā)現(xiàn)：胸腔變化幅度大的學生，肺活量普遍更高（如Δ1=6cm的學生肺活量3200ml，Δ1=3cm的學生僅2100ml）。引導學生理解：胸腔擴張能力越強，肺能容納的氣體越多，呼吸效率越高。進而討論保護呼吸系統(tǒng)的方法（如不吸煙、避免霧霾天劇烈運動、堅持有氧運動）。2跨學科應用：藝術(shù)與科學的融合展示歌唱家演唱時的胸腔特寫視頻，觀察其深吸氣時胸腔明顯擴張的狀態(tài)；對比短跑運動員沖刺后雙手撐膝、大口喘氣的姿態(tài)（此時不僅胸腔運動，肩部、腹部肌肉也參與輔助呼吸）。讓學生意識到：呼吸不僅是生理活動，更是歌唱、運動等技能的基礎(chǔ)，科學與生活緊密相連。3課后探究：運動前后的胸腔變化布置實踐作業(yè)：測量自己"靜坐時""跳繩1分鐘后"的胸腔變化數(shù)據(jù)，比較Δ1的差異并分析原因（運動時需氧量增加，呼吸加深加快，胸腔擴張幅度更大）。鼓勵用圖表呈現(xiàn)數(shù)據(jù)，下節(jié)課分享。06總結(jié)：從測量到思維的成長印記總結(jié)：從測量到思維的成長印記本節(jié)課通過"提出問題-設計方案-測量數(shù)據(jù)-分析結(jié)論-聯(lián)系生活"的完整探究過程，讓學生不僅知道"深呼吸時胸腔會擴大"，更理解"為什么會擴大""擴大多少"；不僅掌握了軟尺測量的操作技能，更體會到"用數(shù)據(jù)說話"的科學本質(zhì)。當學生們看著自己記錄的Δ1數(shù)值，興奮地討論"