《空气能占据空间吗》（教学设计）-2026-2027学年教科版科学四年级上册
《空气能占据空间吗》教学设计-2026-2027学年教科版（新教材）小学科学四年级上册
一、学情分析
通过上一节课《感受空气》的学习，四年级学生已经明确空气真实存在，掌握了空气无色、会流动、无固定形状等基础特征，具备初步的实验观察与小组探究能力，为本课学习奠定了知识与能力基础。但学生的认知仍存在明显局限：学生普遍认为只有看得见的固体、液体才能占据空间，对于看不见的空气能否占据空间存在强烈的认知疑惑，无法理解“无形物质占据空间”的科学原理，这是本课核心认知障碍。
四年级学生好奇心强，对反差性、趣味性实验探究兴趣浓厚，愿意动手操作、主动思考，但逻辑推理能力较弱，难以将实验现象与科学原理建立关联，容易只关注实验趣味，忽略现象背后的科学本质。同时，学生实验操作的严谨性不足，在密闭实验操作中容易出现漏气、操作不规范等问题，导致实验现象不明显。本课需要通过密闭性对照实验、阶梯式问答、现象推理，引导学生基于证据得出结论，突破认知误区，培养学生的逻辑推理与实证思维。
《空气能占据空间吗》是第一单元《空气》的第二课时，属于单元核心探究课，承接第一课空气基础特征，衔接第三课空气占据空间可变性，是单元知识体系的关键中枢。本课核心教学价值是帮助学生建立“空气占据空间”这一核心科学概念，是后续学习空气压缩、空气流动、大气压力等知识的基础。
教材编排严格遵循新课标探究式学习流程，以“提出问题—猜想假设—
学科网（北京）股份有限公司
实验验证—得出结论—拓展应用”为核心逻辑。教材开篇直接抛出核心探究问题：看不见的空气能不能占据空间？引发学生认知冲突；核心环节设计两个经典对照实验：杯底纸巾不湿实验、水底打气浮球实验，通过密闭与开放的对比操作，直观呈现空气占据空间的现象；教材正文详细解读实验原理，明确空气和水、石头一样，都能占据空间，所有物质都会占据一定空间；最后设置生活拓展板块，结合吹气球、水杯倒水等生活现象，引导学生运用新知解释生活问题，实现学以致用。
教材实验设计经典、现象直观、逻辑严谨，通过对照实验排除干扰，让抽象的空间概念具象化，精准适配四年级学生的认知水平，重点培养学生的实证意识与逻辑推理能力，凸显小学科学“以实验为基础”的学科特点。
明确空气和固体、液体一样，能够占据一定的空间，这是空气的核心基本性质；理解密闭环境中空气占据空间会阻挡其他物质进入；能够运用“空气占据空间”的科学原理解释生活中的常见现象。
能够针对核心问题做出合理猜想，通过对照实验现象进行逻辑推理，自主归纳得出科学结论；学会区分对照实验中的变量与不变量，初步建立对比探究、证据推理的科学思维模式。
能规范完成教材中的纸巾不湿、水底打气两组对照实验，熟练掌握密闭实验的操作要点；能细致观察、准确记录实验现象，对比分析不同操作
学科网（北京）股份有限公司
下的现象差异，独立梳理实验结论；能规范开展小组合作，分工完成实验、观察、记录、汇报等任务。
养成大胆猜想、严谨实验、尊重证据、实事求是的科学探究态度；乐于用所学科学知识解释生活现象，感受科学与生活的紧密联系，增强科学探究的成就感与积极性。
通过对照实验验证空气可以占据空间，掌握空气占据空间的核心科学概念；能结合实验现象准确阐述实验原理。
理解密闭环境下空气占据空间的作用原理，能够将实验现象与科学原理精准关联；运用新知自主解释生活中的空气占据空间现象。
教师通过师生问答复习上节课核心知识，衔接新课内容，结合教材导入问题创设认知冲突。
师：上节课我们认识了空气的基本特征，谁能简单说一说空气有哪些特点？
生：空气无色、无味、透明、会流动、没有固定形状、无处不在。
师：我们知道石头、水都能占据空间，把石头放进水杯，水面会上升，
学科网（北京）股份有限公司