《呼吸与消化》单元解读与教学建议

王小梅

人体就像一台复杂而神奇的机器，多个系统分工配合，共同维持生命活动。呼吸是我们的身体从外界吸入氧气、呼出二氧化碳的过程。食物是人类生存的基本保障，都要通过消化为人类提供生长发育所需的营养，以及生命活动所需的能量。《呼吸与消化》单元对应课程标准的学习目标：

3.2 知道空气中的氧气和二氧化碳对生命具有重要意义。

10.2 简要描述人体用于呼吸的器官。简要描述人体用于摄取养分的器官。列举保护这些器官的方法。

我们无时无刻不在呼吸，但对于为什么呼吸、呼吸是怎样的过程的认识，学生还是模糊、不完善的。关于食物，学生在以前的生活与学习中有着较多的体验，但涉及消化问题，他们的解释往往是片面的。本单元以“人体具有进行各种生命活动所需的器官，和外界进行着物质和能量的交换”为线索设计了有层次的探索活动：1～3课关注呼吸与健康的关系;4～6课研究食物对生命健康的重要性;7～8课探索食物消化的过程与变化。

本单元将引领学生通过对呼吸活动的体验与探索，对食物的统计、分类、实验及食物消化过程的观察与实验，了解空气、食物对生命健康的重要性，认识人体用于呼吸、摄取养分的器官，建立系统的人体结构概念，意识到保护这些器官的重要性，能列举保护这些器官的方法，初步形成健康生活的意识与习惯。

第1课《感受我们的呼吸》

学生通过感受呼吸的过程、用简单装置模拟人体呼吸，认识参与呼吸的人体器官，发现空气中的氧气和二氧化碳对生命具有重要意义。

本课立足于学生对呼吸系统的原有认识，引导他们带着“人体为什么时刻在呼吸”的问题感受呼吸，体验、观察呼吸过程中人体的一些变化，了解参与呼吸的人体器官有哪些。在学习中，学生在教师的引导下，经历自身体验观察与模拟实验的实践活动，通过观察、描述、交流活动提高对呼吸系统的认识。

“探索”环节，教科书主要安排了两个活动。

活动一：引导学生用感官体验呼吸过程，发现呼吸过程中胸腔与腹部的变化。在这个活动中，学生可能会发现上述两部分分别在“呼”和“吸”时产生的变化与自己的推测不太符合，从而引发认知冲突。

活动二：用人体呼吸模拟器模拟人体的呼吸。对于学生来说，呼吸系统就像一个“暗箱”，他们对于呼吸器官的形状与功能会做出基于原有认识的一些推测。操作呼吸模拟器能帮助学生进一步认识呼吸器官参与呼吸的作用，并产生进一步研究呼吸的兴趣与欲望。在模拟前，教师要先指导学生明确装置的每个部分分别模拟身体的什么部位，再让他们操作，观察怎样是吸气、怎样是呼气。

第2课《呼吸与健康生活》

本课引领学生认识人的呼吸的实质是进行气体交换，从空气中吸入的氧气帮助人正常生活和工作。学生通过不同活动状态下呼吸次数的变化统计与分析，理解呼吸功能与身体健康的关系，引发他们对健康生活的思考。在教师的引导下，学生将经历一次运动前后不同阶段呼吸次数的数据测量活动，对测量的数据进行思考与分析。

探索呼吸变化首先要清楚呼吸是一个怎样的过程。对于呼出去的气体与吸进来的气体存在的区别，学生难以通过实验来获取准确数据进行判断。因此，教科书以“阅读资料”的方式呈现人体吸进去和呼出来的气体成分对比。学生通过阅读柱状图及配套小资料认识到：人的呼吸实际上是在进行气体交换，使氧气进入血液，维持生命，同时排出二氧化碳。他们也会认识到：不管是吸进来的气体还是呼出去的气体，都不是单一的氧气或二氧化碳，而是多种气体的混合体。

在了解了呼吸的本质后，教科书安排了测量不同状态下人体呼吸次数的变化。活动分三个环节。

环节一：测量安静状态下每分钟的呼吸次数。这次测量既让学生了解自己平时状态下的呼吸次数，也作为后续比较的基础。

环节二：举出可能改变每分钟呼吸次数的活动。这个活动旨在了解学生对可能改变呼吸次数活动的原有认识。学生基本能说出运动可以加快呼吸，运动强度越大，呼吸次数增加也越多。对于减慢呼吸的活动，学生比较难想到，需要教师予以指导、提示。

环节三：做有可能改变每分钟呼吸次数的活动，并测量每分钟的呼吸次数。学生通过数据对比，确认运动会加快呼吸。

“研讨”部分的第一个问题：分析数据，哪些活动会影响我们每分钟的呼吸次数？引导学生在个人数据对比及小组同伴数据对比的基础上，以集体论证的方式达成“运动会加快呼吸”的共识。

第二个问题：运动后，呼吸次数的增加对我们的健康有什么好处？这是接着第一个问题的结果来探寻背后的原因。具体教学过程中，教师可以引导学生对照“阅读资料”的信息，启发他们思考与分析，建立“我们体内所有的细胞都需要空气中的氧气来维持生命。运动时，人体需要消耗更多的氧气，所以要加快呼吸以吸收更多的氧气”的认识。

第三个问题：伴随呼吸次数的改变，你注意到心跳速度的变化了吗？这是从呼吸系统延伸到循环系统，旨在让学生形成“人体各系统是共同参与，协作完成各项生命活动”的认识。

第3课《测量肺活量》

本课引导学生在测量肺活量的活动中，收集、处理数据，分析、反思自己的健康指数，树立积极参与体育锻炼、增強体质的意识。

一般肺活量指的是一次尽力吸气后，再尽力呼出的气体总量。肺活量的大小决定着人体呼吸功能的强弱，与身高、体重、胸围和体格强弱等因素有一定关系。许多学生在学校开展的国家体质健康测试活动中体验过肺活量的测量，对肺活量这个名词比较熟悉。许多学生只是模糊地认为肺活量与一个人的运动能力有关系，并不能意识到肺活量与人体健康的紧密关系。

在本课学习中，学生将经历用简易肺活量测量袋来测量自己肺活量的实践活动。在活动中，学生用比较科学规范的方法来测量自己的肺活量，如实记录测量数据，对照《国家学生体质健康标准（2014年修订）》，反思自己的肺活量是否达到健康标准，对积极参加体育锻炼，提升肺活量做合理的规划。

教科书在“探索”环节为学生展示了使用简易肺活量测量袋测量肺活量的具体方法。这个活动看似简单，但学生操作起来还是可能出现许多问题，需要教师进行示范和引导，将测量和读数的方法清楚地呈现出来，以解决学生操作上的难题，保证他们进行正确的实验操作并做科学记录。

教科书特意提供学生体质健康国家标准中关于四年级儿童的肺活量数据，让学生参照比较，旨在引导他们反思自己的肺活量是否在健康标准范围内，树立保持身体健康发育的意识。

在学生获取自己肺活量数据的基础上，教科书引导他们开展有层次的“研讨”活动。第一个活动是让学生对照相应年龄段标准的肺活量数据，说说对自己的肺活量是否满意。第二个活动是根据自己的肺活量数据，结合前一节课的研究结论“经常锻炼身体，可以改善呼吸功能”，引导学生分析参加体育锻炼能提升肺活量的原因，并合理制订自己的锻炼计划。此时，学生通过几节课的探究，发现人体呼吸系统与空气质量关系密切，要保护自己的呼吸器官，不能在有大气污染的环境中锻炼身体，从而提升保护环境的意识。

第4课《一天的食物》

本课让学生回忆一天中吃过的食物，完成一次全班性的调查活动，发现一天中吃到的食物是非常丰富的，可以对事物进行不同的分类。

食物是人体与外界联系的又一个“桥梁”，人体依靠食物来获取生命活動所需要的能量。学生要通过一系列活动建立“食物种类很多，并含有丰富的营养，保持营养全面合理，才能使身体健康”的认识。

观察、研究食物的活动是从记录一天中吃过的食物开始的。在这个活动中，学生在完成小组内同学一天中所吃食物的统计后，发现我们一天中吃的食物非常丰富，这会帮助他们在后面的学习中陆续发现一天中我们能够获得的营养也是非常丰富的，最后在比较中发现自己在食物的选择、营养的获取上还有需要改进的地方。同时，学生用分类的方法对食物进行统计，认识到分类是科学研究中的一种重要方法。

教科书在“聚焦”环节呈现了一幅展示各种食物的图片，隐含着人的食物构成是丰富的。图片中都是生活中常见的食物，能帮助学生回忆自己一天吃过的食物。“聚焦”环节的第一句话指明了呼吸与饮食是联系人体与外界的重要活动，指向了单元教学目标，同时提出了本节课研究的主题——研究我们每天吃的食物。

“探索”环节安排了两个活动。

活动一：记录统计一天中吃的食物。记录前首先要解决“怎样记录”的问题。教科书提供了一种方式：使用活动卡片进行记录。这种方法也将在后面的教学活动中延续使用（让学生在上面陆续补充相关内容），能帮助学生将本课获得的认识延续到后面的学习中，将概念的建构过程通过记录的方式呈现出来。

学生要将自己吃的食物按一日三餐的顺序记录在卡片上，每张卡片只能记一种食物。在调查记录的过程中可能会出现的问题有：“蛋炒饭算几种食物？”“吃过的零食和喝过的水要不要记录下来？”等，教师应放手让学生去讨论。在活动中，教师要指导学生认真调查、如实记录。教师还可以设计一张大统计表，将学生记录的食物情况进行汇总，引领他们从众多的信息中寻找规律。

活动二：给食物分类。通过讨论、记录、统计，学生会惊讶地发现我们吃的食物很丰富，这就引出了给食物分类的问题。给食物分类也是一个对获取的信息进行处理的过程。

给食物分类的方法很多。教科书通过一组学生的讨论，引导学生尽量说出不同的分类方法。在实际教学中，学生的分类可能会更多，分类的依据往往不科学，教师要注意，这部分内容不要纠结于具体的分类名称，要重视指导学生逐步掌握科学的分类方法，只要学生能根据自己的生活经验说出分类的理由就可以了。教师可以提出一些科学的分类方法，如按人们的生活习惯，可以把食物分成粮食、蔬菜、肉类、奶制品、水果、调味品等。根据食物的来源，可分为来源于植物的食物和来源于动物的食物等。

第5课《食物中的营养》

本课由“我们吃什么”过渡到“食物带给了我们什么营养”上，引导学生从一天中吃的食物是丰富的这个生活经验，发展为当我们获取丰富食物的同时，也就获得了丰富营养的认识，进一步认识丰富的食物与丰富的营养之间的关系。

本课中，学生将基于自己对食物营养的初步认识，在教师的引导下，通过实验并结合资料阅读的方法，寻找辨别常见食物中的营养成分，从而更深入地了解食物、食物的营养，以及营养与健康的关系。

对于四年级学生来说，营养成分是一个比较抽象的概念。从身边的食物中，用实验的方法找一找营养成分，是学生非常喜欢做的事。教科书中设计了两个简单实验，一个是在米饭、面包等食物上滴碘酒，观察食物会不会变成蓝色，这是检验淀粉的方法。另一个是用食用油和一粒花生在白纸上擦一擦、压一压，观察白纸上有没有留下油迹，这是检验脂肪的方法。在探究活动中，教师要对学生的操作进行训练和指导，还要引导他们及时记录自己的检测结果。

食物中蛋白质的检验，操作要求相对较高，教科书提示可以在教师或成年人的指导下进行，这是适合四年级学生年龄特点的。在此基础上，教科书还介绍了食物中的营养成分通常分为蛋白质、糖类、脂肪、维生素、无机盐和水。对于这些营养成分的学习，教师要把握两点：一是要对这些词进行解释，但又不是严格科学意义上的定义，也不要求学生能准确描述;二是认识一些富含某种营养成分的食物。关于糖类，学生已有的经验可能局限于白糖、水果糖之类，其实这是两个不同的概念，在教学中可以资料呈现的方式拓展学生的认识。

食物的营养成分相当丰富，学生掌握的有关信息不会很全面，所以教科书提醒学生可以阅读食品包装上的营养成分表来获取更多信息。学生掌握了一些检验食物成分的方法和技巧以后，他们会在课外继续探究，自己去找食物来进行研究，这正是教学所期望的。在这里，教师可以引导学生完善上节课的食物记录卡，在卡上补充某种食物富含的主要营养成分，并根据营养成分给食物重新分类。

第6课《营养要均衡》

本课通过组织学生观察“平衡膳食宝塔”的活动，引出营养要均衡的概念。在这个活动中，学生用自己一天的食物与营养均衡标准做比对时会发现一些问题，会反思自己的饮食习惯。

人的生命活动需要不同种类的食物，从中获取多种所需的营养成分。这必然引出一个问题：既然人体需要丰富的食物和营养，我们怎样吃才能获得必要的营养成分呢？要回答这个问题，就需要学生从对整体的调查研究回到对个体的研究上，用自己一天中的食物搭配与整体需要比较，与科学的膳食宝塔比较，了解均衡膳食的意义和操作方法。这样可以转变许多学生基于个人喜好的食品搭配思维模式，从粗放的“饮食健康”观念发展到“如何实现饮食健康”的行动上。

感受到一天中食物种类的丰富后，学生头脑中有关食物种类和营养概念的建构已经向前推进了一步。同时也会产生问题：人体需要多种营养，它们又存在于不同种食物中，是不是我们每天都要进食大量的食物，才能获得足够的营养呢？各种营养摄入的量是否要平均？为此，教科书把能够表现营养均衡标准的“平衡膳食宝塔”提供给学生，协助他们解决问题。

教科书指导学生从两方面解读“平衡膳食宝塔”。首先，从“平衡膳食宝塔”中了解一天中要吃的食物有哪些种类，认识食物种类的丰富性。教师可以适当引领学生辨别“平衡膳食宝塔”上每一层食物主要富含的营养成分是什么，认识到“平衡膳食宝塔”下一层食物的食用量要大于上一层食物的食用量。

接着，教科书要求学生将自己一天的食物记录卡摆好，与“平衡膳食宝塔”对应比较，观察自己吃的食物是否在每一层都出现了，各种食物的食用量与宝塔中的食物量是否接近。这为学生理解“平衡膳食宝塔”以及比对自己一天中的膳食情况提供了帮助。学生看到“平衡膳食宝塔”中食物搭配的标准与自己的实际情况比较结果，会在反思中进行调整。在这里，教科书只要求学生以均衡膳食的标准与自己一天的食物做比较并进行反思，并不要求他们从人体机能与营养需求方面深入分析食物量、营养量与饮食规律的关系。

“研讨”环节，第一个内容要求学生梳理阅读“平衡膳食宝塔”获得的信息。第二个内容引导学生反思自己的饮食习惯，从健康饮食的角度对自己的饮食进行客观评价，找出存在的问题。第三个内容引导学生在反思的基础上，用“平衡膳食宝塔”指导自己的饮食，使自己吃得更有营养、更健康。

“研讨”环节的三个内容体现了“梳理科学知识—结合科学知识反思自己的饮食习惯—用科学知识指导自己健康饮食”的逻辑过程。

第7课《食物在口腔里的变化》

本课把在食物消化过程中最容易观察的部位——口腔作为研究重点，认识食物在口腔里的变化，以及食物与牙、舌头、唾液的关系，初步认识食物消化需要身体内多器官协同工作。

通过前几课的学习，学生已经充分认识到食物、食物营养与人体健康的关系。本课将引导学生从对食物的研究过渡到对消化器官的认识与探索。

口腔是消化系统的组成部分之一，其内部的结构又是一个小系统，能够共同完成食物的初步消化。口腔也是唯一能让学生直接观察的消化器官，观察体验口腔消化食物的过程也是他们乐于参与的活动。在教学中，学生将有机会了解食物在牙齿、舌和唾液的作用下发生的变化。牙齿的分类与功能也是学生将要深入观察、研究的主要内容。学生在这个学习过程中，能够进一步理解“食物只有经过在初步消化中被很好地磨碎、捣烂，才容易被身体吸收”这个观点，以利于他们强化健康生活的意识。

“探索”环节安排了两个活动。

活动一：观察记录馒头在口腔中的变化。這个活动的目的是，观察食物从进入口腔到被咽下去之前的变化过程。在食物的选择上，可以依据当地的实际情况灵活选用，所选的食物在口腔里消化时，变化要明显，能够体现牙齿切磨、舌搅拌和唾液润湿的作用。

在这个观察活动中，学生要关注两个方面：一是食物在不同的咀嚼时间里形态变化有什么不同;二是在这样的变化中，牙齿、舌和唾液分别起到了什么作用。在观察过程中，学生最明显的感受是牙齿在食物变化中的作用。教科书呈现了牙齿的分布排列图，帮助学生明确三种牙齿的科学名称及各自不同的作用。在教学中，教师可以引导学生对照牙齿分布排列图，在自己的口腔中找出它们。

活动二：分角色扮演“馒头”“牙齿”和“舌”，模拟馒头在口腔中的消化过程。教科书设计了分角色扮演模拟活动，旨在引领学生在有趣的活动中进一步深入思考口腔中的三种器官在食物消化中的作用，进一步认识器官结构与功能的联系，以及各种器官之间的协同合作。本活动适合全班学生协作完成。

在活动中，学生会发现自己的“想当然”不断地被推翻。比如在排列牙齿的时候，学生往往不能意识到牙齿是紧密地挨在一起的;演示牙齿咬断食物的时候，学生可能会将上下两排牙齿相互闭合，实际上人在切咬、咀嚼时上颌是不动的;门齿切断后的食物要靠舌运输到臼齿处研磨;舌的作用不仅仅是起搅拌作用等。在一次次认知冲突中，学生不仅更科学地认识了口腔中各器官的结构与功能，还深刻体会到它们协同工作的重要性。当然，这个活动的主要目的是让学生体验到牙齿、舌在食物消化过程中的相互协同作用，对于牙齿的一些结构与功能，要视学生学习的实际情况，不一定要认识与理解。

“研讨”环节第一个活动是对“观察食物在口腔里变化”活动的梳理与交流。通过观察，学生发现食物在口腔中会经历变小、变软、水分变多等变化。这个问题可在观察活动后直接组织学生交流研讨。第二个活动是围绕角色扮演模拟活动，组织学生交流在活动中体验到的不同牙齿的作用及舌在咀嚼食物中的作用。为帮助学生表述，教科书还提供了学生的表述“样本”，供学生参考。

由于模拟活动中学生体验不到唾液的作用，而且唾液的作用也容易被学生忽视。因此，教科书设计了第三个研讨问题，启发学生思考：在食物的消化过程中，除了牙齿和舌以外，还有其他参与者吗？引导学生联系两项探索活动，发现唾液的重要作用。第四个问题则是从口腔中个别器官的功能延伸到整个口腔在食物消化过程中的作用，意在将学生的思考角度从口腔延续到整个消化系统，从而连接后一节课的学习。

在本课的学习中，学生进一步体验到了牙齿在消化过程中的重要作用，进一步理解了保护牙齿的意义。教科书介绍了龋病牙（蛀牙）及预防蛀牙的正确刷牙方式，意在帮助学生树立保护牙齿的意识，养成良好的用牙、刷牙习惯。

第8课《食物在身体里的旅行》

本课主要引导学生通过比对消化器官图，猜想食物在体内的“旅行”过程和进行模拟实验;认识主要消化器官的功能，再一次感受食物的消化需要多个器官共同参与完成。

食物进入口腔，经过消化系统的分解，变成各种化学成分，对人有益的被人体组织吸收，没用的东西就由肛门排出，完成一个食物的利用过程。人的消化系统包括口腔、食道、胃、小肠、大肠等，这些都是管道或管腔器官，统称为消化道或胃肠道。此外，还有肝、胆、胰腺三个消化道外的器官，它们与消化道共同组成了人体的消化系统。本课涉及的消化器官指的是消化道各部分器官。

本课和上一课《食物在口腔里的变化》，都反映了人体结构之间的相互依存关系，帮助学生在认识上建立联系。学生在本课学习中，通过认识各部分消化器官的功能，可以形成对各部分消化器官的科学认识，并能初步明确身体内部有一整套器官来分解食物，食物进入人体后是在一整套消化器官作用下才被吸收利用的。

在“探索”环节，首先要求学生将自己对于食物在人体里面的消化过程的初始想法画在学生活动手册的人体轮廓图上。这项活动需要充足的时间，使学生充分地呈现对食物消化经历的消化器官顺序及各消化器官的形态与功能的初始认识，这是学生后续学习的起点，更是他们开展进一步探索研究的学习动力。

接着，教科书引领学生将自己的想法与科学家绘制的人体消化系统图进行比较，找出自己合理的想法，并建立较为完善的认识。在这里，教师要准备一幅完整清晰的人体消化系统图供学生阅读分析，在肯定学生合理想法的基础上，教师要着重引导学生修正原先错误或不完善的认识。如食物是在胃里面被磨碎和分解，食物营养的吸收主要在小肠进行。

然后，教科书引导学生对“食管”和“胃”两种器官的形态与功能进行模拟实验研究。模拟实验尽管与事实有一些差距，但是它能够将消化器官的基本结构与功能表现出来，给学生提供一个直观的认识。同时，教科书启发学生思考“如果最初放入袋子的食物不是小块的，也不柔软，会给这些器官带来哪些麻烦？这与口腔的工作有怎样的关系？”这个提问有两个意图：一是期望学生在了解器官功能的基础上，建立对消化器官的保护意识;二是帮助学生进一步树立联系的意识，认识到食物消化过程需要各部分器官各司其职、协同完成。

最后，教科书呈现了一份“提示”，引导学生在课堂学习的基础上，通过阅读资料来进一步了解食物的消化过程，以形成更完善的认识。同时提醒学生要养成良好的饮食习惯，保护消化器官，保持身体健康。

单元教学建议

1.厘清單元学习内容与小学阶段相关主题内容的联系

在本单元学习之前，对于人体系统，学生在低年级认识了感官及其功能，在高年级将认识大脑的高级功能，以及健康习惯与生存环境对人体健康的影响。因此，教师要厘清单元学习内容与相关主题内容的联系，把握学生在“人体系统”主题概念学习进程中所要遵循的概念序列与学习路径。

2.把握单元学习目标指向的关键要素

在单元教学过程中，学生学习活动的目标要指向3个要素。

（1）联系。我们引领学生研究呼吸与消化，认识呼吸器官与消化器官，不仅仅是让他们认识它们，更重要的是帮助他们建立“我们”与“外界”的联系，了解空气、食物对生命健康的重要性。学生认识“人作为自然界的一种生命体，与外界物质有着紧密的联系”比“知道呼吸与消化相关的知识”更有意义。

（2）系统。人体是一个由多个小系统组成的大系统。通过本单元的学习，学生要逐渐建构结构与功能、局部与整体的系统观。这一点在单元学习过程中要不断地呈现与迭代。

（3）健康。认识自己的重要目的之一就是要更好地珍惜与爱护自己。学生在探究人体奥秘的过程中，会对自己有更深入的认识，同时也要知道怎样才能使自己健康成长。因此，在引导学生形成对人体的科学认识的同时，也要帮助他们形成健康生活、珍惜身体的意识，学会用科学的生活保护自己的身体。

3.关注学生思维发展的显性化

“联系”不是告知的，“系统”不是教会的，“健康”不是灌输的。本单元的学习需要学生更多地在不断观察、体验中领悟。在许多学生头脑里，“人体系统”是熟悉而又陌生的，他们对呼吸、营养、消化有自己原有的观念与认识。在单元学习中，教师要给学生表达自己原有认知的机会，通过有结构的、对接学生原有认知的学习活动发展他们的认识，并利用个人活动记录、班级记录等，将学生实践探索、研讨论证的轨迹显现出来，使学生的学习过程与思维发展可视、可测、可评。