1.3空气占据的空间会改变吗 教学设计-2026-2027学年科学四年级上册教科版

该小学科学教学设计聚焦“空气可压缩、水几乎不可压缩”核心知识点，通过回顾“空气占据空间”旧知，演示倒扣空瓶入水无气泡却少量水进入的现象引发认知冲突，搭建新旧知识连接的学习支架。 资料以认知冲突激发探究兴趣（态度责任），通过挤压塑料瓶、注射器对比实验培养探究实践能力，用微粒示意图建构微观模型（科学思维），结合篮球充气等生活实例促进科学观念迁移，学生能直观理解，教师易操作且有效突破重难点。

第3课 空气占据的空间会改变吗 【教学目标】 科学观念 知道空气可以被压缩，压缩后的空气仍占据空间；理解水几乎不可压缩。 科学思维 能通过对比实验，分析空气和水在挤压下占据空间的变化；能用示意图解释空气被压缩的原理；能对教材中的三个问题作出合理解释。 探究实践 能合作完成“挤压塑料瓶”“注射器实验”等探究活动，记录并解释现象；能尝试设计验证空气可压缩性的简单实验。 态度责任 对空气的可压缩性产生探究兴趣，乐于动手实验，敢于质疑和表达。 【教学重难点】 重点：通过注射器实验和挤压塑料瓶实验，发现空气可以被压缩，水很难被压缩。 难点：用示意图解释空气被压缩时微粒间距变小；解释“倒扣入水无气泡却有少量水进入”的原因。 【教学准备】 教师：PPT课件、透明塑料瓶（带盖）2个（一个装满空气，一个装满水）、水槽、水、注射器2个（一个吸空气，一个吸水）、橡皮塞或手指堵口、实验记录单、示意图画板。 学生：每组一套材料（两个相同塑料瓶、两个注射器、水槽、水、实验记录单）。 【教学过程】 教学环节 教学活动 聚焦：问题导入，引发认知冲突（5分钟） 1.回顾旧知：提问：“上节课我们证明了空气能占据空间。如果我把一个装满空气的瓶子倒扣入水中，你猜会发生什么？” 2.呈现现象：教师演示或播放PPT中的实验：“把空塑料瓶瓶口朝下竖直压入水中，没有气泡产生，但还是有少量的水进入瓶子里。” 3.引发冲突：“既然没有气泡，说明空气没有跑出来，那水是怎么进去的呢？空气占据的空间改变了吗？” 4.揭示课题：板书《空气占据的空间会改变吗》。 探索：对比实验，发现可压缩性（15分钟） 活动一：挤压装满空气和水的塑料瓶 学生分组操作：分别用手挤压装满空气的塑料瓶和装满水的塑料瓶，感受并描述感觉有什么不同。 讨论：“瓶中的空气和水占据的空间发生变化了吗？” 教师引导：空气瓶可以被压瘪（空间变小），水瓶几乎压不动（空间基本不变）。 活动二：用注射器研究空气和水 操作：两个注射器，一个吸入空气，一个吸入水，分别用手指堵住管口，用力推活塞，观察活塞能否被推动。 学生记录现象：空气注射器活塞能移动一段距离；水注射器活塞几乎不动。 教师追问：“推动空气注射器时，空气占据的空间怎么变了？”（变小了） 活动三：用示意图解释 教师引导学生在记录单上画出注射器内空气被压缩前后的微粒示意图（用点表示空气微粒，压缩前点间距大，压缩后点间距小）。 对比水的示意图：压缩前后点间距几乎不变。 总结：空气可以被压缩，水很难被压缩。 研讨：分析现象，解答核心问题（10分钟） 1.小组讨论教材中的三个问题： 问题1：“根据注射器实验我们可以推测，在探索2中当我们挤压装空气的塑料瓶时，瓶中的空气被压缩了，这样说对吗？说一说理由。” （对，因为注射器实验证明空气可以被压缩，塑料瓶中的空气同样会被压缩，占据空间变小。） 问题2：“将装满空气的塑料瓶倒扣入水中，为什么还会有水进入瓶中？” （因为水压将瓶子里的空气稍微压缩了一点，腾出一点点空间，所以有少量水进入。） 问题3：“鼓起来的皮球为什么还可以继续充入空气？” （因为皮球内的空气可以被压缩，充气时新进入的空气将原有的空气压缩，皮球内空气占据的空间可以略微增大，所以能继续充入。） 2.全班交流：请小组代表汇报，教师引导用“因为空气可以被压缩，所以……”的句式完整表达。 3.概念强化：空气占据的空间可以改变（可压缩）；水占据的空间很难改变（不可压缩）。 拓展：小挑战，迁移应用（10分钟） 1.用示意图解释注射器内空气和水占据空间的变化（PPT中的拓展内容） 教师引导学生在实验记录单上画出注射器内空气被压缩前后的微粒示意图（用点表示空气微粒，压缩前点间距大，压缩后点间距小）。 对比画出水被压缩前后的示意图（压缩前后点间距几乎不变）。 展示优秀作品，学生互评。 2.科学小挑战（新增拓展）： 挑战任务：“你能用注射器设计一个实验，证明被压缩的空气有‘弹性’（即松手后能恢复原状）吗？试一试，并解释现象。” 学生操作：将注射器吸入空气，堵住管口，用力推活塞压缩空气，然后松手，观察活塞是否弹回。 2.生活应用： 提问：“生活中哪些地方利用了空气可以被压缩且具有弹性的性质？”（篮球、足球、自行车轮胎、气垫鞋、减震器、气枪等） 4.课后实践任务： “回家后，找一个皮球或气球，先充气到鼓起来，再继续充气，感受空气被压缩的过程。然后尝试向家人解释：为什么鼓起来的皮球还能继续充入空气？” 板书设计 第3课：空气占据的空间会改变吗 现象：倒扣塑料瓶入水 → 无气泡，少量水进入 → 空气被压缩 对比实验： 挤压空气瓶 → 变瘪 → 空间变小（可压缩） 挤压水瓶 → 不变 → 空间不变（不可压缩） 注射器实验： 空气注射器 → 活塞可推 → 微粒间距变小 水注射器 → 活塞难推 → 微粒间距几乎不变 示意图：○ ○ ○ → ○○○ （空气被压缩） 【教学反思】 学生通过亲手操作，清晰感受到空气与水的不同特性，尤其是注射器实验效果明显，为理解“压缩”概念提供了有力支持。 亮点：倒扣瓶子“无气泡却有少量水进入”这一现象引发了强烈认知冲突，学生探究欲望高涨。示意图的引入帮助学生从微观理解压缩本质。三个问题的研讨层层递进，学生能用“可压缩”解释生活现象。 不足：部分学生对“压缩”与“排出”仍有混淆（如认为倒扣入水的水进入是因为空气跑出去了），需要教师在研讨环节反复对比：有气泡是排出，无气泡是压缩。 小挑战：压缩空气的“弹性”实验简单有趣，学生惊喜地发现松手后活塞弹回，自然建立了“压缩空气有弹性”的概念，为后续学习做了铺垫。 改进：课后实践任务需在下节课前分享，并引导学生进一步思考：如果压缩得更厉害，弹力会怎样？ 学科网（北京）股份有限公司 $