第3课 我们周围的空气 教学设计-2025-2026学年二年级科学上册教科版

该小学科学教学设计聚焦《我们周围的空气》，核心是引导二年级学生认识空气无色无味等特征及与水、固体的差异，以“精灵王国”情境导入，通过“捕捉小精灵”活动结合AIGC动画、虚拟伙伴等支架，衔接生活经验与科学探究。 亮点在于情境化与AI深度融合，AIGC生成可视化内容助抽象空气具象化，对比实验与小组合作落实科学观念和探究实践，环保宣言培育态度责任，激发学生兴趣，为教师提供高效教学方案。

附件： 教学设计 课程基本信息 课题 《我们周围的空气》 课型 新授课 学科 科学 年级 二年级 学段 小学低段 版本章节 教科版（2024） 二年级上册第二单元 教学目标 1.科学观念 （1）能说出空气是无色、无味、透明、没有固定形状的气体； （2）通过对比实验，能具体说明空气与水（液体）在“可压缩性”和“流动性”上的异同； （3）能区分空气与石头、木块（固体）在“是否有固定形状”、“是否占据空间”上的不同； （4）建立“空气无处不在，是地球家园的重要组成部分”的基本概念。 2.科学思维 （1）推理与论证：能基于观察到的现象（如塑料袋鼓起来、注射器活塞被推回）进行有依据的猜测和简单推理，得出结论“空气存在并占据空间”； （2）对比与归纳：通过系统对比空气、水、木块的特征，学习运用对比分析法，并归纳出三类物质的基本特征。 3.探究实践 （1）问题提出：能在具体情境中提出“如何证明空气存在？”“空气有什么特点？”等可探究的问题； （2）方案设计与实施：能小组合作设计简单的空气收集方案（如用塑料袋兜装空气）；能在教师引导下完成“压缩空气与水”、“感受空气流动”等对比实验，并规范操作； （3）证据与表达：能如实记录实验现象，并用自己的语言或图画描述空气的特征。 4.态度责任 （1）探究兴趣：在“隐形小精灵”探究情境中，始终保持浓厚的探究兴趣和好奇心； （2）严谨求实：在实验中能尊重事实，如实汇报观察到的现象； （3）环保意识：通过讨论空气污染的例子，初步形成“保护空气，就是保护地球家园”的责任感。 教学重难点 教学重点 1.认识空气的基本特征。通过多感官观察和实验，引导学生准确归纳出空气“无色、无味、透明、可流动、无固定形状”等核心特征； 2.理解空气与液体的关键差异。通过典型对比实验，帮助学生建立“空气可被压缩，水难以被压缩”以及“空气流动性更强”等科学概念。 教学难点 1.将抽象概念具象化。空气看不见摸不着，如何引导学生通过观察它与其他物质的相互作用（如让塑料袋鼓胀、推动注射器活塞）来“感知”它的存在和性质。 2.自主设计探究方案。二年级学生逻辑思维能力较弱，引导他们自主设计“收集空气”或“证明空气存在”的方案是一个难点，需要教师提供结构化支架。 3.从现象到结论的归纳。学生能观察到现象，但将其上升为准确的科学结论需要教师的精准提问和引导。 学情分析 二年级学生以具体形象思维为主，好奇心强，喜欢动手和游戏。他们对“空气”有模糊的生活经验，但缺乏系统、科学的认识。教学需创设生动有趣的情境，将抽象知识融入可感知的操作活动中，并借助AI技术将不可见的空气“可视化”，以突破认知难点。 教学准备 教师：多媒体课件、校园地图、AI互动课件等。 学生：塑料袋、空瓶子、水槽、水、注射器、小木块、实验记录单等。 教学过程 教学任务 教学内容 设计意图 创新设计（含AI应用） 任务启动： 精灵的踪迹 1. 情境创设：播放动画，展示“精灵王国”中因“隐形小精灵”而产生的奇妙现象（大树招手、气球飘动）。 2. 发布任务：精灵国王现身，向学生求助，揭示任务主题——寻找并认识这位看不见的“空气小精灵”。 3. 头脑风暴：教师引导学生思考：“你觉得这位小精灵可能藏在哪里？”“我们能用什么办法找到它？” 以奇幻童话故事切入，瞬间抓住学生注意力，将抽象的“空气”人格化为“小精灵”，赋予其神秘感和亲切感，最大限度地激发低龄学生的探究兴趣和帮助他人的内在动机。 1.使用AIGC情境动画。利用生成式AI视频工具，输入提示词“一个充满魔法的精灵王国，大树在没有风的情况下自己摇摆，气球无人牵引自动飘动”，生成沉浸式开场视频，直观呈现空气的存在与作用。 2. AIGC学习伙伴。使用AI绘画工具生成一个独特、可爱的“空气精灵”形象，并将其作为课件中的虚拟学习伙伴，贯穿课堂始终，用它提出问题并进行互动反馈。 探索一： 捕捉隐形精灵 1. 装备介绍。教师出示“精灵捕捉袋”（塑料袋）和“精灵水晶瓶”（空瓶子），介绍它们的用法。 2. 制定方案。小组讨论并制定“捕捉计划”：准备去哪里（如窗边、门后、讲台下）捕捉小精灵。 3.实地捕捉。学生以小组为单位，选定收集现场，校园里不同地儿都藏着空气！比如操场、花坛、教室角落。 4.实施收集。拿塑料袋或饮料瓶，开口快速甩一甩（把原来的空气赶跑），接着迅速把袋口/瓶口张开，让新空气“跑进去”，再赶紧系紧袋口、拧紧瓶盖，空气就被“锁”在里面！强调动作快准，别让空气溜走。 5.标记线索。在容器上贴小纸条，写上收集到的空气地点，方便后面“研究证据”。 6.安全带回。小心拿着装满空气的容器回教室，不让空气跑掉。 7.初步分享。分享“你在哪里成功捕捉到了小精灵？”。 将科学实践活动游戏化，通过“制定计划—动手捕捉—分享成果”的完整流程，培养学生的合作能力与动手能力，并让他们在成功“捕捉”到空气的瞬间，获得第一手感性经验——空气确实存在并占据空间。 1.在制定方案环节，教师现场使用AI工具，输入学生的描述，快速生成一张生动的“任务指引图”，可视化行动方案，激发学生的执行兴趣。 2.在“搜寻踪迹”时，生成并展示具体步骤及校园、教室空间，学生说到一个地方，教师便点击该处，共同构成一幅“空气精灵分布图”，直观展现“无处不在”。 探索二： 解密精灵魔法 1. 解密一：隐形魔法（感官观察） （1）看/闻。引导学生观察“捕捉袋”里的小精灵是否有颜色、有味道。 （2）形态魔法。通过用手捏、揉“捕捉袋”，感受小精灵没有固定形状、可以流动的特性。 2. 解密二：伸缩魔法（对比实验） 使用“魔力注射器”（注射器）分别抽取空气和水，让学生尝试用力推动活塞，对比感受空气能被压缩（伸缩魔法）而水很难被压缩的特性。 将空气特性的探究包装成层层递进的“解密”挑战，符合儿童的好奇心与成就感需求。通过多感官观察和关键的对比实验，引导学生从感性认识上升为理性认知，深刻理解空气“无色、无味、无形、可压缩”的核心特征，有效突破教学重难点。 1. 利用手机摄像头，当摄像头对准鼓起的塑料袋时，APP通过图像识别实时为其叠加一个动态、半透明的“空气精灵”特效，让无形的空气变得“可见”，增强“解密”的趣味性。 2.在对比实验中，教师播放由生成式AI创建的演示步骤，展示“空气分子在压力下聚集”与“水分子紧密相连难以压缩”的对比画面，将抽象原理可视化，帮助学生建立微观模型。 精灵大会： 比拼、总结与宣言 1.精灵族大比拼（对比研讨） （1）“在我们的王国里，除了空气小精灵，还住着水滴精灵和木块精灵。它们有什么不同呢？” （2）引导学生结合刚才的实验和观察，进行有依据的对比：“空气精灵和水滴精灵都比一比‘压缩魔法’和‘流动魔法’，谁更厉害？”空气精灵和木块精灵比一比“形状魔法”，谁赢了？ 2. 共创精灵图鉴。教师引导学生共同总结“空气小精灵”的核心特征（无色、无味、透明、会流动、可压缩）。 3. 搜寻精灵的踪迹（拓展研讨） （1）空气小精灵的朋友遍布整个地球家园！除了我们的教室，你还在哪里发现过它的踪迹？ （2）学生讨论分享（如：风扇转动时、我们呼吸时、气球爆炸时）。 （3）小结：空气小精灵无处不在，充满了我们周围的每一个角落。 4. 守护精灵宣言（价值升华） （1）展示清新环境与空气污染（如烟雾、沙尘）的对比图片/视频。 （2）如果我们王国被污染的空气笼罩，会变成什么样？我们该如何保护我们看不见却离不开的空气小精灵呢？ （3）鼓励学生做环保小卫士，守护空气小精灵！爱护地球家园，从我做起！ 1.系统化知识建构。“共创图鉴”是对本课核心知识的初步梳理。 2.深化概念理解。“精灵族大比拼”将简单的特征罗列，提升为通过对比分析来界定物质类别的科学思维训练，使认知从“是什么”深入到“有什么区别”，逻辑层次更高。 3.促进知识迁移。“搜寻踪迹”引导学生将课堂所学与广阔的生活经验相联系，从“教室里的空气”扩展到“无处不在的空气”，巩固并应用了核心概念。 4.培育科学价值观。通过视觉冲击，将科学探究自然引向环保责任感的建立，落实态度责任目标。 1.AI三族对比图。在“精灵族大比拼”时，教师或学生口述特征，AI实时生成一个清晰的、带有可爱图示的维恩图或对比表格，直观呈现空气、水、木块三者的异同，让抽象对比一目了然。 2. AIGC守护勋章。在守护宣言后，教师组织学生拍摄头像。使用AIGC工具，输入提示词，并为每位学生生成一枚带有其个人头像的定制化“空气守护小卫士”电子勋章，通过屏幕展示或打印颁发，作为课堂的荣誉奖励与承诺见证，鼓励学生争做空气守护者。 作业设计 亲爱的“小小科学家”们，恭喜你成功完成了“空气小精灵”的探索任务！为了让你能更好地展现自己的发现，请从以下三个“难度”的作业中，选择最适合你的一个来完成吧！ 一、基础作业：绘制《空气精灵魔法图鉴》 1.请你当一名科学小画师，在一张A4纸上绘制一份《空气精灵魔法图鉴》，画出你想象中的“空气小精灵”的样子。 2.用图文并茂的方式，至少写出它的三个特征（例如：无色、无味、会流动等），上交绘画作品。 二、拓展作业：完成《空气精灵观察日记》 1.请你成为生活观察家，寻找并记录生活中三个能证明“空气小精灵”存在的现象。 2.仿照示例，完成表格记录，尝试用“因为……所以……”的句式，说明你观察到的现象和空气之间的关系。 《空气精灵观察日记》示例表 在哪里发现的？ 我看到了什么现象？ 这和空气小精灵有什么关系？ 示例：操场 示例：国旗在飘动 因为空气小精灵在流动，所以推动了国旗 三、挑战作业：制作《守护空气精灵》倡议短视频 请你化身“环保小卫士”，制作一个不超过1分钟的短视频，发出你的环保倡议，提交视频文件或分享链接至班级学习平台。 板书设计/课堂小结 1、 板书设计 我们周围的空气 ——寻找空气小精灵 2、 课堂小结 本节课，我们化身小小科学家，深入“精灵王国”，完成了一次精彩的科学探秘。我们通过捕捉、观察和实验，成功地找到了看不见摸不着的“空气小精灵”，并揭开了它的秘密：它无色、无味、透明、没有固定形状、会流动、还能被压缩，而且无处不在。 通过“精灵族大比拼”，我们更清楚地认识了空气、水和小木块这些物质的不同。最后，我们认识到清新的空气对生命至关重要，并许下了守护空气、保护地球的诺言。希望大家都能成为真正的“空气守护小卫士”！ 教学反思 本节课通过创设“奇幻精灵王国”这一贯穿始终的情境，将抽象的科学概念具象化为“寻找隐形小精灵”的探索任务，极大地激发了二年级学生的探究兴趣和主动性。 教学中，AI技术的深度融合是亮点也是关键支撑，AIGC生成的情境视频和虚拟学习伙伴快速将学生带入情境；AI生成的内容让无形的空气“显形”，有效突破了教学难点；AI实时生成的对比图和定制的守护勋章，则让知识梳理和价值升华变得更加直观和富有仪式感。这些技术应用不仅服务了教学目标，更显著提升了课堂的趣味性和实效性。 然而，在教学过程中也发现，部分学生在自主设计探究方案时仍需教师提供更具体的支架引导。同时，AI工具的操作需要教师课前进行充分准备和流畅衔接，以确保课堂节奏不被技术问题打断。 未来，可以进一步探索如何利用AI的个性化反馈功能，对学生在探究过程中的表现进行实时记录与评价，从而更好地关注每一位学生的成长。总体而言，本节课较好地达成了预设的教学目标，实现了信息技术与科学教学的有机融合。 学科网（北京）股份有限公司 $