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，通过播放倾斜压瓶冒气泡视频导入，引发学生对“瓶口竖直下压水能否进入”的猜想，承接前课空气存在的感知，为后续空气性质学习搭建认知支架。 以拧紧瓶盖、拧开瓶盖、打气三次递进实验为主线，用漂浮小球可视化水面变化，结合生活实例（倒扣纸巾、气球充气）和拓展挑战（吸管挤水），培养科学思维（对比推理）与探究实践（规范操作），帮助学生直观理解抽象概念，为教师提供结构化实验与视频素材，提升教学效率。

1.2《空气能占据空间吗》教学设计 【教材分析】 本课选自教科版小学科学四年级上册“空气”单元第2课（教材P6-P7）。本课聚焦核心问题“空气能否占据空间”，以塑料瓶压水系列探究实验为主线，设置三个递进探究活动：拧紧瓶盖压入水中、拧开瓶盖释放空气、向瓶内注入空气观察水位变化。教材借助漂浮小球便于学生直观观察瓶内水面变化，配套研讨问题、拓展小挑战，引导学生通过现象推理建构科学概念。本课是学生继感知空气存在之后，认识空气基本性质的关键一课，为后续学习空气可被压缩、空气有质量等内容奠定认知基础。 【学情分析】 四年级学生已经知道我们周围存在空气，能通过风吹、旗帜飘动等现象感知空气，但普遍存在认知误区：多数学生认为空气看不见，就不会占据空间，很难理解“看不见的物质也能占有一定空间”。学生喜爱动手实验，具备基础观察、记录实验现象的能力，但是逻辑推理能力较弱，难以把水位变化和空气占据空间建立联系，需要借助可视化实验（漂浮小球），通过分层实验现象逐步引导学生归纳结论。 教学目标： 【科学观念】 1.通过实验知道空气能够占据一定的空间。 2.理解瓶内水位变化和瓶内空气多少直接相关；空气让出空间，水才能进入；空气进入，会把水挤出去。 【科学思维】 能根据实验现象对比、分析、推理空气占据空间，能区分“空间被空气占据”和“空气流出让出空间”带来的不同实验结果。 【实践探究】 能按照教材三步实验规范操作，借助漂浮小球观察瓶内水面变化，如实记录实验现象；能依据证据得出实验结论，尝试利用材料完成拓展挑战。 【态度责任】 乐于动手开展探究实验，尊重实验事实；能够联系生活实例解释空气占据空间现象，意识到科学知识可以解决生活中的小问题。 【教学重点】 通过系列探究实验，建立“空气能占据空间”的科学概念。 【教学难点】 根据水位变化现象进行推理，理解空气和水争夺空间的过程；运用空气占据空间原理分析、解释实验现象与生活实例。 【教具准备】 教师教具：教学PPT、教材实验实拍视频、剪掉下半部分的塑料瓶、透明水槽、红色漂浮小球、打气筒、瓶盖；半瓶水、橡皮泥、两根吸管（拓展实验材料） 学生分组材料：塑料瓶上半部分、水槽、漂浮小球、瓶盖、打气筒、实验记录单（教材样式） 【教学过程】 （本课准备视频素材：①导入：塑料瓶倾斜压入水中冒气泡实拍视频（教材P5素材）；②完整三步探究实验示范视频；③拓展小挑战演示参考视频） 一、导入新课 教师活动：出示教材图片（P5），播放视频：把空塑料瓶倾斜压入水中，瓶口冒出气泡，水进入瓶内。教师提问：大家看到了什么现象？如果瓶口竖直向下，拧紧瓶盖压入水中，水能够进入瓶内吗？请大家大胆猜想。 学生活动：认真观看视频，观察气泡、进水现象，自由发言说出自己的猜测。 设计意图：利用教材实验情景引入，制造认知冲突，聚焦本课核心探究问题“瓶口竖直下压入水，水能进入瓶内吗？”，激发学生探究兴趣。 知识点：倾斜压瓶时，瓶内空气变成气泡跑出去，腾出空间，水才能进入瓶子。 二、讲授新课 活动1：探究实验一——拧紧瓶盖，将塑料瓶上半部分压入水中（教材P6步骤1） 教师活动：讲解实验操作要求（教材P6）：将小球放入塑料瓶内，拧紧瓶盖，缓慢竖直把塑料瓶上半部分压进水槽。引导学生重点观察小球位置，思考：小球位置说明了瓶内水面高低？巡视各组实验操作，提醒小组轻声合作，及时填写实验记录单。实验结束后组织学生汇报观察到的现象。 学生活动：分组动手操作实验，仔细观察小球位置，在记录单对应位置记录现象，小组交流讨论，之后汇报现象：小球停留在瓶子底部附近，瓶内几乎没有进水。 设计意图：落实教材第一个探究步骤，借助小球把看不见的水面变化可视化；指导学生有序开展小组实验，渗透观察法、实验法。 知识点：瓶盖拧紧，瓶内空气无法流出，空气占据瓶子内部空间，水无法进入瓶中。 活动2：探究实验二——拧开瓶盖，把空气放出来（教材P6步骤2） 教师活动：提出任务，在刚才实验基础上，保持瓶子压在水下，慢慢拧开瓶盖，持续观察小球位置变化。提问：拧开瓶盖后小球向哪个方向移动？水面为什么发生变化？组织小组讨论。 学生活动：保持瓶子位置不变，拧开瓶盖继续观察，看见小球向上移动，瓶内涌入大量水；小组交流现象，尝试分析原因。 设计意图：设置对照组实验，和实验一形成鲜明对比，引导学生对比前后现象差异，学习对比实验的思考方法。 知识点：瓶盖打开，瓶内空气变成气泡流到水里，空气让出瓶内的空间，水进入瓶子，水面上升，小球随水面向上移动。 活动3：探究实验三——向瓶中注入空气，观察水位变化（教材P6步骤3） 教师活动：引导学生保持瓶子浸在水中，用打气筒向瓶内打入空气，持续观察小球位置变化。抛出问题：打入空气后，小球位置又怎么变？水去哪里了？引导学生联系前两次实验进行综合分析。 学生活动：动手向瓶内打气，观察小球向下移动，瓶内的水被挤压流出瓶子；小组整理三次实验全部现象，完善实验记录单，完成“我的发现”填写。 设计意图：完整完成教材三组递进实验，实现现象闭环，引导学生综合全部证据进行归纳推理，锻炼证据意识。 知识点：空气被打入瓶内，空气占据更多空间，挤压瓶内的水向外流出，水面下降，小球随之下降。 研讨交流（教材P7研讨板块） 教师活动：出示研讨两个问题，组织全班交流。 问题1：瓶中水位的变化是怎样产生的？引导学生结合三次实验完整梳理空气进出和水位变化的关系。 问题2：空气能占据空间吗？还有其他方法可以证明空气这一性质吗？鼓励学生联系生活举例（倒扣纸巾入水不会湿、气球充气膨胀等）。 学生活动：小组讨论后全班发言，总结实验结论；积极列举生活实例证明空气占据空间。 设计意图：依托教材研讨议题，推动学生由现象走向概念建构，实现从实验走向生活迁移。 知识点：总结核心结论：空气能占据一定的空间；空气和水会争夺容器内的空间。 拓展：小挑战（教材P7拓展板块） 教师活动：出示材料：半瓶水、橡皮泥、两根吸管，提出挑战任务：不倾斜瓶子，利用空气把水从瓶中挤出来。先组织学生思考设计方案，再动手尝试，最后请成功小组展示操作原理。教师点拨：橡皮泥密封瓶口，一根吸管吹气进入空气，空气占据空间，挤压水从另一根吸管流出。 学生活动：自主思考实验方案，动手尝试组装材料开展挑战实验，成功后解释原理。 设计意图：运用本节课所学知识解决新问题，实现知识迁移，提升实践创新能力。 知识点：利用空气占据空间，持续向密闭瓶内通入空气，空气挤压水体，让水沿吸管流出。 三、课堂小结 教师活动：带领学生回顾三次实验现象，共同梳理核心知识点：空气能占据空间；空气流出，腾出空间，水进入；空气进入，占据空间，挤出水分。 学生活动：跟随老师回顾实验，复述本课核心科学概念。 四、课堂练习（简要） 教师出示生活情景判断题：①吹大的气球鼓鼓的，证明空气占据空间；②空杯子里面什么都没有。学生判断并简单说明理由，巩固新知。 【板书设计】 空气能占据空间吗 实验现象： 1.拧紧瓶盖→空气不出→水进不来 2.拧开瓶盖→空气流出→水进入瓶内 3.打入空气→空气变多→水被挤出 结论：空气能够占据一定的空间 学科网（北京）股份有限公司 $