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基 本 信 息
学科 小学科学 版本 教科版
年级 四年级上册
单元名称 第2单元《呼吸与消化》
单元主题 生命能量站——探秘呼吸与消化的科学协作
课时安排 9课时
一、单元主题
生命能量站——探秘呼吸与消化的科学协作
二、单元大情景
“健康特工队”行动任务
学生化身“健康特工”,接受总部任务——为学校设计《健康能量手册》。通过8项科学任务破解呼吸与消化的奥秘,最终在“校园健康博览会”展示成果,培养健康生活守护者使命感。
三、课程标准分析
核心概念 核心概念5.生命系统的构成层次
学习内容 5.1人体由多个系统组成; 5.4生活习惯与健康
学段目标 (3-4年级) ①描述呼吸/消化器官功能; ②探究运动与呼吸频率的关系; ③设计营养均衡食谱; ④树立健康防护意识
四、单元教材分析
本单元共包含《感受我们的呼吸》、《呼吸与健康生活》、《测量肺活量》、《一天的食物》、《食物中的营养》、《营养要均衡》、《食物在口腔里的变化》和《食物在身体里的旅行》这8课内容。
(一)第1课《感受我们的呼吸》
1.核心内容:
(1)认识呼吸器官(鼻、气管、肺)及其功能。
(2)通过“塑料袋模拟肺”实验观察呼吸过程(吸气→扩张/呼气→收缩)。
2.关键活动:
记录安静/运动后呼吸频率差异,理解呼吸与生命活动的关系。
(二)第2课《呼吸与健康生活》
1.核心内容:
(1)探究呼吸频率与运动强度的关联(如跳绳后呼吸加快)。
(2)分析不良习惯(吸烟、雾霾)对呼吸系统的危害。
2.关键活动:
设计“校园空气质量监测方案”,提出防护措施。
(三)第3课《测量肺活量》
1.核心内容:
(1)肺活量定义及意义(反映肺部功能强弱)。
(2)学习使用简易肺活量计(水瓶倒置法)测量数据。
2.关键活动:
对比不同年龄段(学生 vs 成人)肺活量数据,分析运动对肺功能的提升作用。
(四)第4课《一天的食物》
1.核心内容:
(1)记录一日三餐食物种类,分类(植物性/动物性)。
(2)理解“食物多样性”对健康的重要性。
2.关键活动:
绘制“食物彩虹图”,标注不同颜色食物的营养功能(如红色→补铁)。
(五)第5课《食物中的营养》
1.核心内容:
(1)六大营养素(糖类、脂肪、蛋白质、维生素、水、无机盐)的功能。
(2)实验检测食物营养(碘酒验淀粉、按压法测脂肪)。
2.关键活动:
分析“方便面 vs 蔬菜沙拉”营养标签,讨论健康选择。
(六)第6课《营养要均衡》
1.核心内容:
(1)“膳食宝塔”结构解读(底层谷物→顶层油脂)。
(2)设计营养均衡的一日食谱。
2.关键活动:
角色扮演“营养师”,为挑食同学定制改善方案。
(七)第7课《食物在口腔里的变化》
1.核心内容:
(1)口腔消化过程(牙齿切割、舌搅拌、唾液分解淀粉)。
(2)模拟实验:咀嚼馒头感受甜味(淀粉→麦芽糖)。
2.关键活动:
制作“口腔模型”,标注牙齿类型(门齿、臼齿、犬齿)的功能。
(八)第8课《食物在身体里的旅行》
1.核心内容:
(1)消化器官路径(口腔→食道→胃→小肠→大肠)。
(2)各器官功能(胃研磨、小肠吸收)。
2.关键活动:
PVC管组装“消化道模型”,用小球模拟食物移动路径。
这八课之间分为呼吸和消化两个系统,按照递进式知识链排布,最后都指向行为健康目标:
1.纵向递进:
(1)呼吸系统(课1-3):结构认知(课1)→功能探究(课2)→健康量化(课3)。
(2)消化系统(课4-8):食物认知(课4)→营养分析(课5-6)→消化机制(课7-8)。
2.横向整合:
能量转化链:呼吸系统吸入氧气 → 消化系统分解营养 → 共同释放能量维持生命。
3.健康行为闭环:
认知器官(结构)→ 量化健康指标(肺活量/营养)→ 制定健康计划(食谱/护齿)。
五、教学目标
科学观念 描述呼吸/消化器官功能,解释能量转化原理
科学思维 设计对比实验(如运动前后呼吸频率),分析数据规律
探究实践 制作肺活量计、消化道模型,检测食物营养
态度责任 制定《家庭健康公约》,培养健康责任感
六、学情分析
1.年龄特点:四年级学生具象思维为主,对“看不见的气体”“微观消化”需实验辅助理解。
2.认知基础:已知“运动后喘气”“食物变粪便”,但缺乏系统器官功能认知。
3.兴趣点:角色扮演(特工任务)、动手实验(模型制作)。
七、活动设置
课1 破解“气体交换密码” 认识呼吸器官结构 塑料袋模拟肺实验+绘制呼吸漫画(美术)
课2 呼吸频率追踪战 验证运动与呼吸关系 跳绳/静坐呼吸记录+折线图分析(数学)
课3 解锁能量钥匙 (肺活量) 掌握肺功能量化方法 自制水瓶肺活量计+班级数据排名赛
课4 食物特工档案库 分类记录一日食物 制作“食物彩虹图”(色彩学)+多样性分析
课5 营养检测实验室 探究营养素功能 碘酒测淀粉实验+蛋白质燃烧观察(安全操作)
课6 膳食密码破译 设计均衡食谱 角色扮演“营养师”+定制老人/运动员食谱(社会关怀)
课7 口腔消化工厂 理解物理化学消化 咀嚼馒头实验+牙齿类型模型制作(工程)
课8 消化道探险 模拟食物消化路径 PVC管组装模型+小球运输实验(物理)
八、教学方法
1.任务驱动法:
每课发布“特工任务卡”(如课3任务:解锁肺活量密码,获取能量钥匙)。
2.实验探究法:
控制变量实验(课2):对比跳绳0/5/10分钟后的呼吸频率差异。
3.模型建构法:
课8:用PVC管、气球、漏斗组装消化道动态模型,标注器官功能。
九、学习方法
1.角色代入学习:
扮演“红细胞”运输氧气(呼吸链)、“淀粉分子”被分解(消化链)。
2.合作探究:
4人小组分工:操作员、记录员、汇报员、材料员(课5营养实验)。
3.迁移应用:
将膳食宝塔(课6)迁移至家庭食谱优化(如减少油炸食品)。
十、评价策略
(一)单元总体评价策略
类型 占比 内容
过程性评价 60% 实验记录单(30%)+模型制作(20%)+健康方案(10%)
终结性评价 40% 《健康能量手册》完整性(25%)+博览会展示(15%)
(二)分活动评价表
活动1:破解“气体交换密码”(对应课1《感受我们的呼吸》)
实验操作 完成塑料袋模拟肺实验 规范操作并记录扩张/收缩现象 创新改进模型(如增加膈肌模拟装置)
结构认知 标注2个呼吸器官(如肺、气管) 标注4个器官并描述功能 绘制动态呼吸流程图(吸气→气体交换→呼气)
科学表达 复述“呼吸是气体交换” 解释“氧气进/二氧化碳出”原理 类比汽车引擎说明呼吸供能机制
活动2:呼吸频率追踪战(对应课2《呼吸与健康生活》)
数据记录 记录安静/运动后呼吸次数 绘制呼吸频率折线图(3组数据) 计算呼吸增幅百分比(如跳绳后+50%)
结论分析 说出“运动后呼吸加快” 解释“呼吸加快为肌肉供氧” 关联能量转换(葡萄糖+O →能量)
健康应用 列举1条护肺建议(如戴口罩) 设计家庭运动计划 撰写《雾霾天呼吸防护指南》
活动3:解锁能量钥匙(肺活量)(对应课3《测量肺活量》)
工具使用 用水瓶完成肺活量测量 记录3次测量值取平均 改进工具(如加刻度尺提升精度)
数据分析 对比自己与同学肺活量 分析年龄/性别对肺活量影响 建立肺活量与运动习惯关联模型
健康规划 知道“运动增强肺功能” 制定每周跑步计划 设计班级“肺活力挑战赛”方案
活动4:食物特工档案库(对应课4《一天的食物》)
分类能力 按植物/动物性分类食物 细分主食/蔬菜/蛋白质来源 创建多维分类表(如本地/进口、季节)
数据呈现 记录一日三餐食物种类 制作“食物彩虹图”(5色) 统计周食谱多样性(如达15种)
反思应用 发现“早餐缺蔬菜”问题 提出增加果蔬方案 设计《家庭食物多样性打卡表》
活动5:营养检测实验室(对应课5《食物中的营养》)
实验操作 完成碘酒测淀粉实验 独立操作2种检测法(淀粉/脂肪) 设计蛋白质燃烧验证实验(教师监护)
结论推导 复述“淀粉遇碘变蓝” 解释“脂肪在纸上留油渍”原理 分析方便面高脂低蛋白缺陷
迁移创新 列举1种高蛋白食物 制作“校园零食红绿灯榜单” 研发健康零食配方(如燕麦能量棒)
活动6:膳食密码破译(对应课6《营养要均衡》)
膳食设计 按宝塔结构搭配三餐 设计老人/运动员专属食谱 优化传统食谱(如少油版红烧肉)
问题解决 指出“挑食导致营养失衡” 分析“学生近视与维生素A缺乏”关联 提出“校园午餐改进方案”附成本核算
社会责任 承诺“不浪费食物” 组织班级“光盘行动” 发起社区《均衡营养倡议书》签名
活动7:口腔消化工厂(对应课7《食物在口腔里的变化》)
观察记录 描述咀嚼后馒头变甜 记录不同咀嚼次数甜度变化 用pH试纸验证唾液淀粉酶活性
模型制作 制作牙齿类型卡片(门齿/臼齿) 黏土模型标注3类牙齿功能 设计动态口腔模型(齿轮模拟咀嚼)
健康习惯 知道“饭后漱口” 分析碳酸饮料腐蚀牙釉质原理 制定《班级护牙公约》含监督机制
活动8:消化道探险(对应课8《食物在身体里的旅行》)
模型构建 组装基础消化道模型(口腔→肛门) 标注器官功能(如胃=研磨) 添加创新结构(如小肠绒毛放大镜)
原理解释 复述食物消化路径 解释“胃酸分解蛋白质” 用类比说明小肠吸收(海绵吸水)
健康防护 列出2条护胃守则(如细嚼慢咽) 分析“暴饮暴食致胃痛”科学依据 设计“21天健康饮食打卡”APP原型
十一、作业设计
活动1:破解“气体交换密码”(课1《感受我们的呼吸》)
基础作业 绘制呼吸器官图(标注鼻、气管、肺) ★:标注2个器官
★★:标注4个器官+箭头示气体流向
★★★:添加功能说明(如“肺=气体交换”)
提升作业 录制“塑料袋模拟肺”实验视频(1分钟) ★:展示基础操作
★★:慢镜头呈现扩张/收缩现象
★★★:配音解释呼吸原理
拓展作业 设计《动物呼吸奥秘》手账(鱼鳃/鸟气囊) ★:介绍1种动物呼吸方式
★★:对比2种动物呼吸差异
★★★:分析结构与功能适应性
活动2:呼吸频率追踪战(课2《呼吸与健康生活》)
基础作业 记录安静/跳绳后呼吸次数(表格) ★:记录1组数据
★★:记录3组数据+计算平均值
★★★:绘制呼吸频率折线图
提升作业 分析“戴口罩跑步”的呼吸感受报告 ★:描述1种不适感(如闷热)
★★:解释口罩对气体交换的影响
★★★:提出改进口罩设计建议
拓展作业 制作《城市空气质量与呼吸健康》海报 ★:列举2种污染物
★★:用PM2.5数据地图展示危害
★★★:设计“校园空气净化”方案
活动3:解锁能量钥匙(肺活量)(课3《测量肺活量》)
基础作业 填写肺活量测试表(自身数据) ★:填写单次测量值
★★:3次测量取平均
★★★:对比同龄人标准值
提升作业 设计“肺活量提升训练计划”(2周) ★:列出1项运动(如吹气球)
★★:制定每日训练时长/频次
★★★:附训练前后数据对比
拓展作业 撰写《运动员肺活量研究报告》 ★:收集1位运动员数据
★★:分析运动类型与肺活量关系
★★★:论证肺活量与运动表现关联
活动4:食物特工档案库(课4《一天的食物》)
基础作业 制作“一日食物彩虹图”(5色分类) ★:分类3种食物
★★:分类10种+颜色正确
★★★:标注每类营养价值
提升作业 对比中西早餐营养差异(表格) ★:列举1组差异(如牛奶vs豆浆)
★★:分析蛋白质/钙含量差异
★★★:设计“融合营养早餐”食谱
拓展作业 拍摄《家庭食物多样性纪录片》(3分钟) ★:记录3餐食材
★★:采访家人饮食偏好
★★★:提出优化建议并实践
活动5:营养检测实验室(课5《食物中的营养》)
基础作业 填写营养素检测表(淀粉/脂肪) ★:完成1种食物检测
★★:检测3种食物+记录现象
★★★:分析检测误差原因
提升作业 实验探究“油炸食品脂肪含量” ★:用滤纸按压记录油渍
★★:对比薯片/蔬菜油渍面积
★★★:计算脂肪占比百分比
拓展作业 研发“低脂高蛋白零食”配方 ★:列出2种原料(如鸡胸肉)
★★:制作样品并检测营养
★★★:设计包装营养标签
活动6:膳食密码破译(课6《营养要均衡》)
基础作业 绘制膳食宝塔简图(标注5层) ★:画出3层
★★:标注每层食物量(如谷物300g)
★★★:添加“每日饮水1500ml”提示
提升作业 为挑食同学定制“营养改善计划” ★:分析1种挑食危害(如缺钙)
★★:设计替代食谱(如西兰花补钙)
★★★:跟踪2周效果并记录
拓展作业 策划“校园营养午餐周”活动方案 ★:列出3道菜品
★★:标注每道菜营养值
★★★:附成本核算及学生满意度调查
活动7:口腔消化工厂(课7《食物在口腔里的变化》)
基础作业 制作牙齿类型卡片(门齿/犬齿/臼齿) ★:画出1种牙齿
★★:标注3种牙齿+功能
★★★:添加动物牙齿对比
提升作业 实验报告《咀嚼次数与消化关系》 ★:记录咀嚼10次/30次消化速度
★★:用碘酒验证淀粉分解程度
★★★:提出“细嚼慢咽”科学依据
拓展作业 设计“智能护牙牙刷”原型(图文) ★:描述1种功能(如计时)
★★:标注感应器位置(牙菌斑检测)
★★★:用3D建模软件展示设计
活动8:消化道探险(课8《食物在身体里的旅行》)
基础作业 拼贴消化器官路径图(口腔→肛门) ★:拼对5个器官
★★:拼全8个器官+箭头方向
★★★:标注关键功能(如小肠=吸收)
提升作业 用软管/漏斗制作“蠕动胃”模型 ★:完成基础结构
★★:演示食物研磨过程
★★★:量化“研磨效率”(如碎化程度)
拓展作业 编写《食物旅行日记》科幻故事 ★:描述3个消化站点
★★:拟人化器官对话★★★:融入健康知识(如暴饮暴食危害)
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