1.3《空气占据的空间会改变吗》 学历案-2026-2027学年科学四年级上册教科版

该小学科学学历案围绕《空气占据的空间会改变吗》，通过挤压塑料瓶、注射器压缩两组对照实验，引导学生观察空气与水的压缩差异，借助微粒示意图建模解释原理，结合空气压缩枪等拓展活动联系生活应用。 特色在于以对照实验为核心，通过规范操作培养科学观念，用微粒模型建构发展科学思维，拓展活动强化探究实践。教师示范引导与学生自主实验结合，如注射器刻度读取、微粒图绘制，让学生在证据中理解空气可压缩特性。

1.3《空气占据的空间会改变吗》学历案 【课题与课时】 教育科学出版社四年级上册第一单元“空气”第3课《空气占据的空间会改变吗》，1课时 【课标要求】 分类 具体要求 物质科学领域内容要求 知道空气容易被压缩，压缩后占据空间变小；水很难被压缩；能完成课本两组对照实验收集证据，借助微粒示意图模型解释受压后空间变化。 探究实践要求 能提前预测实验现象；规范操作课本指定塑料瓶、注射器对比实验；用绘图模型解释实验原理；结合课本拓展活动空气压缩枪，解释生活中压缩空气的物品。 学业质量分层要求 基础：完整完成课本 2 组探索实验，能说出空气、水受压后直观不同现象。合格：能读取注射器刻度，按课本范例画微粒示意图，解释空塑料瓶压入水中能进少量水的现象。优秀：依托课本实验证据完整回答 3 道研讨题，准确解释皮球充气、空气压缩枪现象，能列举打气筒、喷雾壶等课本提及的压缩空气生活用品。 核心素养对应 核心素养维度 具体内容 科学观念 建立核心概念 —— 空气占据的空间大小可以改变，空气容易被压缩，水几乎不能被压缩；压缩空气具有弹力。 科学思维 通过课本两组对比实验做差异分析；借助微粒模型推理空气可压缩的内在原因；用实验证据解释课前认知冲突。 探究实践 完整完成课本 “预测 — 操作 — 读数 — 记录 — 绘图” 探究流程，规范使用注射器、塑料瓶等课本标配器材，遵守实验安全要求。 态度责任 如实记录实验现象与刻度数据，尊重客观实验事实；规范、安全操作空气压缩枪，能用课堂知识解释身边物品。 学习内容 序号 课本板块学习内容 1 探索 2：挤压装满空气、装满水的塑料瓶对比实验 2 探索 3：注射器定量对比空气与水压缩实验 3 课本微粒示意图建模解读与绘制 4 课本 3 道核心研讨问题探究交流 5 课本拓展活动：空气压缩枪趣味实验 6 课本实例：生活中压缩空气的应用（皮球、打气筒、喷雾壶等） 教学与学习方法 教法：课本情境冲突导入、对照实验教学、模型建构、任务驱动、操作示范、问题链研讨 学法：实验预测、对比观察、刻度数据记录、绘图建模、证据说理、生活迁移、小组合作 【学习目标】 1.完成课本两组对照实验（挤压塑料瓶、注射器压缩实验），观察瓶身形变、活塞刻度变化，对比说出空气易被压缩、水难以压缩的现象，知道空气占据的空间可以改变。（科学观念、探究实践） 2.参照课本微粒示意图独立画图，看懂空气微粒间隙大、受压间隙缩小，水微粒间隙极小难以压缩；掌握课本要求的对比实验、模型绘图学习方法。（科学思维、探究实践） 3.安全完成课本拓展空气压缩枪实验，用本课知识解释课本导入情境“空瓶压入水中进少量水”、皮球充气现象；能列举课本举例的压缩空气生活用品，养成规范安全实验、用科学解释生活的习惯。（态度责任、科学思维） 【评价任务】 1.全程参与课本两组分组对照实验，规范填写课本配套实验记录单，能向小组清晰描述塑料瓶、注射器内空气与水受压后的不同变化。（检测目标1） 2.独立绘制课本要求的微粒对比示意图，课堂研讨时结合塑料瓶、注射器实验刻度、形变证据，完整说明空气可压缩、水不易压缩的原因。（检测目标2） 3.按安全规则操作课本空气压缩枪，准确说出弹射原理；完整解释课本导入“空瓶入水进水”现象；课堂分享至少2种课本举例的压缩空气生活用品。（检测目标3） 【资源与建议】 1.本课单元地位与课本前后衔接 本课承接第2课《空气能占据空间吗》，第2课仅证明空气会占据空间；本课围绕课本核心问题“空气占据的空间会改变吗”展开，对比空气和水的压缩特性。 本课的对照实验、微粒建模方法，为单元后续《空气有质量吗》等课时铺垫，是构建空气完整性质认知的核心课时，全部探究材料、活动均来自课本8-10页，无额外课外器材与实验。 2.课本标准学习逻辑 课本情境演示（拧紧瓶盖空瓶压入水下，少量水进入）→小组猜想假设→探索2：塑料瓶挤压对比实验→探索3：注射器定量压缩实验→课本微粒示意图建模→课本3道研讨问题闭环解答导入疑问→课本拓展：空气压缩枪小游戏→联系课本生活实例→课堂小结梳理课本核心概念→课后课本配套家庭小实验作业。 3.课本重难点与课本配套突破策略 学习重点 通过课本两组对照实验，认识空气容易被压缩、占据空间可改变；水很难被压缩。 突破策略：统一使用课本同款塑料瓶、注射器，控制用力大小相同；观察直观瓶身形变、注射器刻度数字；教师演示课本标准操作步骤，每组实验后对照课本插图交流现象差异。 学习难点 1.用课本微粒示意图模型解释空气能被压缩的原理； 2.结合实验证据解释课本导入情境：密闭空瓶压入水中仍能进入少量水。 突破策略（贴合课本）：分步对照课本范例指导画图，圆点代表物质微粒，清晰画出受压前后空气微粒空隙变化；使用课本递进研讨问题链，串联逻辑：空气可被压缩→瓶内空气受水压空隙缩小→腾出少量空间让水进入，前后呼应课本导入实验。 课前学习 1.回顾第2课课本知识，在家完成课本前置小实验：空塑料瓶拧紧瓶盖竖直压入水中，观察有没有少量水进入瓶内，简单记录现象，写下自己的猜想。 2.预习课本8—10页，圈画课本实验材料：塑料瓶、注射器、清水、橙子皮；提前思考课本问题：装满水和装满空气的瓶子，用力挤压手感一样吗？ 学法指导：家庭小实验观察法、课本圈点预习法、猜想文字记录法 课中学习（分7个任务，完全对应课本“情境—探索—建模—研讨—拓展—自评—小结”板块） 学习任务一：课本情境激趣，提出探究猜想 教法：课本认知冲突演示、谈话讨论；学法：旧知回顾、大胆猜想、小组交流 1.教师活动：现场完成课本演示实验，拿出拧紧瓶盖的空塑料瓶竖直压入水槽水下，学生观察：无大量气泡溢出，但有少量水流进瓶内。抛出课本核心问题：上节课我们知道空气占满瓶子全部空间，为什么水还能进去？组织四人小组交流猜想，板书课题《空气占据的空间会改变吗》。 2.学生活动：观察课本演示实验，结合课前家庭小实验记录，小组分享猜测，形成统一假设：空气或许可以被挤小，腾出空间让水进入。 3.设计意图：衔接第2课课本旧知制造认知矛盾，贴合教材导入设计，激发学生探究课本两组探索实验的欲望。 学习任务二：完成课本两组探索对照实验，探究空气、水压缩特性（课本探索2+探索3，检测目标1、2） 统一分组器材：2个相同塑料瓶（1瓶装满空气拧紧瓶盖、1瓶装满清水拧紧瓶盖）、两支规格一致注射器、清水、课本配套实验记录单 实验1：课本探索2——挤压装满空气、装满水的塑料瓶（课本P8） 教师课本操作指导要点：双手均匀、力度一致挤压瓶身，重复2—3次，对比瓶身软硬、外形形变。 课本引导问题：两个瓶子挤压手感有什么不同？瓶子外形变化，说明内部物质占据的空间变了吗？ 学生分组操作，填写课本记录表格： 实验组别 内部物质 挤压现象 占据空间是否改变 塑料瓶 1 空气 容易挤压，瓶身明显变瘪，手部阻力小 空间明显变小 塑料瓶 2 水 瓶身坚硬，很难挤压，外形几乎不变 空间几乎不变 课本结论：空气容易被挤压，占据空间缩小；水很难挤压，占据空间基本不变。 实验2：课本探索3——注射器定量对比空气与水（课本P9） 教师课本操作指导要点：两支注射器分别抽取20mL空气、20mL清水，手指完全堵死注射器管口，缓慢匀速下压活塞，压至无法推动，记录下压后最终刻度；实验前先完成课本“预测”栏填写。 课本引导问题：装空气、装水的注射器活塞下压距离一样吗？刻度变化说明什么？ 学生流程：先写预测→分组操作→读取刻度记录数据→小组对比两组刻度差值 课本结论：装空气的活塞能大幅下压，空气占据空间变小；装水的活塞几乎无法下压，水占据空间没有明显变化。 学法指导：课本控制变量对照法、定量刻度观察法，减少主观判断误差。 学习任务三：课本微粒示意图建模，解释压缩原理（课本配图解读，检测目标2） 教法：课本模型示范、作品点评；学法：参照课本画图、图文讲解、同桌互查 1.教师出示课本标准微粒示意图：小圆点代表微粒，空气微粒分布稀疏、空隙大；水微粒紧密排列、空隙极小。分步示范画图：①挤压前注射器；②挤压后注射器。空气受压微粒聚拢、空隙缩小；水微粒间隙几乎无变化。 2.学生活动：参照课本范例，独立画出两张对比示意图，标注“挤压前”“挤压后”；同桌互相结合图讲解课本核心原理。 课本核心总结：空气微粒之间空隙大，受到压力空隙缩小，占据空间变小；水微粒之间空隙极小，很难被压缩。 学习任务四：课本三道研讨题全班交流，解决导入认知冲突（课本研讨板块，检测目标3） 教法：课本问题链导学、全班研讨；学法：依托实验证据说理、归纳总结、联系课本旧知 教师出示课本固定3道研讨大题，要求学生发言必须结合课本两组实验、微粒示意图证据作答： 1.根据注射器实验，我们可以推测挤压装空气的塑料瓶时，瓶中的空气被压缩了，这种说法对吗？说一说理由。 2.将装满空气的塑料瓶竖直压入水中，为什么还有少量水能进入瓶子？ 3.已经鼓起来的皮球，为什么还能继续往里面充入空气？ 学生交流后统一课本标准答案： 4.说法正确；注射器实验证明空气受压空间会缩小，塑料瓶内空气同样可以被压缩。 5.水压挤压瓶内空气，空气微粒空隙缩小、占据空间变小，腾出少量空间，所以水能进入。 6.皮球内部的空气可以持续被压缩，橡胶皮球有弹性，因此能不断充入更多空气。 学法指导：课本要求证据表达法，所有观点以本节课课本实验现象、刻度数据为依据，不凭空猜想。 学习任务五：课本拓展实操——空气压缩枪小游戏（课本拓展活动，检测目标3） 材料：课本指定注射器、橙子皮碎块 课本安全硬性要求：注射器管口严禁对准自己、同学脸部，轻缓按压活塞。 课本标准操作步骤：注射器吸入少量空气，管口塞入橙子皮小块；缓慢用力按压活塞，橙子皮向外弹出。 学生分组有序体验，结合课本知识解释弹射原理：活塞挤压空气，空气被压缩，压缩空气具有弹力，推动橙子皮射出。 学习任务六：课堂综合自评（贴合课本学习评价标准，简化、适配四年级） 评价内容：课本两组实验操作、微粒示意图绘制、研讨发言、空气压缩枪规范操作 1.优秀：独立规范完成课本全部实验，记录完整；微粒绘图清晰，能完整讲解课本微粒压缩原理；自主解释课本导入空瓶进水现象，能说出3种课本举例的压缩空气物品（打气筒、皮球、喷雾壶）。 2.良好：完整参与课本两组实验，记录无遗漏；绘图完整，能区分空气、水压缩差异；可以独立解释空气压缩枪原理。 3.合格：跟随小组完成课本实验，能简单描述一组课本实验现象，教师提示下完成微粒绘图。 4.我的表现：学生自主填写自评结果。 学习任务七：课堂小结（梳理课本完整探究逻辑） 教师串联课本完整学习链条：课本情境疑问→课本探索2、3对照实验→课本微粒模型解读压缩原理→课本研讨解答课前矛盾→课本空气压缩枪拓展应用，梳理课本固定核心结论：空气占据的空间可以改变，空气容易被压缩，水不易被压缩；压缩空气具有弹力。学生同步整理课本配套课堂笔记。 【学后反思（课本导向问题，无超纲提问）】 1.挤压装满空气和装满水的塑料瓶，两种现象有哪些不同？对应课本得出空气、水什么科学特点？ 2.结合课本微粒示意图说一说，空气能够被压缩、水很难压缩的根本原因？ 3.打气筒给篮球充气利用了空气的什么性质？列举课本提到的、生活中运用压缩空气的物品。 【作业与检测（全部贴合课本知识点，题型匹配课堂内容）】 一、选择题（检测目标1、目标2，课本核心实验考点） 1.用两支相同注射器抽取等量空气和清水，堵住管口下压活塞，说法正确的是（） A.空气和水的活塞都不能下压 B.空气活塞可以大幅下压，水活塞几乎不动 C.水活塞下压距离更大，空气几乎不动 D.两者活塞下压距离完全一样 2.拧紧瓶盖的空塑料瓶竖直压入水中能进少量水，根本原因是（） A.瓶子缝隙漏水 B.空气可以被压缩，腾出少量空间 C.水的体积变小了 D.水里含有空气 二、判断题（检测目标1、目标3，课本概念考点） 1.空气微粒之间存在很大空隙，受到压力时空隙会变小。（√） 2.装满水的塑料瓶用力挤压很容易变瘪。（×） 3.空气压缩枪能弹出橙子皮，是因为压缩空气产生弹力。（√） 三、简答题（检测目标2，课本研讨原题变形） 简单说明：皮球已经鼓起来，我们还能继续往里打入空气的原因。 参考答案（课本标准表述）：空气容易被压缩，皮球内的空气受压后微粒空隙缩小，还能容纳更多空气，所以鼓起来的皮球仍可以充气。 实践作业（课本配套家庭小实验，无额外任务） 1.家庭小实验：用注射器分别抽取空气、自来水，重复课本注射器对比实验，给家人讲解空气和水压缩的区别。 2.生活观察：在家寻找2种课本举例的压缩空气物品，下节课课堂分享（打气筒、喷雾壶、充气皮球、气垫等）。 学科网（北京）股份有限公司 $