青岛版六三制（2024）科学三年级下册1.5《 制作肺活量计》 教案

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1.5 制作肺活量计
教学目标：
科学观念：
1.知道肺活量是指一次尽力吸气后，再尽力呼出的气体总量，理解肺活量大小是身体健康的重要标志之一。
2.了解测量肺活量的基本原理，知晓自制肺活量计利用排水法收集呼出气体来计量肺活量的科学依据。
科学思维：
1.能通过观察不同类型的肺活量计，分析其测量气体量的共同原理，进而迁移设计自制肺活量计的结构。
2.在实验过程中，能根据测量数据和现象进行简单分析，发现问题并提出改进思路，发展逻辑推理能力。
探究实践：
1.能小组合作完成自制肺活量计的制作，掌握“排水法”收集气体的核心操作步骤。
2.能按照规范流程测量自己和同伴的肺活量，正确记录数据并取最大值，熟练使用自制实验器材。
3.能主动观察实验现象，发现自制肺活量计的不足，通过讨论交流提出合理的改进方案并尝试优化。
态度责任：
1.对探究肺活量的大小和制作肺活量计产生浓厚兴趣，乐于参与小组合作实验和分享交流活动。
2.养成严谨的实验态度，认真遵守实验操作规范，如实记录实验数据，尊重科学事实。
3.初步建立“健康生活”的意识，理解肺活量与健康的关系，愿意在生活中通过运动等方式提升身体素质。
教学重难点：
重点：理解肺活量的科学定义，掌握测量肺活量的规范方法。小组合作完成自制肺活量计的制作，利用排水法成功测量肺活量。
难点：理解排水法测量呼出气体量的科学原理，并将其转化为自制肺活量计的设计与制作。分析自制肺活量计的缺陷，提出针对性的改进方案并有效实施。
教学过程：
一、明确问题
1. 情境游戏：“吹气球比赛”
教师：“同学们，今天我们先来玩一个有趣的比赛——吹气球！请3位同学上台，用一口气吹气球，谁吹的气球最大，我们就认为谁的‘肺力气’最大。”
邀请学生上台参与比赛，其他同学观察气球大小，评选“吹气球小冠军”。
教师追问：“为什么有的同学能把气球吹得更大？这个‘肺力气’在科学上有个专门的名字，叫做‘肺活量’。气球越大，说明肺活量越大，而肺活量较大通常被视为身体健康的重要标志。”
2. 提出问题，明确任务
教师：“肺活量的大小和我们的健康息息相关，你们想知道自己的肺活量有多大吗？专业的肺活量计可以测量，但今天我们要挑战自己——自制肺活量计，并用它来测一测自己的肺活量！”
板书课题：制作肺活量计
二、制订方案
任务一：明确肺活量测量规范
1. 教师讲解测量要求：“测量肺活量需要科学的方法，我们要平均测三次，大家可以观察每次的数值有什么不同。”
2. 出示操作指南，结合动画演示：
第一步：用鼻子深吸一口气，直到不能再吸气为止；
第二步：屏住呼吸，将嘴唇紧贴肺活量计的吹嘴，尽力吹出一口气，直到不能再吹出气体为止；
第三步：记录肺活量计上显示的数值；
第四步：连续测量三次，取最大值作为自己的肺活量。
3. 小组讨论：“为什么要测三次取最大值？测量时需要注意什么才能让结果更准确？”
预设回答：“可能第一次没吹尽力”“吸气不够深会影响结果”“吹的时候不能漏气”，教师总结测量的关键：吸气充分、吹气连贯、避免漏气。
4. 总结概念：“通过测量我们知道，肺活量就是指一次尽力吸气后，再尽力呼出的气体总量。”
任务二：观察并设计肺活量计
1. 展示教具：依次出示肺活量测量带、简易肺活量计、电子肺活量计，让学生轮流观察触摸。
2. 小组讨论：“这些肺活量计看起来不一样，它们都是用什么方法测量吹出气体的量的？”
教师引导：“测量带是通过气体膨胀拉伸带子来判断；简易肺活量计里有水柱，吹气时水柱会上升；电子肺活量计能直接显示数字，但核心都是‘测量气体的体积’。”
3. 提出设计问题：“我们自制肺活量计时，能用什么方法测量吹出气体的量呢？老师给大家提供一些器材：透明水槽、空矿泉水瓶、软管、量杯，大家可以结合‘排水法’来思考。”
教师演示排水法原理：“把装满水的瓶子倒放在水槽里，当气体通过软管进入瓶子，水会被挤出来，挤出来的水的体积，就等于呼出气体的体积。”
4. 小组设计方案：
发放设计图模板，小组合作绘制自制肺活量计的设计图，标注器材名称和组装步骤。
教师巡视指导，重点关注：瓶子如何固定、软管如何连接才能不漏气、如何标记刻度。
邀请2-3个小组展示设计图，分享设计思路，其他小组补充建议。
三、实施方案：动手制作，测量改进
任务一：制作肺活量计
1. 小组分工：每组明确“材料管理员”“组装员”“标记员”“安全员”，各司其职。
2. 分步操作，教师巡回指导：
第一步：用量杯分次量取一定量的水倒入矿泉水瓶中，每次倒入后用记号笔在瓶壁上标记对应的水量刻度（如100mL、200mL……），直到瓶子装满水，完成刻度标注。
第二步：将水槽中倒入约1/2的水，把标注好刻度的矿泉水瓶装满清水，用手按住瓶口，倒置在水槽的水中，确保瓶口完全浸没在水下后再松开手。
第三步：将塑料软管的一端插入倒置的矿泉水瓶瓶口，另一端留在水槽外，用胶带固定软管与瓶口的连接处，防止漏气。
教师强调安全注意事项：“倒水时避免洒到桌面，倒置瓶子时动作要慢，防止水溅出。”
任务二：测量并改进自制肺活量计
1. 分组测量：按照之前学习的测量规范，小组内轮流测量肺活量，每人测三次，记录员如实记录每次的数值，最后计算最大值。
实验记录表模板：
姓名 第一次测量值（mL） 第二次测量值（mL） 第三次测量值（mL） 最大值（mL）
2. 发现问题，讨论改进：
教师提问：“测量过程中，你们遇到了什么问题？比如，测量之前瓶内进空气了该怎么办？”
预设问题及解决思路：
问题1：瓶内有空气 → 解决方案：重新将瓶子装满水，再次倒置在水槽中，确保瓶内无气泡。
问题2：吹气时软管脱落 → 解决方案：用胶带多缠绕几圈，或用橡皮筋固定。
问题3：刻度看不清楚 → 解决方案：用粗一点的记号笔，刻度线画得更清晰，或在水槽下垫一张白纸。
小组合作改进自制肺活量计，改进后再进行一次测量，对比改进前后的测量结果是否更准确。
四、展示评价：交流分享，总结提升
1. 小组展示
每组推选1名“小讲解员”，展示本组的肺活量计，介绍制作过程、刻度标注方法、测量结果，以及改进后的优点。
其他小组认真倾听，可提出疑问或补充建议，如“你们的刻度是怎么准确标注的？”“改进后漏气问题解决了吗？”
2. 回顾反思
教师引导：“回顾自制肺活量计的过程，我们用软管实现了什么功能？用标有刻度的塑料瓶又实现了什么功能？”
学生总结：“软管实现气体传输的功能，标有刻度的塑料瓶实现计量气体体积的功能。”
教师升华：“为了实现某一功能，我们需要设计与该功能相关的结构，这就是科学设计的基本思路——功能决定结构，结构服务功能。”
3. 多元评价
发放评价表，学生先进行自评，再小组内互评，最后教师结合各组表现进行总结评价。
1. 教师引导学生梳理本节课的核心知识：“今天我们认识了肺活量，知道了它的科学定义和测量方法，还亲手制作了肺活量计并完成了测量。谁能说说，这节课你最大的收获是什么？”
2. 补充科普：“肺活量的大小和年龄、性别、运动习惯有关，经常参加跑步、游泳等运动，能锻炼肺部功能，提升肺活量。希望同学们以后都能坚持体育锻炼，拥有健康的身体！”
3. 布置拓展任务：“回家后，用自制的肺活量计给爸爸妈妈测量肺活量，对比一下你们的数值，看看有什么发现，下节课和大家分享。”
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