1.2《空气能占据空间吗》 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《空气能占据空间吗》，通过封盖压瓶、开盖放水、打气挤水三组对照实验，以漂浮小球为观察支架，引导学生记录现象并推理空气占据空间的核心概念，设置实验记录单、问题链等学习支架辅助探究。 资料亮点在于以递进式对照实验培养科学思维，通过小球位置变化可视化水位，结合问题链引导学生对比分析空气进出与水位升降的关系。采用分组探究与拓展挑战（如吸管挤水）强化探究实践，教师示范与学生自主设计结合，突出证据说理与知识迁移，体现科学观念建构与态度责任培养。

1.2《空气能占据空间吗》学历案 【课题与课时】 教育科学出版社统编版小学《科学》四年级上册第一单元“空气”第2课《空气能占据空间吗》，1课时 【课标要求】 步骤 学段目标 内容要求 学业质量要求 课标分析 1. 物质科学领域：知道空气是物质，能占据空间；能通过对比实验收集证据，基于现象推理物质性质。 2. 探究实践：能规范完成分层对照实验，如实记录实验现象；能结合生活实例解释空气占据空间的现象，具备证据说理意识。 1. 完成三组递进对照实验，观察瓶盖封闭、开盖、打气三种状态下瓶内水位与小球位置变化。 2. 梳理空气进出与水位升降的关联，总结空气可占据空间的核心概念。 3. 利用空气占据空间原理完成吸管挤水拓展挑战，列举生活相关实例。 1. 基础水平：能独立完成三组实验，准确说出每组小球移动现象。 2. 合格水平：能解释水位变化原因，说出 2 个生活中空气占据空间的实例。 3. 优秀水平：自主设计挤水实验方案，完整推理空气与水争夺空间的全过程。 课时内容分析 核心素养 科学观念：建构 “空气是物质，能够占据空间” 核心概念； 科学思维：对比分析多组实验现象，推理空气、水争夺空间的逻辑关系； 探究实践：规范操作对照实验，可视化观察水位变化，完整记录实验数据； 态度责任：尊重实验事实，能用科学原理解释生活现象，乐于动手探究。 学生学什么： 1. 三组核心对照实验：封盖压瓶、开盖放水、打气挤水； 2. 漂浮小球可视化观察水位变化的实验方法； 3. 教材研讨问题、吸管挤水拓展小实验； 4. 生活中空气占据空间的实例。 学到什么程度： 1. 清晰说出三组实验不同现象，推理空气占据空间； 2. 准确描述空气流出、流入分别带来的水位变化； 3. 灵活运用原理完成拓展挑战，解释生活现象。 课时内容分析 学生怎么学 教法：情境冲突教学法、演示实验法、分组对照探究法、问题链引导法、实操挑战法、总结归纳法 学法：分工操作法、观察记录法、对比分析法、证据说理法、知识迁移法、小组互助法 实验操作、小组研讨、实践挑战、生活分享、自评互评 实验操作、小组研讨、实践挑战、生活分享、自评互评 【学习目标】 1.通过“封盖压瓶、开盖放水、打气挤水”三组对照实验，观察漂浮小球位置变化，说出三组实验不同现象，推理得出空气能够占据空间（科学观念、探究实践）。 2.借助三次实验现象对比分析，梳理空气进出与瓶内水位升降的联系，掌握对照实验、现象推理的科学学习方法（科学思维、探究实践）。 3.完成吸管挤水拓展挑战，能列举气球、倒扣纸巾等生活实例解释空气占据空间；形成用实验证据得出结论的科学习惯（态度责任、科学思维）。 【评价任务】 1.全程参与三组分组对照实验，完整填写实验记录单，能向小组清晰描述小球移动现象，说明空气对瓶内空间的影响（检测目标1）。 2.课堂研讨能结合实验现象，完整梳理空气流出、空气进入带来的水位变化，准确总结空气占据空间的结论（检测目标2）。 3.独立完成吸管挤水挑战，说出操作原理；课堂分享至少2个生活实例，小组内完整阐述原理（检测目标3）。 【资源与建议】 1.地位与作用 本课是《感受空气》的延续，是空气单元核心概念课。上一课学生仅证明空气真实存在，本课进一步证实空气属于物质、可以占据空间；本节课的对照实验、现象推理方法，为后续《压缩空气》《空气有质量》奠定探究方法与概念基础，是单元知识逻辑的关键衔接课。 2.学习逻辑顺序 旧知视频导入（空瓶入水冒气泡）→猜想质疑，提出探究问题→分层三组对照实验（封盖→开盖→打气），观察记录现象→全班研讨梳理空气与水位变化规律→拓展吸管挤水实践挑战→联系生活举例迁移知识→课堂小结梳理概念→课后观察实践作业。 遵循“旧知激趣—分层实验—对比推理—应用拓展”四年级具象到抽象认知规律。 3.重难点及突破策略 学习重点：通过三组对照实验，建立空气能占据空间的科学概念 突破策略：采用漂浮小球将看不见的水位可视化，教师播放完整实验示范视频，小组分步操作，每完成一组即时交流现象，分层搭建认知。 学习难点：根据水位变化推理空气与水争夺空间的内在逻辑，运用原理解释生活现象 突破策略：设计递进式问题链引导推理；三组实验横向对比表格梳理现象差异；拓展实验让学生动手实操，直观感受空气挤压水体的过程。 【学习过程】 课前学习 1.回顾上节课《感受空气》所学，在家完成小观察：把纸巾塞入杯底，竖直倒扣水盆，观察纸巾会不会打湿，简单记录现象； 2.预习教材67页，圈出本课实验器材，猜想：拧紧瓶盖的瓶子压入水中，水能进去吗？ 学法指导：生活小实验观察法、课本圈点预习法 课中学习 学习任务一：情境回顾，提出探究问题（检测目标1） 教法：旧知回顾法、情境冲突法；学法：回忆梳理、大胆猜想 1.教师活动：播放上节课空塑料瓶倾斜入水冒气泡实拍视频，提问：倾斜瓶子空气跑出，水才能进入；如果拧紧瓶盖竖直压入水里，水能不能进入瓶内？抛出本课核心探究问题：空气能占据空间吗？板书课题。 2.学生活动：观看视频，结合课前纸巾小实验自由猜想，说出自己的预判，产生探究冲突。 3.设计意图：衔接前一课时知识，制造认知矛盾，激发学生动手验证的欲望。 学习任务二：分组对照实验，寻找空气占据空间证据（检测目标1、2） 教法：分步演示法、巡回指导法、对照实验教学法；学法：四人分工操作、细致观察、表格记录、小组讨论 分组分工：操作员、记录员、器材管理员、汇报员 统一材料：剪去下半部分塑料瓶、水槽、红色漂浮小球、瓶盖、打气筒、实验记录单 实验1：拧紧瓶盖，竖直将瓶体压入水中（教材步骤1） 教师指导要点：小球提前放入瓶内，瓶盖拧紧无缝隙，瓶子保持竖直缓慢下压，视线平视观察小球位置。 引导问题：小球停在瓶底说明水面高低？为什么水无法流进瓶子？ 学生操作：完成实验，记录现象：小球停留在瓶底部，瓶内几乎无水进入。 学法指导：定点观察法，重点追踪小球位置判断水位。 知识点：瓶内空气无法流出，空气占据瓶内全部空间，水无法进入。 实验2：保持瓶身浸在水中，缓慢拧开瓶盖（教材步骤2） 教师指导要点：全程不拿出瓶子，缓慢旋转瓶盖，持续观察小球移动全过程。 引导问题：瓶盖打开后空气去哪里了？小球为什么向上浮动？ 学生操作：拧开瓶盖观察，记录现象：大量气泡冒出，小球向上移动，瓶内涌入清水。 学法指导：对照观察法，对比实验1现象，寻找变化差异。 知识点：空气从瓶口逸出，让出瓶内空间，水进入瓶内，水位上升。 实验3：瓶子依旧浸在水中，用打气筒向瓶内打入空气（教材步骤3） 教师指导要点：瓶口保持在水下，打气筒匀速打气，持续观察小球下沉过程。 引导问题：打入空气后，小球向下移动，瓶内的水去哪里了？ 学生操作：打气实验，记录现象：小球逐渐下沉，瓶内的水被挤压流出水槽。 学法指导：综合推理法，结合前两次实验综合分析空气多少与空间的关系。 知识点：空气持续进入，占据更多瓶内空间，将水挤压排出。 小组汇总梳理 每组填写实验对比记录表，小组代表上台分享三组实验现象。 实验组别 操作方式 小球位置现象 实验结论 实验 1 拧紧瓶盖压水 小球停瓶底 空气占据空间，水进不来 实验 2 水下拧开瓶盖 小球向上浮动 空气流出，水进入瓶内 实验 3 水下向瓶打气 小球向下沉降 空气增多，挤出水 学习任务三：研讨交流，建构科学概念（检测目标2） 教法：问题链导学、全班研讨法；学法：证据说理、归纳总结 教师出示教材研讨两大问题，组织小组讨论后全班交流： 1.瓶内水位三次变化是怎么形成的？ 学生发言要求：必须结合三组实验小球现象说明，教师引导总结：空气流出，空间腾空，水进入；空气进入，占据空间，水被挤出。 2.空气能占据空间吗？生活中还有哪些现象可以证明？ 学生自由举例：吹气球鼓起、杯子倒扣纸巾不湿、注射器堵住口按压等。 学法指导：证据表达法，发言依托实验现象，不凭空猜测。 学习任务四：拓展实践挑战，知识迁移应用（检测目标3） 教法：任务驱动法、实操展示法；学法：方案设计、动手创新、原理讲解 拓展材料：半瓶清水、橡皮泥、两根透明吸管 挑战任务：不倾斜瓶子，利用空气把瓶内的水挤出来。 1.学生独立思考设计操作方案，小组交流完善思路； 2.动手组装：橡皮泥密封瓶口，一根吸管吹气，另一根导出水流； 3.成功小组上台展示操作，讲解背后原理。 知识点：密闭瓶内持续通入空气，空气占据更多空间，挤压水体沿吸管流出。 学习任务五：课堂综合自评评价标准 评价内容：分组实验操作、课堂发言、拓展挑战完成情况 1.优秀：规范独立完成三组实验，记录完整；能完整推理水位变化；自主完成挤水挑战并清晰讲解原理； 2.良好：能参与全部实验，记录无遗漏；能说出两组实验现象，完成拓展挑战； 3.合格：跟随小组完成实验，能简单描述1组实验现象；可在提示下完成拓展； 4.我的表现：（学生自主填写自评结果） 学习任务六：课堂小结 教师带领学生串联完整逻辑：封盖空气占空间→开盖空气流出进水→打气空气增多挤出水，总结核心结论：空气是物质，能够占据一定空间。学生同步整理课堂笔记。 【学后反思】 1.本节课三组实验分别看到了小球怎样的变化？分别说明空气有什么特点？ 2.空气和水会争夺容器的空间，简单说一说空气让出空间、占据空间分别会出现什么现象？ 3.回家纸巾倒扣水盆小实验，纸巾不会湿的原因是什么？运用本节课知识写一写。 【作业与检测】 一、选择题（检测目标1、目标2） 1.把塑料瓶拧紧瓶盖竖直压入水中，瓶内几乎进不去水，原因是（） A.水太重流不进去B.瓶内空气占据了瓶子空间 C.瓶盖挡住水流 D.水害怕空气 2.用打气筒向浸在水里的瓶内打气，瓶内水会流出来，是因为（） A.打气筒把水吸走B.空气变多，占据空间挤走水 C.瓶子破损漏水 D.水自己向外流动 二、判断题（检测目标1、目标3） 1.空气看不见，所以空气不能占据空间。（） 2.杯子底部塞纸巾，竖直扣入水里纸巾不湿，能证明空气占据空间。（） 3.拧开水下塑料瓶瓶盖，冒出气泡是瓶内空气跑出来了。（） 三、简答题（检测目标2） 结合本节课三组实验，说一说：空气流出瓶子、空气打入瓶子，瓶内水位分别会发生什么变化？ 实践作业（检测目标3，联系生活） 1.家庭小挑战：利用矿泉水瓶、吸管、橡皮泥复刻课堂挤水实验，给家人演示并讲解原理； 2.生活观察：寻找2个家里空气占据空间的现象，下节课课堂分享。 学科网（北京）股份有限公司 $