第8课 自制打气筒 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“空气可以被压缩和转移”核心知识点，通过庆典吹气球情境导入，引导学生用塑料瓶、气球等材料制作简易打气筒。前7课学习空气性质，本课综合运用知识实现从“学”到“用”的跨越，搭建完整知识支架。 资料亮点在于融入工程设计流程，学生经历设计、制作、测试、改进过程，发展科学思维与探究实践能力。通过跨学科融合（数学记录、语文描述）和疑难解答策略，助力学生理解单向阀原理，培养坚持不懈的态度。为教师提供完整教学资源，提升课堂效率与学生动手能力。

第8课 自制打气筒 教科版四年级科学上册 第一单元《空气》 一、课程标准依据 本课属于《义务教育科学课程标准（2022年版）》中“物质与能量”领域，核心概念为“空气可以被压缩和转移”。通过设计和制作简易打气筒，让学生综合运用本单元所学知识，发展工程设计和实践能力。 二、单元分析 本课是单元第8课（最后一课），学生已通过前7课学习了空气的存在、占据空间、可压缩、有质量、流动有力量、热空气上升、风的成因等性质。本课是单元综合运用课，要求学生运用所学知识设计并制作简易打气筒，体会工程设计需要不断改进和完善的过程。通过制作打气筒，学生综合运用“空气占据空间”“空气可以被压缩”“空气流动”等知识，完成从“学知识”到“用知识”的跨越。 三、教学目标 （一）科学观念 1. 知道空气可以被压缩和转移，利用单向阀可以制作简易打气筒。 2. 认识到工程设计需要不断测试、发现问题、改进完善。 （二）科学思维 1. 能根据空气的性质，设计并改进简易打气筒。 2. 能在测试中发现问题，提出改进方案，发展工程思维。 （三）探究实践 1. 能根据设计流程，制作简易打气筒（塑料瓶、气球、气球皮）。 2. 能测试打气效果，记录空气流动过程。 3. 能发现使用中的问题，并提出改进方案。 （四）态度责任 1. 对制作打气筒充满兴趣，体会工程设计的乐趣。 2. 愿意不断测试和改进，培养坚持不懈的品质。 3. 能与同学合作，分享设计思路和改进方案。 【教学重点】制作简易打气筒，理解其利用空气压缩和单向阀的工作原理。 【教学难点】理解气球皮作为单向阀的作用（只让空气进入气球，不让空气回流）。 四、课前准备 （一）分组材料（每4人小组1套） 1. 塑料瓶每组1个 2. 气球每组2个 3. 气球皮每组1块 4. 胶带每组1卷 5. 记录单每人1份 （二）教师准备 1. 每组一套实验材料 2. 班级记录单（黑板用） 3. 准备打气筒实物或图片（对比用） 4. 准备柔韧性更好的瓶子（如硅胶瓶，改进方案用） 5. 搜集工程设计流程图 五、教学过程（40分钟） 环节一：聚焦问题（5分钟） 【教师活动】 1. 出示情境：很多庆典活动会用到大量气球，如果没有打气筒，靠人用嘴吹气球将是一件很辛苦的事。 2. 明确任务：“用身边的材料制作一个简易的打气筒，能方便快捷地给气球充气。” 3. 提问：“要用什么材料呢？用气球和塑料瓶试一试。” 4. 板书课题：自制打气筒。 【学生活动】 1. 观察情境，思考并讨论问题。 2. 提出自己的猜测和假设。 3. 产生探究兴趣。 【设计意图】通过情境激趣，激活学生已有经验，引出核心问题，激发探究欲望。 环节二：探索实验（18分钟） 【教师活动】 1. 出示设计流程，讲解制作步骤： 步骤一：在塑料瓶的瓶盖上打个小孔。 步骤二：剪一块长条形的气球皮。 步骤三：用胶带将气球皮固定在瓶盖上，盖住小孔。 步骤四：在瓶身上打一个小孔。 步骤五：将气球套在瓶口处，挤压时手指堵住瓶身小孔；松手时，手指从小孔上移开。 2. 强调：每完成一步，测试一下打气效果。思考：下一步要解决什么问题？ 3. 巡视指导，提醒学生注意气球皮的绷紧程度和瓶盖的密封性。 【学生活动】 1. 分组领取材料，明确分工。 2. 按步骤制作简易打气筒，每完成一步测试效果。 3. 记录空气流动过程：挤压时空气进入气球；松手时空气进入瓶子。 4. 用图画表示空气流动过程，填写记录单。 5. 小组内讨论：制作过程中遇到了哪些问题？如何解决？ 【设计意图】通过层层递进的实验，让学生从多个角度收集证据，发展科学探究能力。 环节三：研讨交流（10分钟） 【教师活动】 1. 组织学生展示自制打气筒，分享制作经验和空气流动过程图。 2. 提问引导：“自制打气筒利用了空气的哪些性质？” 3. 追问：“气球皮在打气筒中起到什么作用？”“使用过程中还有哪些需要改进的问题？” 4. 引导学生归纳：自制打气筒利用了空气可以被压缩和转移的性质，气球皮作为单向阀，只让空气进入气球，不让空气回流。 【学生活动】 1. 各小组汇报实验发现。 2. 参与班级研讨，补充证据。 3. 根据证据得出结论。 【设计意图】通过研讨环节，将分散的实验证据整合起来，引导学生从证据走向结论，发展归纳推理能力。 环节四：拓展应用（5分钟） 【教师活动】 1. 出示改进方案：使用自制打气筒的过程中，我们发现瓶身容易变形，打气效率降低。 2. 提问：“有没有柔韧性更好一些的瓶子呢？” 3. 展示硅胶瓶等改进材料，鼓励学生课后尝试改进。 【学生活动】 1. 尝试完成拓展挑战。 2. 联系生活，举例说明。 【设计意图】将本课知识延伸到新的情境，激发学生持续探究的兴趣，为后续学习奠定基础。 环节五：课堂小结（2分钟） 【教师活动】 1. 回顾本单元核心知识：空气存在、占据空间、可压缩、有质量、流动有力量、热空气上升、风的成因。 2. 总结：自制打气筒综合运用了空气可以被压缩和转移的性质，气球皮作为单向阀实现单向充气。 3. 布置课后探究：改进自制打气筒，使其更高效、更耐用。 【学生活动】 1. 回顾实验过程，总结证据。 2. 明确课后探究任务。 【设计意图】帮助学生梳理知识要点，巩固本课核心概念。 六、板书设计 七、教学反思 1. 学生是否能成功制作简易打气筒？成功率如何？ 2. 学生对“气球皮作为单向阀”原理的理解程度如何？ 3. 制作过程中，学生是否能发现问题并提出改进方案？ 4. 研讨环节中，学生是否能综合运用本单元知识解释打气筒原理？ 5. 拓展任务中，学生是否理解工程设计需要不断改进？ 6. 本课作为单元总结课，是否帮助学生建立了完整的空气知识体系？ 八、跨学科融合设计说明 （一）关联的数学概念：通过统计打气次数和气球大小，学习简单的数据记录和比较。 （二）关联的语文概念：用准确的语言描述设计流程、制作步骤和改进方案，用图画表示空气流动过程。 （三）关联的生活实践：了解生活中的打气筒、气泵、压缩机等工具的原理。 （四）关联的工程领域：体验完整的工程设计流程（设计→制作→测试→改进），培养工程思维。 九、学生疑难解答（附常见问题的应对策略） 疑难问题 解答策略 学生制作的打气筒漏气，气球吹不起来。 检查：瓶盖小孔是否密封？气球皮是否绷紧？瓶身小孔是否堵住？气球套口是否漏气？逐一排查，找到问题所在。 学生不理解“气球皮为什么是单向阀”。 演示：用手按住气球皮，吹气时气球皮鼓起（空气通过），吸气时气球皮贴紧小孔（空气不能回流）。这就是“只进不出”的单向阀原理。 学生认为“瓶身变形是因为材料不好”，而不是因为空气压缩的力量。 解释：瓶身变形是因为挤压时瓶内空气被压缩，产生很大的压力。如果瓶子太硬，变形就小；如果瓶子太软，变形就大。改进方案：使用柔韧性更好的材料，既能承受压力，又能恢复原状。 十、附件 附件一：第8课 自制打气筒 · 设计记录单 设计：自制打气筒 日期：__________　　小组：__________ 材料：塑料瓶、气球、气球皮、吸管、胶带 制作步骤： 1. 在瓶盖上打个小孔。 2. 剪一块气球皮，用胶带固定在瓶盖上。 3. 在瓶身上打一个小孔。 4. 将气球套在瓶口。 测试记录： 挤压时：手指堵住瓶身小孔，气球________（鼓起来/不变）。 松手时：手指移开，空气________（进入瓶子/进入气球）。 我画的空气流动图： （画图区域） 我的问题：________________________ 我的改进方案：________________________ 附件二：班级记录单（黑板用） 自制打气筒 日期：__________ 全班总结：气球皮作为单向阀，只让空气进入气球，不让空气回流。 小组 成功/失败 遇到的问题 改进方案 1组 2组 3组 4组 附件三：学习评价表 评价内容 自评 师评 我能成功制作打气筒 ☆☆☆ ☆☆☆ 我能理解单向阀原理 ☆☆☆ ☆☆☆ 我能发现使用中的问题 ☆☆☆ ☆☆☆ 我能提出改进方案 ☆☆☆ ☆☆☆ 我体会到了工程设计需要不断改进 ☆☆☆ ☆☆☆ 附件四：学习评价表 评价内容 合格 良好 优秀 能准确描述实验现象 能说出 能详细描述 能描述并解释 能运用证据进行推理 能简单推理 能合理推理 能完整推理 能与同伴合作交流 能参与 能主动交流 能积极合作 对本课知识点掌握程度 基本了解 理解并能应用 深入理解并能迁移 学科网（北京）股份有限公司 $