1.2《空气能占据空间吗》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“空气能占据空间”核心知识点，通过“乌鸦喝水”动画唤醒“物质占据空间”前概念，结合“纸团不湿”悬念实验引发认知冲突，承接“空气真实存在”认知，为后续探究空气其他属性奠定基础。 资料亮点在于采用三层递进实验（纸团不湿验证存在、空气压缩探究可变性、瓶中吹气球分析可被排挤），融入对比实验与生活实例，培养科学观念（明确空气是物质）、科学思维（归纳空间特点）、探究实践（独立操作记录），助力学生建立实证意识，为教师提供结构化教学流程与丰富材料支持。

《2.空气能占据空间吗》教案 【教材分析】 本课是教科版四年级上册“物质科学”领域《空气》单元的第二课时，是单元核心概念构建的关键环节。它承接第一课《我们周围的空气》中“空气真实存在”的认知，聚焦空气的核心物理属性——占据空间，为后续探究“空气有质量”“空气可以流动”等内容奠定基础。课程以“空气是否占据空间”为驱动问题，通过三层递进式实验，引导学生从直观现象到本质规律，建立“空气是一种具有空间占据性的物质”的科学概念，帮助学生初步形成“物质占据空间”的普适性认知，培养基于证据的科学探究思维。 【学情分析】 四年级学生已通过生活观察和前期学习确认空气的存在，但对“占据空间”的科学概念缺乏精准理解，常将空气视为“无物”，忽略其物质属性。学生动手探究热情高，但实验设计的变量控制能力、现象分析的逻辑推理能力较弱，抽象思维仍依赖具象感知。因此，需通过对比实验、直观现象的冲突，帮助学生突破认知难点，同时借助生活情境联结，激发探究兴趣，逐步培养实证意识。 【教学目标】 科学观念 1. 明确空气是一种物质，能够占据空间，理解“占据空间”的科学含义。 2. 掌握空气占据空间的两大特点：可被压缩（压缩后具有弹性）、可被其他物质排挤。 3. 能列举3个以上生活中利用空气占据空间特点的实例。 科学思维 1. 通过对比不同实验的现象差异，归纳空气占据空间的核心特征，提升归纳概括能力。 2. 能识别实验中的关键变量（如容器是否密封、是否排出空气），推理变量与实验结果的因果关系，发展逻辑推理能力。 探究实践 1. 能独立完成“纸团不湿”“空气压缩对比”“瓶中吹气球”3组实验，准确观察并记录实验现象。 2. 能基于“空气是否占据空间”的问题，设计简单的对比实验方案（如改变容器密封性）。 3. 能通过小组合作，梳理实验结论并进行班级汇报，提升表达与交流能力。 态度责任 1. 对空气性质的探究产生持续兴趣，感受科学实验的趣味性与严谨性。 2. 养成“用证据说话”的科学态度，建立“空气是可被研究的物质”的认知。 3. 主动关注生活中空气占据空间的应用，体会科学与生活的紧密联系，增强科学应用意识。 【教学重难点】 重点：认识空气能占据空间，掌握“可被压缩、可被排挤”的核心特点。 难点：理解空气占据空间的可变性本质，能通过对比实验的证据推理空气占据空间的规律。 【材料准备】 教师准备 1. 多媒体课件：“乌鸦喝水”动画片段、实验操作演示视频、生活应用实例图片。 2. 演示实验材料：大号玻璃杯、干纸巾、水槽、水、10ml注射器（装水+装空气）、带孔塑料瓶、气球。 3. 辅助工具：投影仪、板书磁贴。 学生小组准备 1. 实验材料：小号玻璃杯、干纸巾、水槽、清水、10ml注射器2支（1支装空气、1支装水）、带孔塑料瓶、小气球。 2. 记录工具：实验记录单（含3组实验现象表格）、铅笔、彩色笔。 【教学过程】 一、导入：情境设疑，唤醒认知（5分钟） 1. 情境引入：播放“乌鸦喝水”动画片段，提问：“乌鸦为什么能喝到水？”引导学生说出“石头占据了水的空间，水上升”。 2. 认知冲突：教师演示“纸团放入玻璃杯倒扣入水”的实验前，提问：“如果把干纸团放进玻璃杯，倒扣着按进水里，纸团会湿吗？”让学生自由猜测，引发认知分歧。 3. 揭示课题：“今天我们就通过实验探究《空气能占据空间吗》，一起解开纸团不湿的秘密。” 设计意图：用学生熟悉的童话情境唤醒“物质占据空间”的前概念，再通过悬念实验引发认知冲突，快速聚焦核心问题，激发探究欲望。 二、探索：递进实验，建构概念（25分钟） 活动1：纸团不湿——验证空气占据空间（8分钟） 1. 小组实验：学生按步骤操作：①将干纸巾塞进玻璃杯底部（确保不掉落）；②竖直倒扣玻璃杯，缓慢压入水槽水中（杯口完全浸没）；③停留3秒后竖直取出，观察纸巾状态；④再将玻璃杯倾斜放入水中，观察现象并记录。 2. 现象分析：组织学生交流：“竖直放入时纸团为什么没湿？倾斜时为什么湿了？”引导学生得出结论：杯内的空气占据了空间，阻止水进入；倾斜时空气从缝隙排出，水占据了原来空气的空间，纸团变湿。 3. 记录整理：指导学生将实验现象填入记录单的对应表格。 活动2：空气压缩实验——探究空间可变性（9分钟） 1. 对比实验：学生分组完成两组操作： 组1：用手指堵住注射器（装空气）的管口，用力下压活塞，观察活塞位置变化，松开手后观察回弹情况，重复2次并记录刻度。 组2：用手指堵住注射器（装水）的管口，用力下压活塞，观察活塞位置变化，对比与空气实验的差异。 2. 归纳结论：小组讨论后汇报：“空气占据的空间可以被压缩，压缩后的空气有弹性，会恢复原来的空间；而水的空间很难被压缩。”教师补充：这是因为空气粒子间的空隙大，容易被挤压，水粒子间空隙小。 活动3：瓶中吹气球——探究空气可被排挤（8分钟） 1. 操作体验：学生分两步实验：①将小气球塞进带孔塑料瓶，气球口套住瓶口，用力吹气球，观察能否吹大；②打开瓶底的孔，再次吹气球，对比两次现象。 2. 推理分析：引导学生思考：“密封瓶里的气球为什么吹不大？打开孔后为什么能吹大？”得出结论：密封瓶内的空气占据了空间，气球内的空气无法排挤原有空气；打开孔后，瓶内空气被排出，气球就能占据瓶内的空间。 设计意图：通过“验证存在—探究变化—拓展应用”的递进实验，让学生从直观感知到本质理解，逐步建构空气占据空间的科学概念，落实探究实践能力的培养。 三、研讨：梳理总结，联结生活（8分钟） 1. 知识结构化：提问：“通过今天的实验，我们发现空气占据空间有哪些特点？”引导学生梳理：空气是物质，能占据空间；可被压缩（有弹性）；可被其他物质排挤。教师用板书磁贴整理核心知识点。 2. 生活联结：组织小组讨论：“生活中哪些地方用到了空气占据空间的特点？”每组推荐1个实例上台分享（如篮球充气、打气筒、气垫床、保温杯密封等），教师同步展示对应图片。 3. 深度拓展：提问：“为什么空气能被压缩，水却很难？”引导学生初步感知物质粒子结构的差异，为后续物质属性的学习埋下伏笔。 4. 教师小结：“空气是一种能占据空间的物质，它的可压缩、可被排挤的特点，让我们的生活变得更方便，这就是科学的力量！” 设计意图：通过系统性梳理，将零散的实验结论整合为结构化知识；通过生活实例联结，深化对科学概念的理解；通过深度提问，拓展学生的科学视野。 四、拓展：延伸探究，实践应用（2分钟） 1. 课后实验：用家里的材料（塑料瓶、吸管、橡皮泥、纸团）制作“空气压缩枪”，演示空气压缩后的力量，下节课分享实验成果。 2. 观察记录：寻找生活中3个利用空气占据空间的实例，用“文字+画图”的方式记录在科学记录本上。 3. 拓展阅读：查阅资料，了解空气压缩在汽车刹车、潜水艇上浮下沉中的应用，感受科学技术的价值。 设计意图：将课堂学习延伸至课外，通过动手制作巩固概念，通过生活观察体会科学实用性，通过拓展阅读增强科学责任感。 【板书设计】 2.空气能占据空间吗 核心概念：空气是一种物质，能占据空间 特点： 可被压缩（压缩后有弹性） 可被排挤 生活应用： 篮球、打气筒、气垫床、密封容器…… 学科网（北京）股份有限公司 $