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5.2 呼吸與氣體的恆定

任務簡報:小惠跑步後會喘氣、呼吸變快變深,這跟身體如何維持體內氣體(如二氧化碳)的恆定有關嗎?準備好了嗎?跟著步驟動手探究,一關一關破解它!

小欣老師
1讀故事情境先進入狀況
2動手玩實驗先看步驟再操作
3記錄與闖關填數據、答問題
4自我驗證最後回頭打勾⭐
1

情境引導

小惠同學
🧭 探險情境

小惠跑步後會喘氣、呼吸變快變深,這跟身體如何維持體內氣體(如二氧化碳)的恆定有關嗎?

2

實驗工作站:其他

先把 5 個步驟讀完,再動手做!

💻 電腦版:同一個框框裡,左邊讀步驟、右邊做實驗,實驗畫面會一直陪著你。📱 手機版:先讀步驟,往下就是實驗艙。

🧑‍🏫 操作指導語(請依序完成)

小欣老師
  1. 1

    了解名詞:開啟模擬後,先閱讀畫面中對「潮氣量」「肺活量」等名詞的說明。

  2. 2

    安靜呼吸:依模擬指示,模擬正常安靜呼吸時的肺容積變化,記錄潮氣量數值。

  3. 3

    用力呼吸:依模擬指示,模擬「用力吸氣後用力吐氣」的動作,記錄肺活量數值。

  4. 4

    比較圖形:比較安靜呼吸與用力呼吸時的肺容積變化圖形有何不同。

  5. 5

    推論運動情境:想像剛跑完步的情境,推論此時的呼吸速率與潮氣量可能如何變化,並嘗試在模擬中對照。

💡 實驗小提醒
  • 潮氣量是每次正常呼吸進出的氣體量;肺活量是盡力吸氣後再盡力吐氣所能呼出的最大氣體量。
  • 運動時身體需要更多氧氣、也產生更多二氧化碳,因此呼吸會變快、變深以維持氣體恆定。

🧪 實驗艙(讀完左邊步驟,在這裡動手做):

drbforciea.com🔎 放大操作
實驗艙空白或卡卡的?點右上角「🔎 放大操作」在新分頁開啟,手機操作更順手。
3

數據實驗室

小惠同學

把觀察到的結果填進格子;不知道怎麼填?按「填入範例」看看!

📏 參考範圍:呼吸速率(次/分) 約 0~1000。填的數字差太多時會出現橘色提醒——再量一次看看!

呼吸狀態(安靜/運動後)呼吸速率(次/分)潮氣量或肺活量
安靜
運動後
4

探究關卡

小欣老師

用你的觀察與數據回答問題。卡住了就按提示;先寫下想法(5 個字以上),才能解鎖參考答案喔!

探究 1觀察與定題

安靜呼吸與用力呼吸時,肺容積的變化有什麼不同?你想進一步探究的問題是什麼?

回到實驗艙或數據表,找找看:什麼現象讓你最意外、最好奇?
試著用「我觀察到……」開頭,再問一個「為什麼」或「跟什麼有關」的問題。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

安靜呼吸時肺容積變化幅度較小,用力呼吸時變化幅度大很多(接近肺活量);可探究問題例如「運動後呼吸速率與潮氣量各自增加的比例是否相同?」

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

探究 2計劃與執行

如果要比較運動前後的呼吸變化,你會如何設計測量步驟?

想一想:這個實驗中你改變了什麼?哪些條件保持不變?
照著操作步驟回顧你實際做了哪些動作,把觀察到的結果寫下來。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

可先測量安靜狀態下 1 分鐘的呼吸次數與潮氣量,接著進行一段時間的運動後立即再測量一次,比較兩者差異,並盡量控制測量時間、動作一致。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

探究 3分析與發現

將你記錄的數據整理成表格,比較潮氣量與肺活量的差異。

看看你填的數據表:數字怎麼變化?有什麼規律或差異?
用「因為……所以……」把數據和背後的原因連起來。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

潮氣量代表平常呼吸的氣體量,通常遠小於肺活量;肺活量代表肺部能容納並呼出的最大氣體量,兩者反映不同的呼吸能力指標。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

探究 4討論與傳達

運動時呼吸為什麼會變快、變深?這如何幫助身體維持體內氧氣與二氧化碳濃度的恆定?

想想看:生活中哪裡也看得到類似的現象或應用?
試著用這一課學到的科學詞彙,把想法說清楚給同學聽。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

運動時肌肉細胞進行更多呼吸作用,需要更多氧氣、產生更多二氧化碳,血液中二氧化碳濃度上升會刺激延腦,使呼吸速率與深度增加,加快氣體交換速度,將體內二氧化碳濃度維持在正常範圍。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

5

延伸挑戰(進階,選做)

還不過癮?點開下面的挑戰卡,繼續探險!

🚀 延伸挑戰:查詢高山症與缺氧對呼吸調節的影響 ▶

查詢在高海拔地區,因空氣中氧氣濃度較低,人體的呼吸系統會如何代償調節,以及可能引發的高山症症狀。

google.com · 查資料任務 🔎 開新分頁查

這一關是查資料任務(不是虛擬實驗),點下面按鈕用 Google 搜尋相關資料:

🔍 去查查看

查到資料後,試著用自己的話整理重點;記得回來繼續闖關!
🚀 延伸挑戰:查詢延腦如何自動調節呼吸速率 ▶

查詢延腦(腦幹的一部分)如何感應血液中二氧化碳濃度的變化,進而自動調節呼吸速率,即使不特別「想」呼吸也能持續進行。

google.com · 查資料任務 🔎 開新分頁查

這一關是查資料任務(不是虛擬實驗),點下面按鈕用 Google 搜尋相關資料:

🔍 去查查看

查到資料後,試著用自己的話整理重點;記得回來繼續闖關!
6

反思時光

最後幾題,沉澱一下今天學到的東西!

反思 1學習反思

這次模擬如何幫助你理解呼吸不只是「換氣」,也是維持體內氣體恆定的重要機制?

課本是文字和圖片,虛擬實驗多了什麼?(動手做?數據?變化?)
寫下最真實的想法就可以,反思沒有標準答案。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

這題沒有標準答案,寫下你的真實想法就很棒!

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

反思 2學習反思

若延腦受損導致無法自動調節呼吸,對生命可能有什麼影響?

課本是文字和圖片,虛擬實驗多了什麼?(動手做?數據?變化?)
寫下最真實的想法就可以,反思沒有標準答案。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

這題沒有標準答案,寫下你的真實想法就很棒!

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

🏁

自我驗證:我學會了嗎?

跑完一整輪了!現在回頭檢查——下面四件事你真的會了嗎?會就打勾;不太確定?點旁邊的按鈕回那一關再練一次。

  • 🔁 回第 2 關
  • 🔁 回第 2 關
  • 🔁 回第 3 關
  • 🔁 回第 4 關
小惠同學小欣老師
🏆 探究迴圈完成!
你剛剛做了真正的科學探究:觀察 → 實驗 → 記錄 → 分析 → 表達 → 回頭驗證。
這就是科學家的一天。幫自己鼓掌!👏