2.1《空气占据空间》（教学设计）-2026-2027学年科学三年级上册大象版

该小学科学教学设计聚焦“空气占据空间”核心知识点，通过裸露气球与瓶内气球吹气对比实验导入，以带孔塑料瓶气球实验、“不会湿的纸团”四组对照实验为支架，落实“提出猜想—实验验证—归纳结论—拓展应用”完整探究流程。 此设计以2025新课标为导向，实验梯度科学，从间接感知到直观可视，结合书包、漏斗倒醋等生活实例，用思维导图梳理知识，培养科学思维与探究实践，帮助学生建立科学观念，教师使用可高效落实核心素养，提升教学效果。

大象版三年级上册科学第二单元第1课 《空气占据空间》教学设计 一、设计依据 本教学设计依据2025版义务教育科学课程标准物质科学领域“空气”主题学段要求，3-4年级学生通过对比、操作、对比实验，认识空气占据一定空间，空气充满各处；能设计简单对比实验验证猜想，从生活现象归纳空气核心性质。本课是第二单元《空气与风》开篇课，以递进式探究实验为主线，落实“提出猜想—对比实验—现象分析—归纳结论—拓展应用”完整科学探究流程，培养实证探究、现象推理、动手操作的科学核心素养，为空气流动、冷热空气、风的形成等后续课时奠定认知基础。 二、教材分析 本课为大象版三年级上册第二单元《空气与风》第1课时，单元入门基础课，建立空气基本性质核心认知，教材五大板块逻辑递进： 1. 问题与假设：气球对比小实验导入，吹裸露气球与瓶内气球效果完全不同，抛出驱动问题；学生提出四类猜想：力气小、漏气、瓶内有空气阻挡、如何验证瓶内存在空气，引发探究冲突。 2. 探究与结论：两组分层对比实验，层层验证空气占据空间。实验1带孔塑料瓶气球实验，通过开孔前后吹气差异证明瓶内空气占用空间；实验2“不会湿的纸团”四组对照操作，垂直倒扣、倾斜、扎孔、堵孔操作，直观观察空气阻挡水进入杯内，具象化“空气占据空间”。配套安全提示，规范锥子尖锐工具使用。 3. 生活研讨：结合书包、零食袋等日常物品，引导学生发现生活各处都存在空气，提炼核心结论：空气占据一定空间，并且充满各处。配套思维导图梳理空气共同特征、一切物体都占据空间。 4. 反思与评价：双维度思维导图课堂检测，梳理空气共性、固体液体气体均占据空间，落实过程性自评、小组互评、教师评价三维评价体系。 5. 应用与迁移+阅读新知：动手探究“听话的乒乓球”拓展实验，利用瓶内空气控制乒乓球升降；科普生活现象“添堵的空气”，解释漏斗倒醋不下流的生活实例，实现科学原理生活化应用。 教材全部依托动手实验，用具象可视的水、纸团、气球把看不见的空气转化为可观察现象，贴合三年级具象思维，以学生对话串联猜想研讨，实验梯度清晰，兼顾操作、观察、归纳、生活应用四维育人。 三、学情分析 1. 已有基础 三年级学生能感知空气存在，吹气球、玩水是日常熟悉活动；具备基础小组合作、简单动手操作能力；能区分看得见的固体、液体，但看不见摸不着的空气十分抽象，无法直观感知空气会占用空间。 2. 认知难点 1. 固有认知误区：认为瓶子、杯子“空无一物”，看不见就不存在东西，难以理解无形空气会占据空间； 2. 不会通过对照实验控制变量，无法自主分析两组实验差异背后的空气原理； 3. 不能把课堂实验结论迁移解释漏斗堵醋、乒乓球升降等生活拓展现象； 4. 难以归纳统一结论：固体、液体、空气所有物体都会占据空间。 3. 学习优势 三年级学生动手实验欲望强烈，玩水、吹气球、纸团小实验趣味性强；对比实验现象反差明显，直观可视，能快速打破“容器是空的”错误认知，任务驱动式探究课堂参与度极高。 四、教学目标 （一）科学观念目标 1. 知道空气看不见、摸不着，但空气占据一定空间，空气充满各处； 2. 明白固体、液体、空气所有物体都会占据空间； 3. 能解释瓶内气球吹不大、纸团浸水实验、漏斗倒醋受阻、听话乒乓球全部实验与生活现象的原理。 （二）科学思维目标 1. 针对气球差异现象提出合理猜想，通过两组对照实验对比现象、推理验证猜想，建立实证探究思维； 2. 对比四组纸团实验不同操作产生的不同结果，分析空气进出对实验现象的影响； 3. 结合书包、食品袋、漏斗等生活实例，归纳空气无处不在、占据空间的统一规律，实现原理迁移推理。 （三）探究实践目标 1. 独立完成裸露气球、瓶内气球对比操作，观察吹气差异； 2. 小组规范完成带孔瓶子气球、不会湿的纸团两组对照实验，如实记录每一步操作现象； 3. 课后独立操作“听话的小球”拓展实验，自主设计操作方法控制乒乓球升降； 4. 规范使用锥子、水槽等器材，遵守尖锐工具、用水操作安全规范。 （四）态度责任目标 1. 实验操作细致严谨，如实观察记录实验现象，不主观臆断实验结论； 2. 小组分工有序，操作员、记录员、汇报员各司其职，主动交流实验发现； 3. 感受生活处处藏着空气相关科学现象，乐于用课堂知识解释日常问题； 4. 树立工具安全操作意识，尖锐物品轻拿轻放，不乱挥锥子，节约用水。 五、教学重难点 1. 教学重点 通过两组对照实验得出结论：空气占据一定空间，空气充满各处；能完整描述两组实验操作与对应现象。 2. 教学难点 理解看不见的空气会占用容器内部空间；通过对照实验变量差异推理空气的作用；用空气占据空间原理解释生活拓展现象。 六、教学准备 教师准备 多媒体课件（课本全套插图、两组实验分步动画、拓展实验视频）；分组实验材料：塑料瓶、气球、锥子、水槽、清水、透明塑料杯、纸团；空白思维导图、课堂评价表打印件。 学生准备 科学课本、铅笔、橡皮。 七、教学过程 环节一：趣味气球实验导入，提出猜想与问题（6分钟） 师：同学们，今天我们开启第二单元《空气与风》的第一课，先来做一个小游戏吹气球。请两位同学上台，一位直接吹裸露气球，一位把气球套在塑料瓶口再吹。大家仔细观察两个气球能吹到多大。 （两名学生上台操作，全班观察） 师：大家发现明显区别了吗？谁来说一说看到的现象？ 生：直接吹的气球变得很大，套在瓶子里的气球只能鼓一点点，吹不大。 师：课本第28页四位同学针对这个现象提出了不同猜想，我们依次读一读他们的想法。 生1：我们都还是小孩儿，力气小。 生2：还有可能是气球漏气。 生3：是不是因为瓶子里有空气顶着呢？ 生4：怎么证明套在瓶子里的气球外面还有空气呢？ 师：这四个猜想哪个才是真正原因？力气、漏气都可以简单排除，今天我们通过实验验证：瓶子里到底有没有看不见的东西占用空间，本课课题——空气占据空间（板书课题）。 环节二：探究实验一 带孔塑料瓶气球对照实验（10分钟） 师：请看课本29页实验1，我们先来改造塑料瓶，用锥子在瓶侧壁钻一个小孔，先堵住小孔吹气球，再松开小孔吹气球，对比现象。全班齐读实验步骤。 生：把瓶子竖直放入水中，直至侧壁小孔被水淹没，再来吹套在瓶子里的气球，观察现象。 师：分发分组器材，强调安全提示：锥子尖锐，只能扎塑料瓶，禁止对准同学、手，轻拿轻放。小组分步操作，记录两种状态下气球的变化。 （学生分组动手实验，教师巡视指导） 师：哪个小组分享两组操作的不同现象？ 小组代表：堵住小孔时，瓶内空气跑不出去，气球只能吹一点点；松开小孔，瓶里空气从小孔跑出来，气球就能吹得很大；放进水里吹，小孔会冒出一串气泡，那就是瓶内跑出来的空气。 师总结：瓶子看着是空的，其实装满空气，空气占满瓶子内部空间，堵住小孔空气无法排出，气球就无法膨胀。这个实验证明：空气会占据瓶子里的空间。 环节三：探究实验二 不会湿的纸团四组对照实验（14分钟） 师：我们再用第二个实验直观看见空气阻挡水，课本实验2分为四步操作，我们分步探究。 师分步讲解操作要求，小组同步操作： ①杯底塞紧纸团，垂直倒扣压入水底；提问：纸团会湿吗？为什么？ 生操作后汇报：纸团完全干燥，杯子里空气占满空间，水进不去。 ②杯子倾斜压入水底；提问：这次出现什么变化？ 生：冒出气泡，水进入杯子，纸团浸湿，空气被水挤出来了。 ③锥子给杯底扎小孔，塞纸团； ④手指堵住小孔倒扣入水，松开手指观察。 小组汇报④现象：堵孔时纸团不湿，松开手指，空气从小孔跑走，水灌满杯子，纸团完全浸湿。 师：结合四组对照现象，同桌互相说一说实验共同说明什么道理？ 生：杯子里有空气，空气占据杯子的空间，挡住水进入；空气跑掉，空间被水占据。 师统一结论：看不见的空气，实实在在占据容器内部的空间。 环节四：生活研讨，归纳核心结论（5分钟） 师：空气占据空间不止出现在瓶子、杯子里，课本30页同学们结合生活物品讨论，我们一起来分析。 生1：书包里除了书本文具盒，剩下的空间全是空气； 生2：零食袋鼓鼓的，食物之外的空间被空气填满； 师提问：教室、操场、树林这些地方，有没有空气占据空间？ 生：到处都有空气，空气充满所有角落。 师板书核心结论：空气占据一定空间，并且充满各处。 师拓展思考：桌子、铅笔、水、醋这些看得见的物体，会不会占据空间？ 生：会，桌子占地面空间，水占杯子空间，所有东西都会占用空间。 师补充完整：固体、液体、空气，一切物体都占据空间。 环节五：反思与评价，思维导图梳理巩固（4分钟） 师：翻开课本30页思维导图，我们一起填空梳理本节课知识。左侧分支：瓶子气球外、水杯里、书包内的空气，共同性质——都占据空间；右侧分支：桌子、笔、石头是固体，水、油是液体，空气是气体，结论：物体都占据空间。 学生自主填写思维导图，对照三维评价表自评：能独立完成两组实验、准确描述实验现象、理解空气占据空间、能和小组有序合作，做到的方框打√，小组内互相点评实验操作优缺点。 环节六：应用与迁移、阅读新知（5分钟） 师：我们利用空气占据空间的原理，完成拓展小实验“听话的小球”，齐读操作步骤。 生：去掉塑料瓶底部，瓶盖扎小孔，手堵小孔罩住乒乓球压入水底，乒乓球沉底；松开小孔，空气流出，水进入，乒乓球上浮。 师：课后用家里材料完成，自主操控乒乓球上升、停下。 师阅读新知《“添堵”的空气》，谁来解释漏斗倒醋流不下去的现象？ 生：漏斗插进小瓶，瓶内空气被醋堵在漏斗颈，空气占据空间挡住醋流动，提起漏斗放走空气，醋就能顺利流下。 师：生活里很多小麻烦，都是空气占据空间造成的，学会本课知识就能解释。 环节七：课堂整体小结（1分钟） 师：今天我们通过两组对照实验得出核心结论：空气看不见摸不着，但空气占据一定空间，空气充满各处；固体、液体、空气所有物体都会占据空间；我们还能用这个原理解释瓶内气球、不湿纸团、漏斗堵醋、听话乒乓球各类现象，下节课我们继续探究空气更多特点。 八、板书设计 1 空气占据空间 1. 实验现象： ①瓶内气球堵孔吹不大，开孔能吹大 ②垂直倒扣纸团不湿，倾斜/扎孔纸团浸湿 2. 核心结论： 空气占据一定空间，空气充满各处 3. 拓展：固体、液体、空气，一切物体都占据空间 4. 生活实例：书包、食品袋、漏斗倒醋、听话乒乓球 九、教学反思 （一）课堂亮点 1. 严格贴合2025新课标探究素养导向，完全遵循课本板块顺序授课，以气球趣味实验导入，两组分层对照实验为主探究活动，全程穿插猜想研讨、分组实操、现象汇报、思维导图梳理、生活拓展，贴合三年级具象思维，完美突破“看不见就不占空间”核心认知误区。 2. 实验梯度设计科学，从气球间接感知空气，到纸团直观看见空气挡水，由浅入深，把抽象空气转化为可视实验现象；兼顾动手操作、现象观察、逻辑推理、生活解释四重素养培养。 3. 活动形式丰富：猜想讨论、分组对照实验、同桌互助研讨、思维导图填空、课后拓展小制作，全员深度参与课堂；三维自评互评表落实过程性评价，兼顾操作、合作、知识掌握多维度评价。 4. 知识逻辑完整，从实验结论延伸至固体液体气体通用规律，构建完整“物体占据空间”认知体系，为单元后续课时打好基础。 （二）课堂不足 1. 分组实验器材有限，部分小组轮流操作，个别学生动手实操时间不足； 2. 少数学生无法自主对照两组实验变量推理空气作用，只能复述现象，逻辑推理能力薄弱； 3. 生活拓展现象讲解时间较短，部分学生不能独立用空气占据空间原理解释漏斗堵醋现象。 （三）改进措施 1. 增加实验器材组数，设置双人一套器材，保证每位学生完整操作两组对照实验； 2. 实验后增设3分钟变量对比提问，引导学生自主发现“有无小孔=空气能否流出”单一变量，强化对照实验推理训练； 3. 补充生活实例图片，增加课堂抢答环节，让学生现场解释各类空气相关生活现象，强化原理迁移应用； 4. 布置家庭小实验作业：在家完成听话乒乓球、漏斗倒醋小实验，下节课分享家庭实验现象。 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