小學(xué)科學(xué)“呼吸與空氣”教學(xué)案例設(shè)計(jì)與實(shí)踐一、案例背景與設(shè)計(jì)理念“呼吸與空氣”是小學(xué)科學(xué)課程中生命科學(xué)領(lǐng)域的重要內(nèi)容，旨在引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)人體呼吸系統(tǒng)的基本功能，探究空氣與生命活動(dòng)的密切關(guān)系。本案例基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體，通過情境創(chuàng)設(shè)、動(dòng)手實(shí)踐、合作探究等方式，幫助學(xué)生在親身體驗(yàn)中構(gòu)建科學(xué)概念，培養(yǎng)科學(xué)探究能力和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。教學(xué)對(duì)象為小學(xué)中年級(jí)學(xué)生，他們對(duì)自身身體和周圍世界充滿好奇，但抽象思維能力尚在發(fā)展中，需要借助直觀現(xiàn)象和具體操作來理解抽象知識(shí)。二、教學(xué)目標(biāo)（一）科學(xué)知識(shí)1.知道人體需要呼吸，呼吸是生命的基本特征之一。2.了解呼出的氣體與吸入的空氣在成分上有所不同（初步感知二氧化碳含量的變化）。3.認(rèn)識(shí)到空氣對(duì)生命的重要性。（二）科學(xué)探究1.通過體驗(yàn)活動(dòng)，感知呼吸時(shí)身體的變化。2.能設(shè)計(jì)并參與簡(jiǎn)單的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，觀察、記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并嘗試分析現(xiàn)象背后的原因。3.培養(yǎng)提出問題、作出假設(shè)、搜集證據(jù)、得出結(jié)論的探究能力。（三）科學(xué)態(tài)度與價(jià)值觀1.激發(fā)對(duì)生命現(xiàn)象和科學(xué)探究的興趣。2.培養(yǎng)合作與交流的意識(shí)，樂于分享自己的發(fā)現(xiàn)和觀點(diǎn)。3.初步形成珍愛生命、保護(hù)環(huán)境（關(guān)注空氣質(zhì)量）的意識(shí)。（四）科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境（STSE）1.了解空氣與人類健康的關(guān)系，認(rèn)識(shí)到清新空氣的重要性。三、教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)：感知呼吸過程，探究呼出氣體與空氣的不同。難點(diǎn)：理解呼出氣體中二氧化碳增多（通過澄清石灰水變渾濁現(xiàn)象間接感知），并將此現(xiàn)象與呼吸的意義聯(lián)系起來。四、教學(xué)準(zhǔn)備教師準(zhǔn)備：多媒體課件（包含人體呼吸過程示意圖、空氣污染圖片等）、澄清石灰水、試管、玻璃導(dǎo)管（或吸管）、集氣瓶、玻璃片、水槽、打氣筒、氣球、保鮮袋、火柴、蠟燭、教學(xué)模型（可選）。學(xué)生準(zhǔn)備：每人一份實(shí)驗(yàn)記錄表（簡(jiǎn)易）、小組活動(dòng)材料（根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分組準(zhǔn)備）。五、教學(xué)過程（一）創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課（約5分鐘）教師活動(dòng)：（1）引導(dǎo)學(xué)生做一個(gè)深呼吸，提問：“同學(xué)們剛才在做什么？我們?yōu)槭裁匆煌５睾粑?？”?）播放一段運(yùn)動(dòng)員劇烈運(yùn)動(dòng)后大口喘氣的視頻，提問：“運(yùn)動(dòng)員為什么在劇烈運(yùn)動(dòng)后呼吸會(huì)變得急促？”學(xué)生活動(dòng)：（1）體驗(yàn)深呼吸，思考并回答教師提出的問題。（2）觀看視頻，結(jié)合自身經(jīng)驗(yàn)討論運(yùn)動(dòng)與呼吸的關(guān)系。設(shè)計(jì)意圖：通過親身體驗(yàn)和生活情境，激發(fā)學(xué)生興趣，自然導(dǎo)入“呼吸”主題，初步感知呼吸的重要性。（二）感知呼吸，初識(shí)器官（約10分鐘）教師活動(dòng)：（1）引導(dǎo)學(xué)生將雙手分別放在胸部和腹部，感受平靜狀態(tài)下和深吸氣、深呼氣時(shí)身體的變化。提問：“吸氣時(shí)，胸部和腹部有什么感覺？呼氣時(shí)呢？”（2）結(jié)合人體呼吸系統(tǒng)示意圖（或模型），簡(jiǎn)要介紹參與呼吸的主要器官（鼻、咽、喉、氣管、肺等），強(qiáng)調(diào)肺是氣體交換的主要場(chǎng)所。學(xué)生活動(dòng)：（1）按要求進(jìn)行體驗(yàn)，小組內(nèi)交流自己的感受，如“吸氣時(shí)胸部鼓起，呼氣時(shí)胸部收縮”。（2）觀察示意圖，傾聽教師講解，對(duì)呼吸系統(tǒng)有初步的整體認(rèn)識(shí)。設(shè)計(jì)意圖：通過直觀感受，幫助學(xué)生建立呼吸運(yùn)動(dòng)與身體變化的聯(lián)系；利用示意圖輔助，使抽象的器官知識(shí)具體化。（三）探究發(fā)現(xiàn)：呼出的氣體與空氣有什么不同？（約20分鐘）1.提出問題，作出假設(shè)教師活動(dòng)：“我們吸入的是空氣，呼出的也是空氣嗎？它們完全一樣嗎？你有什么猜想？”引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)（如呼出的氣體有哈氣，能使玻璃片模糊等）提出假設(shè)，如“呼出的氣體可能含有更多的‘水汽’”、“呼出的氣體可能和吸入的空氣不一樣，也許含有別的東西”。學(xué)生活動(dòng)：思考，大膽猜想，自由發(fā)言。2.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證假設(shè)教師活動(dòng)：（1）針對(duì)“呼出氣體中是否有水蒸氣”，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)，如：對(duì)著冷玻璃片呼氣，觀察現(xiàn)象。（2）重點(diǎn)引導(dǎo)探究“呼出氣體與空氣在成分上的差異”。介紹澄清石灰水遇二氧化碳會(huì)變渾濁的特性。*實(shí)驗(yàn)一：空氣與澄清石灰水：用打氣筒向裝有澄清石灰水的試管中打入空氣，觀察現(xiàn)象。*實(shí)驗(yàn)二：呼出氣體與澄清石灰水：用吸管向另一裝有等量澄清石灰水的試管中吹氣（強(qiáng)調(diào)用嘴含住吸管末端，緩慢吹氣，不要吸氣），觀察現(xiàn)象。（3）強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：安全、衛(wèi)生（吸管專人專用或消毒）、觀察要仔細(xì)。學(xué)生活動(dòng)：（1）分組討論實(shí)驗(yàn)方案。（2）分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，仔細(xì)觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（如：實(shí)驗(yàn)一中石灰水無明顯變化或變化很慢；實(shí)驗(yàn)二中石灰水變渾濁）。（3）小組內(nèi)交流觀察到的現(xiàn)象。3.分析現(xiàn)象，得出結(jié)論教師活動(dòng)：“兩個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有什么不同？這說明了什么？”引導(dǎo)學(xué)生分析，得出“呼出氣體中含有比空氣中更多的二氧化碳”的結(jié)論。簡(jiǎn)要解釋二氧化碳是人體細(xì)胞呼吸作用產(chǎn)生的廢氣，需要通過呼氣排出體外。學(xué)生活動(dòng)：對(duì)比實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，思考現(xiàn)象背后的原因，嘗試用自己的語言描述結(jié)論。設(shè)計(jì)意圖：通過“提出問題-作出假設(shè)-設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)-動(dòng)手操作-分析結(jié)論”的探究流程，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和實(shí)證精神。重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)的對(duì)比設(shè)計(jì)，有助于學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)變量，增強(qiáng)結(jié)論的說服力。（四）拓展延伸：空氣對(duì)生命的意義（約5分鐘）教師活動(dòng)：（1）提問：“如果沒有空氣，會(huì)怎樣？”引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)空氣是生命存在的基本條件之一。（2）展示空氣污染圖片或視頻片段，提問：“這樣的空氣對(duì)我們的呼吸有好處嗎？我們應(yīng)該怎樣保護(hù)空氣環(huán)境？”學(xué)生活動(dòng)：（1）思考回答，舉例說明（如：憋氣不能太久，魚缸需要打氣等）。（2）觀看圖片/視頻，討論保護(hù)空氣環(huán)境的方法，如植樹造林、少開汽車、不燃放煙花爆竹等。設(shè)計(jì)意圖：將課堂知識(shí)與生命現(xiàn)象、環(huán)境保護(hù)相聯(lián)系，拓展學(xué)生視野，培養(yǎng)其社會(huì)責(zé)任感。（五）總結(jié)與回顧（約3分鐘）教師活動(dòng)：“通過今天的學(xué)習(xí)，你有哪些收獲？關(guān)于呼吸和空氣，你還有什么想知道的嗎？”引導(dǎo)學(xué)生梳理本課知識(shí)點(diǎn)，并鼓勵(lì)提出新的問題。學(xué)生活動(dòng)：分享學(xué)習(xí)收獲，提出新的疑問。設(shè)計(jì)意圖：幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)總結(jié)能力，并激發(fā)持續(xù)探究的興趣。六、板書設(shè)計(jì)（示例）呼吸與空氣1.我們?cè)诤粑罕恰?、喉→氣管→肺（吸氣時(shí)胸部擴(kuò)張，呼氣時(shí)胸部收縮）2.呼出的氣體≠吸入的空氣*水蒸氣變多（冷玻璃片）*二氧化碳變多（澄清石灰水變渾濁）3.空氣是生命之源→保護(hù)空氣環(huán)境設(shè)計(jì)意圖：簡(jiǎn)潔明了，突出重點(diǎn)，幫助學(xué)生構(gòu)建知識(shí)框架。七、教學(xué)反思本案例通過一系列學(xué)生參與度高的活動(dòng)，將抽象的呼吸過程和氣體變化直觀化、可感化。在實(shí)際教學(xué)中，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1.實(shí)驗(yàn)的有效性：澄清石灰水的濃度、吹氣的時(shí)間和力度都會(huì)影響實(shí)驗(yàn)效果，課前需充分試做。對(duì)于“二氧化碳使澄清石灰水變渾濁”這一核心知識(shí)點(diǎn)，不宜過度深化化學(xué)原理，只需讓學(xué)生建立現(xiàn)象與結(jié)論的聯(lián)系即可。2.學(xué)生的個(gè)體差異：在小組活動(dòng)中，要關(guān)注不同學(xué)生的參與度，鼓勵(lì)不愛發(fā)言的學(xué)生表達(dá)看法，確保每位學(xué)生都有所收獲。3.時(shí)間的把控：探究環(huán)節(jié)是重點(diǎn)，應(yīng)給予學(xué)生充足的時(shí)間思考、操作和討論，但也要注意整