1.8《自制打气筒》（学历案）-2026-2027学年四年级上册科学教科版

该小学科学学历案的核心学习任务是自制打气筒，理解空气流动性及单向阀门原理，通过情境对比实验、分步制作测试、绘图记录气流、评估改进装置等支架，落实设计到改进的完整工程流程。 资料亮点在于融合科学观念与探究实践，以吹气球情境制造认知冲突建立空气流动观念，引导学生推理气球皮单向阀门作用并设计改进方案发展科学思维，采用任务驱动与分步测试法，教师示范与小组合作结合，学生在动手与研讨中提升实践能力。

1.8《自制打气筒》学历案 【课题与课时】 人民教育出版社统编版小学《科学》四年级上册第一单元“空气”第8课《自制打气筒》 【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：知道空气具有流动性，可被挤压转移；能根据现象推理装置结构的功能。2.工程实践：能利用生活废旧材料完成简易工具制作，经历设计、制作、测试、改进完整工程流程。3.态度责任：规范使用剪刀、打孔器等工具，懂得废旧材料再利用，愿意倾听他人建议优化作品。 1.通过自制打气筒制作，理解气球皮单向阀门控制空气定向流动的原理；2.能分步完成打气筒组装，测试充气效果，用图画记录空气流动路径；3.能找出作品缺陷，结合材料特性提出可行的改进方案。 1.能完整描述挤压、松手两个阶段空气流动路线，准确说出单向阀门的作用；2.独立完成整套打气筒制作，规范填写空气流动记录单，清晰展示作品充气效果；3.能客观评价自制装置优缺点，说出1-2条合理改进办法，安全使用手工工具。 课时内容分析 核心素养：科学观念、科学思维、探究实践、态度责任学生学什么：空气流动性特点；单向阀门工作原理；简易打气筒制作步骤；装置测试与优化改进；手工工具安全操作学到什么程度：独立完成打气筒组装；看懂空气流动路径；能分析装置故障并改良；安全使用剪刀、打孔器 学生怎么学：工程制作实操、分步测试调试、绘图记录、小组互评研讨、方案设计优化 教法：情境冲突法、示范演示法、任务驱动法、问题探究法学法：动手制作法、分步测试法、绘图建模法、合作互评法 【学习目标】 1.通过吹气球情境对比实验，发现普通塑料瓶无法持续充气的问题，结合空气流动旧知，知道空气可以被挤压、定向转移，建立空气流动性的科学观念。（科学观念） 2.在制作、测试打气筒过程中，观察挤压、松手时空气流动变化，推理气球皮作为单向阀门的作用；针对装置漏气、瓶身易变形等问题，分析缺陷并构思改进方案，发展工程思维与推理能力。（科学思维） 3.依据教材步骤有序完成瓶盖打孔、阀门制作、整体组装，每一步同步测试调试，用图画记录两段空气流动路径，完整完成工程实践全流程，提升动手制作与现象记录能力。（探究实践） 4.规范使用剪刀、打孔器，树立工具安全操作意识；利用塑料瓶、废旧气球等闲置材料制作工具，懂得废物利用；乐于展示作品，主动接纳同伴改进建议，养成严谨、乐于创新的实践态度。（态度责任） 【评价任务】 1.参与课堂气球充气对比演示，准确说出普通塑料瓶松手后空气回流、无法持续充气的现象，说出空气具有流动性（检测目标1）。 2.独立完成自制打气筒全套组装，反复测试充气效果，能在记录单上画出挤压、松手时空气流动路线，清晰讲解气球皮单向阀门的作用（检测目标2）。 3.制作全程规范使用手工工具，完成作品展示，能客观说出自制打气筒存在的不足，提出至少1条可行改进方案（检测目标3）。 4.工具操作时遵守安全要求，能列举生活中可回收利用的废旧材料，主动分享作品并听取同学评价（检测目标4）。 【资源与建议】 1.地位与作用 本课是空气单元最后一节工程实践课，承接前面空气占据空间、空气流动、冷热空气运动全部知识点，属于知识综合应用内容。本课完整落实工程实践五环节：明确任务—设计制作—测试调试—展示交流—评估改进，让学生像工程师一样完成工具创造，建立“结构决定功能”的认知；同时引导学生利用生活废旧物品开展科创，融合劳动教育、安全教育，为后续简易工具制作类课程打下实践基础。 2.学习逻辑顺序 生活吹气球情境导入（制造认知冲突）→研读教材制作流程、明确核心阀门结构→分组动手分步制作、即时测试调试→绘图记录空气流动路线、小组展示原理→评估作品缺陷、研讨优化方案→课堂梳理总结→课后家庭制作拓展，由生活难题引出工程任务，从制作实操到原理分析，再到改良创新，层层递进。 3.重难点及突破策略 教学重点：完成简易打气筒制作，理解单向阀门控制空气定向流动的工作原理 突破策略：教师分步完整示范，重点演示气球皮绷紧固定操作；每完成一个组装步骤立即测试，对比有无阀门两种装置充气效果；借助空气流动示意图直观展示气流走向。 教学难点：理解气球皮单向阀门阻挡空气回流的原理；自主分析装置缺陷并设计有效改进方案 突破策略：拆分挤压、松手两个动作分步观察，对比气球皮开合状态；设置故障探究环节，针对漏气、充气慢等问题小组讨论成因，结合材料特性思考替换、加固方案。 安全重难点：剪刀、打孔器尖锐工具使用规范，防止划伤 突破策略：课前统一讲解工具使用规则，教师全程巡视提醒；小组设置安全监督员，剪刀尖头不对他人，用完统一收纳。 4.学习资源 教师资源：成品自制打气筒、PPT课件、制作示范视频、空气流动动画视频、故障调试参考视频、《空气的流动过程》记录单。 学生分组资源：空塑料瓶、气球、塑料瓶盖、剪刀、透明胶带、打孔器、备用气球、小气球若干。 【学习过程】 课前学习 1.预习教材23-25页，观察教材打气筒制作示意图，思考：只用塑料瓶套气球充气有什么缺点？ 2.材料准备：收集家中闲置干净塑料瓶、废旧气球，课堂带入用于制作。 3.旧知回顾：回忆本单元所学“空气会流动、空气能被挤压”相关知识。 课中学习 学习任务一：情境激趣，明确工程制作任务（落实目标1） 活动一：气球充气对比演示 1.教师出示庆典气球图片创设生活情境（教法：情境教学法）：活动需要大量气球，用嘴吹十分费力，尝试只用塑料瓶套气球充气。现场演示：挤压瓶身气球变大，松开手气球立刻缩小，无法持续充气。 2.提问引导思考：为什么松开瓶子空气会跑回去？怎样改造塑料瓶才能实现持续充气？ 3.学生活动（学法：观察对比、猜想发言）：观察演示现象，交流发现空气回流问题，大胆猜想改造需要的结构。 4.教师小结，出示课题《自制打气筒》，明确本节课工程任务：利用废旧材料改造塑料瓶，制作简易打气筒，实现持续给气球充气。 学习任务二：研读制作流程，掌握核心阀门结构（落实目标3、4） 活动一：拆解教材制作步骤，明确操作要点 1.出示教材24页完整制作流程图，逐条拆解讲解（教法：图文讲授法）： ①瓶盖中心打孔；②裁剪长条气球皮；③将气球皮绷紧粘贴盖住瓶盖小孔；④瓶身侧面打一个进气小孔；⑤气球套在瓶口使用。 2.重点强调核心要点：气球皮必须完全绷紧，是控制空气单向流动的关键；播放完整制作示范视频。 3.工具安全讲解（学法：倾听识记）：剪刀、打孔器尖头不能对准自己和同学，裁剪气球时缓慢操作，用完及时合拢收纳。 4.小组分工规划：每组分配裁剪、打孔、组装、测试岗位，明确分工。 学习任务三：分组制作，边组装边测试调试（落实目标2、3、4） 活动一：分步制作+即时测试 1.学生实操步骤（学法：分步操作、即时测试）： 步骤1：给瓶盖打孔，裁剪气球皮，绷紧密封在瓶盖小孔，制作单向阀门； 步骤2：组装瓶盖与塑料瓶，在瓶身侧面打出进气小孔； 步骤3：瓶口套上气球，反复操作测试：挤压瓶身堵住侧孔、松手放开侧孔，观察气球能否持续变大； 步骤4：出现漏气、充气缓慢等问题，及时调整胶带密封、拉紧气球皮。 2.教师巡回指导（教法：巡回点拨、个别纠错）： 共性问题点拨：气球皮松动会造成空气回流，胶带缝隙会漏气； 提醒学生每完成一步必须测试，及时调整装置，不一次性组装完成再调试。 3.小组交流测试现象：正常装置挤压时空气流入气球，松手外界空气进入瓶内，气球不会缩小。 学习任务四：展示交流，梳理空气流动原理（落实目标2） 活动一：作品展示+气流绘图记录 1.各小组上台演示自制打气筒充气过程（教法：展示交流法）。 2.发放《空气的流动过程》记录单，指导学生用箭头画出两段气流： ①挤压瓶身：瓶内空气推开气球皮阀门，流向气球； ②松开瓶身：外部空气从瓶身小孔流入瓶内，气球皮贴合小孔封闭，气球空气无法回流。 3.研讨问题小组讨论：气球皮在装置中起到什么作用？没有它会出现什么现象？ 4.全班汇总总结：绷紧的气球皮是单向阀门，只允许空气单向通行，阻止空气回流，实现持续充气。 学习任务五：评估作品，研讨装置改进方案（落实目标2、3） 活动一：作品评估优化研讨会 1.教师抛出评估问题：长期使用后塑料瓶发软变形、充气效率变低；部分装置密封不严漏气。组织小组讨论缺陷成因。 2.学生活动（学法：批判性思考、合作研讨）：自评自制打气筒优缺点，分组记录改进方案。 3.汇总可行优化办法：更换硬度更高的塑料瓶、加厚胶带密封缝隙、调整瓶盖孔洞大小、双层气球皮加固阀门。 学习任务六：课堂综合评价 1.记录单展示点评：依据空气流动路线绘制完整度分层评价； 2.“小小工程师”展示：上台完整演示打气筒并讲解工作原理（对应评价任务2、3）； 3.安全与实践自评卡：学生自主勾选工具操作、作品完成度、小组合作表现。 学后反思 1.自制打气筒中气球皮有什么作用？没有它会出现什么情况？ 2.挤压、松开塑料瓶时，空气分别是怎样流动的？用画图的方式说一说。 3.你的打气筒存在哪些不足？可以用什么方法改良？ 4.使用剪刀、打孔器等工具时，需要遵守哪些安全规则？生活中还有哪些废旧材料可以用来做科学小制作？ 【作业与检测】 一、选择题（检测目标1、2） 1.自制打气筒能持续充气的核心结构是（） A.塑料瓶瓶身 B.绷紧的气球皮单向阀门 C.瓶身侧面小孔 D.透明胶带 2.挤压瓶身充气时，我们需要（） A.堵住瓶身侧面小孔 B.打开瓶身侧面小孔 C.拆掉瓶盖气球皮 D.松开瓶口气球 二、判断题（检测目标2、4） 1.气球皮阀门松开瓶子时自动闭合，防止气球内空气倒流。（） 2.制作打气筒只能使用全新材料，废旧塑料瓶不能使用。（） 3.使用打孔器时，尖头可以对准同桌进行操作。（） 三、简答题（检测目标2） 说一说自制打气筒挤压、松手两个阶段空气分别怎样流动？气球皮起到什么作用？ 实践作业（检测目标1、3、4，联系生活） 1.家庭复刻任务：利用家里废旧塑料瓶、气球，重新制作简易打气筒，给家里气球充气。 2.科普讲解任务：向爸爸妈妈讲解打气筒单向阀门的工作原理。 3.创新改良任务：尝试用硬塑料瓶加厚密封，优化自己的打气筒，下节课分享改良效果。 板书设计 8.自制打气筒 1.科学基础：空气具有流动性，可被挤压转移 2.核心结构：气球皮——单向阀门 挤压瓶子（堵侧孔）：瓶内空气推开阀门→流入气球 松开瓶子（开侧孔）：外界空气进瓶内，阀门闭合防回流 3.评估改进：硬质塑料瓶、加厚胶带、双层气球皮 4.工具安全：剪刀、打孔器规范使用，尖头不对人 学科网（北京）股份有限公司 $