《呼吸與消化》單元解讀與教學建議

王小梅

人體就像一臺復雜而神奇的機器，多個系統分工配合，共同維持生命活動。呼吸是我們的身體從外界吸入氧氣、呼出二氧化碳的過程。食物是人類生存的基本保障，都要通過消化為人類提供生長發育所需的營養，以及生命活動所需的能量。《呼吸與消化》單元對應課程標準的學習目標：

3.2 知道空氣中的氧氣和二氧化碳對生命具有重要意義。

10.2 簡要描述人體用于呼吸的器官。簡要描述人體用于攝取養分的器官。列舉保護這些器官的方法。

我們無時無刻不在呼吸，但對于為什么呼吸、呼吸是怎樣的過程的認識，學生還是模糊、不完善的。關于食物，學生在以前的生活與學習中有著較多的體驗，但涉及消化問題，他們的解釋往往是片面的。本單元以“人體具有進行各種生命活動所需的器官，和外界進行著物質和能量的交換”為線索設計了有層次的探索活動：1～3課關注呼吸與健康的關系;4～6課研究食物對生命健康的重要性;7～8課探索食物消化的過程與變化。

本單元將引領學生通過對呼吸活動的體驗與探索，對食物的統計、分類、實驗及食物消化過程的觀察與實驗，了解空氣、食物對生命健康的重要性，認識人體用于呼吸、攝取養分的器官，建立系統的人體結構概念，意識到保護這些器官的重要性，能列舉保護這些器官的方法，初步形成健康生活的意識與習慣。

第1課《感受我們的呼吸》

學生通過感受呼吸的過程、用簡單裝置模擬人體呼吸，認識參與呼吸的人體器官，發現空氣中的氧氣和二氧化碳對生命具有重要意義。

本課立足于學生對呼吸系統的原有認識，引導他們帶著“人體為什么時刻在呼吸”的問題感受呼吸，體驗、觀察呼吸過程中人體的一些變化，了解參與呼吸的人體器官有哪些。在學習中，學生在教師的引導下，經歷自身體驗觀察與模擬實驗的實踐活動，通過觀察、描述、交流活動提高對呼吸系統的認識。

“探索”環節，教科書主要安排了兩個活動。

活動一：引導學生用感官體驗呼吸過程，發現呼吸過程中胸腔與腹部的變化。在這個活動中，學生可能會發現上述兩部分分別在“呼”和“吸”時產生的變化與自己的推測不太符合，從而引發認知沖突。

活動二：用人體呼吸模擬器模擬人體的呼吸。對于學生來說，呼吸系統就像一個“暗箱”，他們對于呼吸器官的形狀與功能會做出基于原有認識的一些推測。操作呼吸模擬器能幫助學生進一步認識呼吸器官參與呼吸的作用，并產生進一步研究呼吸的興趣與欲望。在模擬前，教師要先指導學生明確裝置的每個部分分別模擬身體的什么部位，再讓他們操作，觀察怎樣是吸氣、怎樣是呼氣。

第2課《呼吸與健康生活》

本課引領學生認識人的呼吸的實質是進行氣體交換，從空氣中吸入的氧氣幫助人正常生活和工作。學生通過不同活動狀態下呼吸次數的變化統計與分析，理解呼吸功能與身體健康的關系，引發他們對健康生活的思考。在教師的引導下，學生將經歷一次運動前后不同階段呼吸次數的數據測量活動，對測量的數據進行思考與分析。

探索呼吸變化首先要清楚呼吸是一個怎樣的過程。對于呼出去的氣體與吸進來的氣體存在的區別，學生難以通過實驗來獲取準確數據進行判斷。因此，教科書以“閱讀資料”的方式呈現人體吸進去和呼出來的氣體成分對比。學生通過閱讀柱狀圖及配套小資料認識到：人的呼吸實際上是在進行氣體交換，使氧氣進入血液，維持生命，同時排出二氧化碳。他們也會認識到：不管是吸進來的氣體還是呼出去的氣體，都不是單一的氧氣或二氧化碳，而是多種氣體的混合體。

在了解了呼吸的本質后，教科書安排了測量不同狀態下人體呼吸次數的變化。活動分三個環節。

環節一：測量安靜狀態下每分鐘的呼吸次數。這次測量既讓學生了解自己平時狀態下的呼吸次數，也作為后續比較的基礎。

環節二：舉出可能改變每分鐘呼吸次數的活動。這個活動旨在了解學生對可能改變呼吸次數活動的原有認識。學生基本能說出運動可以加快呼吸，運動強度越大，呼吸次數增加也越多。對于減慢呼吸的活動，學生比較難想到，需要教師予以指導、提示。

環節三：做有可能改變每分鐘呼吸次數的活動，并測量每分鐘的呼吸次數。學生通過數據對比，確認運動會加快呼吸。

“研討”部分的第一個問題：分析數據，哪些活動會影響我們每分鐘的呼吸次數？引導學生在個人數據對比及小組同伴數據對比的基礎上，以集體論證的方式達成“運動會加快呼吸”的共識。

第二個問題：運動后，呼吸次數的增加對我們的健康有什么好處？這是接著第一個問題的結果來探尋背后的原因。具體教學過程中，教師可以引導學生對照“閱讀資料”的信息，啟發他們思考與分析，建立“我們體內所有的細胞都需要空氣中的氧氣來維持生命。運動時，人體需要消耗更多的氧氣，所以要加快呼吸以吸收更多的氧氣”的認識。

第三個問題：伴隨呼吸次數的改變，你注意到心跳速度的變化了嗎？這是從呼吸系統延伸到循環系統，旨在讓學生形成“人體各系統是共同參與，協作完成各項生命活動”的認識。

第3課《測量肺活量》

本課引導學生在測量肺活量的活動中，收集、處理數據，分析、反思自己的健康指數，樹立積極參與體育鍛煉、增強體質的意識。

一般肺活量指的是一次盡力吸氣后，再盡力呼出的氣體總量。肺活量的大小決定著人體呼吸功能的強弱，與身高、體重、胸圍和體格強弱等因素有一定關系。許多學生在學校開展的國家體質健康測試活動中體驗過肺活量的測量，對肺活量這個名詞比較熟悉。許多學生只是模糊地認為肺活量與一個人的運動能力有關系，并不能意識到肺活量與人體健康的緊密關系。

在本課學習中，學生將經歷用簡易肺活量測量袋來測量自己肺活量的實踐活動。在活動中，學生用比較科學規范的方法來測量自己的肺活量，如實記錄測量數據，對照《國家學生體質健康標準（2014年修訂）》，反思自己的肺活量是否達到健康標準，對積極參加體育鍛煉，提升肺活量做合理的規劃。

教科書在“探索”環節為學生展示了使用簡易肺活量測量袋測量肺活量的具體方法。這個活動看似簡單，但學生操作起來還是可能出現許多問題，需要教師進行示范和引導，將測量和讀數的方法清楚地呈現出來，以解決學生操作上的難題，保證他們進行正確的實驗操作并做科學記錄。

教科書特意提供學生體質健康國家標準中關于四年級兒童的肺活量數據，讓學生參照比較，旨在引導他們反思自己的肺活量是否在健康標準范圍內，樹立保持身體健康發育的意識。

在學生獲取自己肺活量數據的基礎上，教科書引導他們開展有層次的“研討”活動。第一個活動是讓學生對照相應年齡段標準的肺活量數據，說說對自己的肺活量是否滿意。第二個活動是根據自己的肺活量數據，結合前一節課的研究結論“經常鍛煉身體，可以改善呼吸功能”，引導學生分析參加體育鍛煉能提升肺活量的原因，并合理制訂自己的鍛煉計劃。此時，學生通過幾節課的探究，發現人體呼吸系統與空氣質量關系密切，要保護自己的呼吸器官，不能在有大氣污染的環境中鍛煉身體，從而提升保護環境的意識。

第4課《一天的食物》

本課讓學生回憶一天中吃過的食物，完成一次全班性的調查活動，發現一天中吃到的食物是非常豐富的，可以對事物進行不同的分類。

食物是人體與外界聯系的又一個“橋梁”，人體依靠食物來獲取生命活動所需要的能量。學生要通過一系列活動建立“食物種類很多，并含有豐富的營養，保持營養全面合理，才能使身體健康”的認識。

觀察、研究食物的活動是從記錄一天中吃過的食物開始的。在這個活動中，學生在完成小組內同學一天中所吃食物的統計后，發現我們一天中吃的食物非常豐富，這會幫助他們在后面的學習中陸續發現一天中我們能夠獲得的營養也是非常豐富的，最后在比較中發現自己在食物的選擇、營養的獲取上還有需要改進的地方。同時，學生用分類的方法對食物進行統計，認識到分類是科學研究中的一種重要方法。

教科書在“聚焦”環節呈現了一幅展示各種食物的圖片，隱含著人的食物構成是豐富的。圖片中都是生活中常見的食物，能幫助學生回憶自己一天吃過的食物。“聚焦”環節的第一句話指明了呼吸與飲食是聯系人體與外界的重要活動，指向了單元教學目標，同時提出了本節課研究的主題——研究我們每天吃的食物。

“探索”環節安排了兩個活動。

活動一：記錄統計一天中吃的食物。記錄前首先要解決“怎樣記錄”的問題。教科書提供了一種方式：使用活動卡片進行記錄。這種方法也將在后面的教學活動中延續使用（讓學生在上面陸續補充相關內容），能幫助學生將本課獲得的認識延續到后面的學習中，將概念的建構過程通過記錄的方式呈現出來。

學生要將自己吃的食物按一日三餐的順序記錄在卡片上，每張卡片只能記一種食物。在調查記錄的過程中可能會出現的問題有：“蛋炒飯算幾種食物？”“吃過的零食和喝過的水要不要記錄下來？”等，教師應放手讓學生去討論。在活動中，教師要指導學生認真調查、如實記錄。教師還可以設計一張大統計表，將學生記錄的食物情況進行匯總，引領他們從眾多的信息中尋找規律。

活動二：給食物分類。通過討論、記錄、統計，學生會驚訝地發現我們吃的食物很豐富，這就引出了給食物分類的問題。給食物分類也是一個對獲取的信息進行處理的過程。

給食物分類的方法很多。教科書通過一組學生的討論，引導學生盡量說出不同的分類方法。在實際教學中，學生的分類可能會更多，分類的依據往往不科學，教師要注意，這部分內容不要糾結于具體的分類名稱，要重視指導學生逐步掌握科學的分類方法，只要學生能根據自己的生活經驗說出分類的理由就可以了。教師可以提出一些科學的分類方法，如按人們的生活習慣，可以把食物分成糧食、蔬菜、肉類、奶制品、水果、調味品等。根據食物的來源，可分為來源于植物的食物和來源于動物的食物等。

第5課《食物中的營養》

本課由“我們吃什么”過渡到“食物帶給了我們什么營養”上，引導學生從一天中吃的食物是豐富的這個生活經驗，發展為當我們獲取豐富食物的同時，也就獲得了豐富營養的認識，進一步認識豐富的食物與豐富的營養之間的關系。

本課中，學生將基于自己對食物營養的初步認識，在教師的引導下，通過實驗并結合資料閱讀的方法，尋找辨別常見食物中的營養成分，從而更深入地了解食物、食物的營養，以及營養與健康的關系。

對于四年級學生來說，營養成分是一個比較抽象的概念。從身邊的食物中，用實驗的方法找一找營養成分，是學生非常喜歡做的事。教科書中設計了兩個簡單實驗，一個是在米飯、面包等食物上滴碘酒，觀察食物會不會變成藍色，這是檢驗淀粉的方法。另一個是用食用油和一粒花生在白紙上擦一擦、壓一壓，觀察白紙上有沒有留下油跡，這是檢驗脂肪的方法。在探究活動中，教師要對學生的操作進行訓練和指導，還要引導他們及時記錄自己的檢測結果。

食物中蛋白質的檢驗，操作要求相對較高，教科書提示可以在教師或成年人的指導下進行，這是適合四年級學生年齡特點的。在此基礎上，教科書還介紹了食物中的營養成分通常分為蛋白質、糖類、脂肪、維生素、無機鹽和水。對于這些營養成分的學習，教師要把握兩點：一是要對這些詞進行解釋，但又不是嚴格科學意義上的定義，也不要求學生能準確描述;二是認識一些富含某種營養成分的食物。關于糖類，學生已有的經驗可能局限于白糖、水果糖之類，其實這是兩個不同的概念，在教學中可以資料呈現的方式拓展學生的認識。

食物的營養成分相當豐富，學生掌握的有關信息不會很全面，所以教科書提醒學生可以閱讀食品包裝上的營養成分表來獲取更多信息。學生掌握了一些檢驗食物成分的方法和技巧以后，他們會在課外繼續探究，自己去找食物來進行研究，這正是教學所期望的。在這里，教師可以引導學生完善上節課的食物記錄卡，在卡上補充某種食物富含的主要營養成分，并根據營養成分給食物重新分類。

第6課《營養要均衡》

本課通過組織學生觀察“平衡膳食寶塔”的活動，引出營養要均衡的概念。在這個活動中，學生用自己一天的食物與營養均衡標準做比對時會發現一些問題，會反思自己的飲食習慣。

人的生命活動需要不同種類的食物，從中獲取多種所需的營養成分。這必然引出一個問題：既然人體需要豐富的食物和營養，我們怎樣吃才能獲得必要的營養成分呢？要回答這個問題，就需要學生從對整體的調查研究回到對個體的研究上，用自己一天中的食物搭配與整體需要比較，與科學的膳食寶塔比較，了解均衡膳食的意義和操作方法。這樣可以轉變許多學生基于個人喜好的食品搭配思維模式，從粗放的“飲食健康”觀念發展到“如何實現飲食健康”的行動上。

感受到一天中食物種類的豐富后，學生頭腦中有關食物種類和營養概念的建構已經向前推進了一步。同時也會產生問題：人體需要多種營養，它們又存在于不同種食物中，是不是我們每天都要進食大量的食物，才能獲得足夠的營養呢？各種營養攝入的量是否要平均？為此，教科書把能夠表現營養均衡標準的“平衡膳食寶塔”提供給學生，協助他們解決問題。

教科書指導學生從兩方面解讀“平衡膳食寶塔”。首先，從“平衡膳食寶塔”中了解一天中要吃的食物有哪些種類，認識食物種類的豐富性。教師可以適當引領學生辨別“平衡膳食寶塔”上每一層食物主要富含的營養成分是什么，認識到“平衡膳食寶塔”下一層食物的食用量要大于上一層食物的食用量。

接著，教科書要求學生將自己一天的食物記錄卡擺好，與“平衡膳食寶塔”對應比較，觀察自己吃的食物是否在每一層都出現了，各種食物的食用量與寶塔中的食物量是否接近。這為學生理解“平衡膳食寶塔”以及比對自己一天中的膳食情況提供了幫助。學生看到“平衡膳食寶塔”中食物搭配的標準與自己的實際情況比較結果，會在反思中進行調整。在這里，教科書只要求學生以均衡膳食的標準與自己一天的食物做比較并進行反思，并不要求他們從人體機能與營養需求方面深入分析食物量、營養量與飲食規律的關系。

“研討”環節，第一個內容要求學生梳理閱讀“平衡膳食寶塔”獲得的信息。第二個內容引導學生反思自己的飲食習慣，從健康飲食的角度對自己的飲食進行客觀評價，找出存在的問題。第三個內容引導學生在反思的基礎上，用“平衡膳食寶塔”指導自己的飲食，使自己吃得更有營養、更健康。

“研討”環節的三個內容體現了“梳理科學知識—結合科學知識反思自己的飲食習慣—用科學知識指導自己健康飲食”的邏輯過程。

第7課《食物在口腔里的變化》

本課把在食物消化過程中最容易觀察的部位——口腔作為研究重點，認識食物在口腔里的變化，以及食物與牙、舌頭、唾液的關系，初步認識食物消化需要身體內多器官協同工作。

通過前幾課的學習，學生已經充分認識到食物、食物營養與人體健康的關系。本課將引導學生從對食物的研究過渡到對消化器官的認識與探索。

口腔是消化系統的組成部分之一，其內部的結構又是一個小系統，能夠共同完成食物的初步消化。口腔也是唯一能讓學生直接觀察的消化器官，觀察體驗口腔消化食物的過程也是他們樂于參與的活動。在教學中，學生將有機會了解食物在牙齒、舌和唾液的作用下發生的變化。牙齒的分類與功能也是學生將要深入觀察、研究的主要內容。學生在這個學習過程中，能夠進一步理解“食物只有經過在初步消化中被很好地磨碎、搗爛，才容易被身體吸收”這個觀點，以利于他們強化健康生活的意識。

“探索”環節安排了兩個活動。

活動一：觀察記錄饅頭在口腔中的變化。這個活動的目的是，觀察食物從進入口腔到被咽下去之前的變化過程。在食物的選擇上，可以依據當地的實際情況靈活選用，所選的食物在口腔里消化時，變化要明顯，能夠體現牙齒切磨、舌攪拌和唾液潤濕的作用。

在這個觀察活動中，學生要關注兩個方面：一是食物在不同的咀嚼時間里形態變化有什么不同;二是在這樣的變化中，牙齒、舌和唾液分別起到了什么作用。在觀察過程中，學生最明顯的感受是牙齒在食物變化中的作用。教科書呈現了牙齒的分布排列圖，幫助學生明確三種牙齒的科學名稱及各自不同的作用。在教學中，教師可以引導學生對照牙齒分布排列圖，在自己的口腔中找出它們。

活動二：分角色扮演“饅頭”“牙齒”和“舌”，模擬饅頭在口腔中的消化過程。教科書設計了分角色扮演模擬活動，旨在引領學生在有趣的活動中進一步深入思考口腔中的三種器官在食物消化中的作用，進一步認識器官結構與功能的聯系，以及各種器官之間的協同合作。本活動適合全班學生協作完成。

在活動中，學生會發現自己的“想當然”不斷地被推翻。比如在排列牙齒的時候，學生往往不能意識到牙齒是緊密地挨在一起的;演示牙齒咬斷食物的時候，學生可能會將上下兩排牙齒相互閉合，實際上人在切咬、咀嚼時上頜是不動的;門齒切斷后的食物要靠舌運輸到臼齒處研磨;舌的作用不僅僅是起攪拌作用等。在一次次認知沖突中，學生不僅更科學地認識了口腔中各器官的結構與功能，還深刻體會到它們協同工作的重要性。當然，這個活動的主要目的是讓學生體驗到牙齒、舌在食物消化過程中的相互協同作用，對于牙齒的一些結構與功能，要視學生學習的實際情況，不一定要認識與理解。

“研討”環節第一個活動是對“觀察食物在口腔里變化”活動的梳理與交流。通過觀察，學生發現食物在口腔中會經歷變小、變軟、水分變多等變化。這個問題可在觀察活動后直接組織學生交流研討。第二個活動是圍繞角色扮演模擬活動，組織學生交流在活動中體驗到的不同牙齒的作用及舌在咀嚼食物中的作用。為幫助學生表述，教科書還提供了學生的表述“樣本”，供學生參考。

由于模擬活動中學生體驗不到唾液的作用，而且唾液的作用也容易被學生忽視。因此，教科書設計了第三個研討問題，啟發學生思考：在食物的消化過程中，除了牙齒和舌以外，還有其他參與者嗎？引導學生聯系兩項探索活動，發現唾液的重要作用。第四個問題則是從口腔中個別器官的功能延伸到整個口腔在食物消化過程中的作用，意在將學生的思考角度從口腔延續到整個消化系統，從而連接后一節課的學習。

在本課的學習中，學生進一步體驗到了牙齒在消化過程中的重要作用，進一步理解了保護牙齒的意義。教科書介紹了齲病牙（蛀牙）及預防蛀牙的正確刷牙方式，意在幫助學生樹立保護牙齒的意識，養成良好的用牙、刷牙習慣。

第8課《食物在身體里的旅行》

本課主要引導學生通過比對消化器官圖，猜想食物在體內的“旅行”過程和進行模擬實驗;認識主要消化器官的功能，再一次感受食物的消化需要多個器官共同參與完成。

食物進入口腔，經過消化系統的分解，變成各種化學成分，對人有益的被人體組織吸收，沒用的東西就由肛門排出，完成一個食物的利用過程。人的消化系統包括口腔、食道、胃、小腸、大腸等，這些都是管道或管腔器官，統稱為消化道或胃腸道。此外，還有肝、膽、胰腺三個消化道外的器官，它們與消化道共同組成了人體的消化系統。本課涉及的消化器官指的是消化道各部分器官。

本課和上一課《食物在口腔里的變化》，都反映了人體結構之間的相互依存關系，幫助學生在認識上建立聯系。學生在本課學習中，通過認識各部分消化器官的功能，可以形成對各部分消化器官的科學認識，并能初步明確身體內部有一整套器官來分解食物，食物進入人體后是在一整套消化器官作用下才被吸收利用的。

在“探索”環節，首先要求學生將自己對于食物在人體里面的消化過程的初始想法畫在學生活動手冊的人體輪廓圖上。這項活動需要充足的時間，使學生充分地呈現對食物消化經歷的消化器官順序及各消化器官的形態與功能的初始認識，這是學生后續學習的起點，更是他們開展進一步探索研究的學習動力。

接著，教科書引領學生將自己的想法與科學家繪制的人體消化系統圖進行比較，找出自己合理的想法，并建立較為完善的認識。在這里，教師要準備一幅完整清晰的人體消化系統圖供學生閱讀分析，在肯定學生合理想法的基礎上，教師要著重引導學生修正原先錯誤或不完善的認識。如食物是在胃里面被磨碎和分解，食物營養的吸收主要在小腸進行。

然后，教科書引導學生對“食管”和“胃”兩種器官的形態與功能進行模擬實驗研究。模擬實驗盡管與事實有一些差距，但是它能夠將消化器官的基本結構與功能表現出來，給學生提供一個直觀的認識。同時，教科書啟發學生思考“如果最初放入袋子的食物不是小塊的，也不柔軟，會給這些器官帶來哪些麻煩？這與口腔的工作有怎樣的關系？”這個提問有兩個意圖：一是期望學生在了解器官功能的基礎上，建立對消化器官的保護意識;二是幫助學生進一步樹立聯系的意識，認識到食物消化過程需要各部分器官各司其職、協同完成。

最后，教科書呈現了一份“提示”，引導學生在課堂學習的基礎上，通過閱讀資料來進一步了解食物的消化過程，以形成更完善的認識。同時提醒學生要養成良好的飲食習慣，保護消化器官，保持身體健康。

單元教學建議

1.厘清單元學習內容與小學階段相關主題內容的聯系

在本單元學習之前，對于人體系統，學生在低年級認識了感官及其功能，在高年級將認識大腦的高級功能，以及健康習慣與生存環境對人體健康的影響。因此，教師要厘清單元學習內容與相關主題內容的聯系，把握學生在“人體系統”主題概念學習進程中所要遵循的概念序列與學習路徑。

2.把握單元學習目標指向的關鍵要素

在單元教學過程中，學生學習活動的目標要指向3個要素。

（1）聯系。我們引領學生研究呼吸與消化，認識呼吸器官與消化器官，不僅僅是讓他們認識它們，更重要的是幫助他們建立“我們”與“外界”的聯系，了解空氣、食物對生命健康的重要性。學生認識“人作為自然界的一種生命體，與外界物質有著緊密的聯系”比“知道呼吸與消化相關的知識”更有意義。

（2）系統。人體是一個由多個小系統組成的大系統。通過本單元的學習，學生要逐漸建構結構與功能、局部與整體的系統觀。這一點在單元學習過程中要不斷地呈現與迭代。

（3）健康。認識自己的重要目的之一就是要更好地珍惜與愛護自己。學生在探究人體奧秘的過程中，會對自己有更深入的認識，同時也要知道怎樣才能使自己健康成長。因此，在引導學生形成對人體的科學認識的同時，也要幫助他們形成健康生活、珍惜身體的意識，學會用科學的生活保護自己的身體。

3.關注學生思維發展的顯性化

“聯系”不是告知的，“系統”不是教會的，“健康”不是灌輸的。本單元的學習需要學生更多地在不斷觀察、體驗中領悟。在許多學生頭腦里，“人體系統”是熟悉而又陌生的，他們對呼吸、營養、消化有自己原有的觀念與認識。在單元學習中，教師要給學生表達自己原有認知的機會，通過有結構的、對接學生原有認知的學習活動發展他們的認識，并利用個人活動記錄、班級記錄等，將學生實踐探索、研討論證的軌跡顯現出來，使學生的學習過程與思維發展可視、可測、可評。