1.8《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流动性及单向阀门作用，依托空气占据空间、流动的前置知识，以庆典吹气球情境导入，演示塑料瓶挤压充气后气球缩小的现象，制造认知冲突，引出制作简易打气筒的工程任务，搭建知识支架。 资料特色在于完整落实工程实践流程，通过分步制作、实时测试调试培养探究实践能力，用记录单绘图梳理空气流动路径发展科学思维中的模型建构，引导评估改进提升创新意识。教学视频辅助制作与原理理解，利用废旧材料渗透态度责任，助力学生深化科学概念，为教师提供可操作的工程教学范例。

1.8《自制打气筒》教学设计 【教材分析】 本课属于工程技术实践课（教材P23-P25），依托空气占据空间、空气可以流动的前置知识，开展简易装置工程制作活动。教材编排板块清晰： 1.明确任务板块（P23）：以庆典吹气球生活情境导入，提出工程任务：利用身边材料制作简易打气筒，便捷给气球充气，初步观察塑料瓶打气的挤压、松手两种状态； 2.设计制作板块（P24）：给出分步制作流程，要求边制作、边测试、边思考，规范操作步骤，重点利用气球皮制作单向阀门，实现持续充气； 3.展示交流板块（P25）：借助记录单用图画呈现空气流动路径，分享工作原理； 4.评估改进板块（P25）：引导学生发现作品缺陷，如塑料瓶易变形、充气效率低，自主思考优化方案。 本课完整经历明确任务—设计制作—测试调试—展示交流—评估改进工程实践流程，落实工程思维，深化空气具有流动性、空气占据空间的科学概念。 【学情分析】 四年级学生已经学习空气占据空间、空气可以流动，玩过气球，知道打气筒功能，但不明白打气筒内部单向进气的工作原理。学生乐于动手制作，但是工程实践中容易忽视测试、调试环节，制作时很难意识到“单向阀门”是装置能否持续充气的关键；制作完成后，缺少主动评估作品、寻找不足、优化改进的意识。通过分步制作、反复测试、交流评估，引导学生像工程师一样思考，体会结构和功能之间的联系。 【教学目标】 一、科学观念 1.空气具有流动性，能够被挤压、转移；简易打气筒依靠单向结构控制空气定向流动，持续给气球充气（教材P23-P25）。 2.装置结构影响功能，合理的结构设计才能实现持续充气。 二、科学思维 1.观察自制打气筒挤压、松手时空气流动情况，推理气球皮阀门起到单向进气的作用。 2.针对作品存在的问题，分析缺陷成因，提出可行的改进方案。 三、实践探究 1.按照教材步骤完成简易打气筒制作，每完成一步进行效果测试，及时调整装置（教材P24）。 2.用图画记录打气过程中空气流动路径，完成《空气的流动过程》记录单（教材P25）。 3.测试作品充气效果，开展自评与互评，提出合理改进办法。 四、态度责任 1.在制作、调试过程中耐心尝试，遇到失败主动调整，形成严谨的工程实践习惯。 2.善于利用身边废旧材料开展制作，树立废物利用、创新改造的意识；乐于分享作品，倾听他人建议。 【教学重点】 按照流程完成自制打气筒制作，理解打气筒工作时空气流动规律，认识单向阀门的作用。 【教学难点】 理解气球皮构成的单向阀门工作原理；能够发现装置不足，自主提出有效的改进方案。 【教具准备】 教师教具：成品自制打气筒、塑料瓶、气球、瓶盖、胶带、打孔工具；《空气的流动过程》记录单； 学生分组材料：空塑料瓶、气球、瓶盖、剪刀、胶带、打孔器；备用材料； 教学视频准备：①自制打气筒完整制作示范视频；②打气筒工作空气流动动画视频；③失败作品调试改进参考视频。 【教学过程】 一、导入新课（教材P23明确任务） 教师活动：出示庆典气球图片，创设情境：举办活动需要大量气球，只用嘴吹气球十分费力。直接演示只用塑料瓶套气球挤压：挤压瓶子气球变大，松开手气球又缩小，无法持续充气。抛出问题：怎样改造塑料瓶，做出简易打气筒，持续给气球充气？出示本节课课题《8自制打气筒》，明确工程任务：利用身边材料制作简易打气筒，方便快捷给气球充气（教材P23）。组织学生交流猜想：需要解决什么难题才能不让空气回流？ 学生活动：观察教师演示现象，发现普通塑料瓶无法持续充气，交流自己的想法，思考制作需要的材料。 设计意图：情境教学法，通过对比实验制造认知冲突，引出工程任务，激发学生改造装置的探究欲望。 知识点：空气可以流动，普通塑料瓶挤压进气、松手空气回流，无法持续充气。 二、讲授新课 活动一：研读制作流程，规划制作方案（教材P24设计制作） 教师活动：出示教材分步制作流程，逐条讲解操作要点：①瓶盖打孔；②裁剪长条气球皮；③气球皮绷紧固定在瓶盖小孔上；④瓶身打孔；⑤气球套瓶口，挤压时堵住瓶身小孔，松手时移开手指。着重强调关键要求：气球皮一定要绷紧，这是单向阀门能否正常工作的核心。播放制作示范视频，提醒学生小心使用剪刀、打孔工具，注意安全。提示学生：每完成一步，就要测试效果，及时思考当下存在的问题。 学生活动：认真阅读制作步骤，观看示范视频，小组讨论分工，规划制作顺序。 设计意图：学法指导，培养学生读图获取信息、规划工程流程的能力，提前明确关键技术要点。 知识点：绷紧的气球皮构成单向阀门，控制空气只能单向流动。 活动二：动手制作与实时测试调试（教材P24设计制作） 教师活动：组织学生分组开展制作，巡视各组进度，及时发现共性问题：气球皮松动漏气、孔位不合适、手指配合动作不协调。针对漏气小组进行点拨：检查气球皮是否绷紧、胶带密封是否严实。引导学生边制作边测试：组装完成后反复练习操作，挤压时堵住瓶身小孔，松手时放开小孔，观察气球能否持续充气。鼓励小组互相观察，对比充气效果差异。 学生活动：分工合作完成打气筒组装，反复测试充气效果，遇到漏气等问题尝试调整装置。 设计意图：采用动手实践、即时调试的工程学习方法，在实操中发现结构缺陷，锻炼动手解决问题能力。 知识点：挤压瓶身，瓶内空气推开气球皮阀门流入气球；松开瓶子，外部空气从瓶身小孔进入瓶内，气球皮闭合，气球内空气不会倒流。 活动三：展示交流，梳理空气流动过程（教材P25展示交流） 教师活动：组织小组上台展示自制打气筒充气演示。发放《空气的流动过程》记录单，指导学生用图画标注挤压、松手两个阶段空气流动路径。组织交流研讨：挤压瓶子时，空气向哪里流动？松开手，空气又从哪里进入瓶子？气球皮起到了什么作用？汇总得出：气球皮相当于单向阀门，只允许空气单向通行，防止空气回流。 学生活动：上台展示作品，完成记录单绘图，结合实验现象交流空气流动规律。 设计意图：借助绘图模型外化思维，把看不见的空气流动直观呈现，突破原理理解难点。 知识点：挤压：瓶内空气推开气球皮阀门，流入气球；松手：外界空气从瓶身小孔流入瓶内，气球皮贴紧小孔封闭，气球空气不会回流。 活动四：评估作品，思考优化改进方案（教材P25评估改进） 教师活动：抛出评估问题：多次使用后，塑料瓶容易变形，打气效率下降。引导学生思考缺陷成因：软塑料瓶反复挤压容易形变。组织小组讨论，征集改进方案。启发思考：有没有柔韧性更好的容器？还可以怎样优化阀门结构、减少漏气？汇总可行方案：更换硬度更高、韧性更好的瓶子；加厚密封胶带；调整瓶盖小孔大小等。 学生活动：自评自制打气筒优缺点，小组交流改进思路，记录可行优化方案。 设计意图：落实工程“评估—改进”重要环节，培养学生批判性思维与优化创新意识。 知识点：材料特性、结构设计直接影响工具的使用效果，工程作品需要不断优化完善。 三、课堂小结 教师活动：师生共同回顾自制打气筒制作流程、工作原理。提问：自制打气筒里气球皮有什么作用？怎样改进可以让打气筒更好用？梳理核心要点：依靠单向阀门控制空气定向流动，实现持续充气。 学生活动：回顾制作过程，复述空气流动规律，说出装置改进思路。 知识点：利用单向结构控制空气定向流动，是打气筒能够持续充气的核心原理。 四、课堂练习 1.自制打气筒中，绷紧的气球皮起到单向阀门的作用，防止空气倒流。 2.挤压塑料瓶时，要堵住瓶身上的小孔；松开手时，移开手指，让空气进入瓶内。 3.判断：瓶子越软，反复挤压越不容易变形，打气效果更好。（×） 【板书设计】 8自制打气筒 原理：空气具有流动性 关键结构：气球皮→单向阀门 挤压：堵住小孔→空气流入气球 松手：放开小孔→空气进入瓶内 评估改进：更换韧性更好的瓶子、加强密封 学科网（北京）股份有限公司 $