1.3《空气占据的空间会改变吗》 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“空气占据的空间会改变吗”，核心知识点为空气容易被压缩、水难以被压缩。通过播放倒扣塑料瓶压入水中仍有少量水进入的导入视频，制造认知冲突，衔接上一课“空气能占据空间”，搭建从已知到未知的学习支架。 此资料特色在于以对比实验为核心，含挤压塑料瓶、注射器量化观察等实验，配套实验示范视频；通过绘制微粒示意图建模，发展科学思维。拓展空气压缩枪小游戏结合安全提示，落实探究实践。助力学生建立科学观念，提升动手与思维能力，为教师提供清晰教学流程与丰富素材支持。

1.3《空气占据的空间会改变吗》教学设计 【教材分析】 本课为空气单元第3课（教材P8-P10），承接上一课《空气能占据空间吗》开展进阶探究。教材以“倒扣塑料瓶压入水中仍有少量水进入”这一现象创设问题情境，聚焦核心议题：空气占据的空间能否改变。学习活动层层递进：首先交流猜想；其次对比挤压装满空气、装满水的塑料瓶，感知两者区别；再利用注射器对比空气与水受压后的体积变化；最后借助示意图建模解释现象，配套研讨问题、空气压缩枪拓展小游戏。本课帮助学生建立核心概念：空气可以被压缩，水难以被压缩；压缩空气在生活中有广泛应用，是完善空气性质认知体系的关键一课。 【学情分析】 通过前一课学习，四年级学生已经知道空气能够占据空间，但普遍默认空气占据的空间固定不变，无法解释“压入水中的密闭塑料瓶还能进入少量水”这一现象。学生具备基础动手实验能力，乐于操作注射器、塑料瓶等器材，但是难以区分“可压缩”与“不可压缩”，不容易从微观模型角度理解压缩空气，需要借助对比实验、示意图建模，结合生活实例搭建认知阶梯。 教学目标： 【科学观念】 1.知道空气占据的空间可以被改变，空气容易被压缩；水占据的空间很难发生变化。 2.理解压缩的空气具有弹性；能够运用空气可被压缩的性质，解释教材中的实验现象与生活实例。 【科学思维】 通过空气与水的对比实验，分析两者受压后的不同变化；尝试用示意图建模，直观解释空气被压缩的过程，基于实验证据推理得出结论。 【实践探究】 能按照教材流程完成挤压塑料瓶、注射器对比实验，预测、观察、记录实验刻度变化；规范操作实验器材，能绘制示意图解释实验现象；安全完成空气压缩枪小游戏。 【态度责任】 尊重实验事实，如实记录实验现象；感受压缩空气在生活中的用途，体会科学可以服务生活；实验过程遵守安全规范，树立安全实验意识。 【教学重点】 通过对比实验认识：空气容易被压缩，水不容易被压缩；空气占据的空间可以改变。 【教学难点】 利用实验证据解释“装满空气的塑料瓶竖直压入水中还会进入少量水”；建立模型理解空气压缩的本质，区分空气和水受压后的不同特点。 【教具准备】 教师教具：PPT课件、实验示范视频、空塑料瓶、装满水的塑料瓶、相同规格注射器、水槽、橙子皮；教材实验记录单、示意图板书模板。 学生分组材料：塑料瓶2个（一个装满空气、一个装满水）、两支相同注射器、实验记录单、铅笔。 【教学过程】 本课配套视频素材：①导入视频：空塑料瓶口朝下竖直压入水中实验视频（教材P8情境）；②挤压塑料瓶对比实验示范视频；③注射器探究空气和水实验操作视频；④空气压缩枪演示视频（附带安全提示）。 一、导入新课 教师活动：出示教材图片（P8），播放导入视频：把空塑料瓶口朝下竖直压入水中，没有气泡冒出，依然有少量水进入瓶子。提出聚焦问题：既然空气已经占满了瓶子内部的空间，为什么还是会有少量的水可以进入瓶内？组织学生自由发言，说一说自己的猜想。 学生活动：认真观看实验视频，独立思考问题，大胆说出自己的猜测。 设计意图：利用教材中的矛盾现象制造认知冲突，衔接上一节课知识，自然引出本节课探究主题，激发探究欲望，运用情境教学法导入新课。 知识点：上一课我们知道空气占据空间，但是空气占据的空间并不是固定不变的。 二、讲授新课 活动1：交流猜想，初步研讨（教材P8探索1） 教师活动：承接导入的问题，组织学生小组交流想法，鼓励学生大胆表达猜测。教师汇总学生观点，引导学生思考：会不会是空气能够被挤变小？我们可以通过实验验证猜想。顺势引出后续对比实验。 学生活动：小组内交流猜想，讨论水能够进入瓶内的原因，梳理自己的观点。 设计意图：暴露学生原有认知，给学生充分表达空间，培养猜想与假设能力，为后续实验探究明确方向，运用讨论法开展学习。 知识点：猜想：空气占据的空间或许可以变小。 活动2：挤压装空气和装水的塑料瓶对比实验（教材P8探索2） 教师活动：布置探究任务：请同学们用大小相近的塑料瓶，一个装满空气拧紧瓶盖，一个装满水拧紧瓶盖，分别用手用力挤压两个塑料瓶。引导学生感受挤压时手感有什么不同，仔细观察瓶子外形变化，思考瓶内空气、水占据的空间是否改变。教师巡视各组，指导学生均匀用力挤压，提醒对比观察，实验结束组织全班交流现象。 学生活动：分组动手实验，交替挤压两个塑料瓶，对比手感、瓶子形变情况；小组交流实验发现，之后进行汇报：装满空气的塑料瓶容易挤压，瓶身变瘪；装满水的塑料瓶很难挤压，外形几乎没有变化。 设计意图：初步建立空气与水的对比感知，让学生直观感受两者受压差异，落实教材探究活动，指导学生运用对比实验法开展探究。 知识点：装满空气的塑料瓶可以被挤压变瘪，空气占据的空间变小；装满水的塑料瓶很难挤压，水占据的空间几乎不变。 活动3：注射器研究空气和水占据的空间（教材P9探索3） 教师活动：讲解实验操作要求：取两支相同注射器，一支抽取空气，一支抽取同样体积的水，记录初始刻度；手指紧紧堵住注射器管口，缓慢用力向下压活塞，压至无法推动为止，记录最终刻度；多次重复实验。提示学生实验前先预测结果。指导学生如实填写《注射器内空气和水占据的空间》记录单。实验结束后邀请小组展示记录数据。 学生活动：先预测实验结果，分组开展实验，读取刻度并填写记录单；对比空气组与水组活塞移动距离，小组讨论实验现象，填写“我的发现”。 设计意图：借助注射器刻度实现量化观察，把看不见的空间变化转化为直观刻度数据，进一步巩固对比实验方法，培养观察、数据记录能力。 知识点：用力下压时，空气对应的活塞能够向下移动，空气占据空间变小；水对应的活塞几乎不能移动，水占据空间基本不变。空气容易被压缩，水很难被压缩。 活动4：绘制示意图解释空气、水空间变化（教材P10探索4） 教师活动：布置建模任务：参照教材示意图，用圆点代表空气微粒，画出挤压前后注射器内部空气变化；同时思考水受压时会发生怎样的变化。挑选学生示意图进行展示点评，引导学生发现：受压后空气微粒之间距离变小，占据空间缩小；水中微粒距离很难改变。 学生活动：独立绘制示意图，借助模型解释注射器内空气受压后空间变化；小组互相交流示意图含义。 设计意图：运用模型建构法，帮助学生可视化理解空气压缩原理，发展科学思维，把实验现象转化为科学模型。 知识点：空气微粒之间存在空隙，受到压力时空隙缩小，空气占据的空间变小；水微粒间隙很难缩小，空间难以改变。 研讨交流（教材P10研讨板块） 教师活动：依次出示教材三个研讨问题，组织全班分层讨论。 问题1：挤压装空气的塑料瓶，瓶内空气被压缩，这个说法对吗，请说明理由；引导学生结合塑料瓶实验、注射器实验证据作答。 问题2：装满空气的塑料瓶倒扣入水，为什么还能进入少量水？引导学生联系本课核心概念解释：瓶内空气被水挤压，空气被压缩，空间变小，水趁机进入瓶内。 问题3：已经鼓起来的皮球，为什么还能继续充入空气？启发学生联系压缩空气特点进行解释。 学生活动：小组充分讨论，结合实验证据依次回答研讨问题，尝试联系生活说出更多压缩空气实例。 设计意图：回归课堂导入的疑问，首尾呼应；借助研讨议题实现知识内化，引导学生学以致用，完成从实验现象到科学概念的完整建构。 知识点：空气容易被压缩；正是因为空气可以被压缩，皮球才能持续充气；塑料瓶入水进水，是瓶内空气被压缩腾出少量空间。 拓展小游戏：制作空气压缩枪（教材P10拓展板块） 教师活动：介绍游戏操作方法：注射器吸入一部分空气，管口堵上橙子皮；用力按压活塞，橙子皮会弹射出去。着重强调安全提示：注射器管口严禁对准人。组织学生有序体验小游戏，引导学生思考游戏原理。 学生活动：遵守安全要求，分组体验空气压缩枪小游戏，尝试运用本节课知识解释橙子皮被射出的原因。 设计意图：利用趣味活动巩固知识，提升学习兴趣；强化实验安全意识，实现知识趣味迁移。 知识点：活塞压缩注射器内部空气，压缩空气产生力量，推动橙子皮向外射出。 三、课堂小结 教师活动：带领学生依次回顾塑料瓶对比实验、注射器实验、空气压缩枪游戏，梳理本节课核心知识：空气占据的空间可以改变，空气容易被压缩；水占据的空间不容易改变；压缩空气具有弹力，生活中很多地方运用了压缩空气。 学生活动：跟随教师回顾全部探究活动，复述本课核心科学概念，举例说说生活中的压缩空气。 四、随堂巩固 教师出示生活情景提问：打气筒给篮球充气、喷水壶，分别用到空气的什么性质？学生独立思考后发言，巩固新知。 【板书设计】 空气占据的空间会改变吗 对比实验： 空气→容易被压缩，占据空间可以变小 水→很难被压缩，占据空间几乎不变 原理：空气微粒之间有空隙，受压空隙缩小 解释：塑料瓶入水进水、皮球持续充气、空气压缩枪 结论：空气占据的空间是可以改变的 学科网（北京）股份有限公司 $