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“空气占据空间会改变”核心知识，通过空瓶入水无气泡却少量进水的矛盾实验导入，承接前课“空气占据空间”认知，为后续压缩空气原理学习铺垫，以对比实验和微粒示意图为学习支架。 特色在于“矛盾现象-对比实验-微观建模”逻辑链，通过挤压空气瓶与水瓶、注射器推拉等探究实践，结合微粒示意图绘制培养科学思维，帮助学生从宏观现象理解微观本质，提升探究能力与模型建构能力，为教师提供清晰教学路径，有效突破概念混淆难点。

第3课时教学设计 课题 空气占据空间会改变吗 课型 新授课☑ 章/单元复习课□ 专题复习课□ 习题/试卷讲评课□ 学科实践活动课□ 其他□ 1.教学内容分析 教材地位：承接第 2 课 “空气占据空间”，解决学生认知误区，区分 “空气排出” 与 “空气压缩”，为第 4 课空气质量、第 8 课自制打气筒铺垫压缩空气原理。 内容结构：聚焦环节演示空瓶入水无气泡但进水的矛盾现象，引发认知冲突；探索设置挤压瓶、注射器两大对比实验，搭配微粒示意图微观解释；研讨针对三个核心问题分层解析；拓展实验验证压缩空气有弹性，结合生活充气物品讲解应用。 核心知识：空气可被压缩，占据空间能变小；水几乎不可压缩；压缩空气本质是空气微粒间距缩小；压缩空气具备弹性。 编排逻辑：矛盾现象→对比实验→微观建模→问题解析→生活应用，由宏观现象深入微观本质。 2.学习者分析 已有认知：知道空气占据空间，但极易混淆 “空气跑出去（有气泡）” 和 “空气被压缩（无气泡）”，无法从微观层面理解压缩原理。 能力特点：能操作注射器、塑料瓶实验，但绘制微粒示意图、微观推理能力薄弱；难以解释 “无气泡仍进水” 的特殊现象。 情感特点：注射器推拉实验操作趣味性强，学生探究积极性高，对微观示意图充满好奇。 3.学习目标确定 科学观念 空气占据的空间可以改变，空气能被压缩，压缩后仍占据空间；水几乎无法被压缩；压缩空气具有弹性。 科学思维 对比空气、水受压后的空间变化，用微粒示意图解释压缩微观原理；合理解释课堂三个核心探究问题。 探究实践 合作完成挤压塑料瓶、注射器对比实验，如实记录现象；自主设计实验验证压缩空气有弹性。 态度责任 对空气可压缩特性保持探究兴趣，敢于质疑矛盾实验现象，主动表达个人观点。 4.学习重点难点 重点：挤压瓶、注射器对比实验，证明空气可压缩、水难压缩。 难点：用微粒间距变化解释空气压缩原理；解释 “空瓶入水无气泡却少量进水” 现象；区分空气排出与空气压缩。 5.学习评价设计 评价内容 评价指标 表现程度 自评 互评 师评 ☆☆☆ ☆☆ ☆ 挤压装满空气、水的塑料瓶 能明显区分空气瓶易压、水瓶难压，总结水难压缩 能 基本能 不能 注射器对比实验 能准确记录空气活塞可推动、水几乎不动 能 基本能 不能 微粒示意图绘制 能区分压缩前点稀疏，压缩后密集，对比清晰 能 基本能 不能 学习收获 6.学习活动设计 教师活动 学生活动 环节一：聚焦・认知冲突 教师活动1 1. 回顾上节课 “空气占据空间” 知识点，提出猜想：装满空气的密封空瓶竖直压入水，水会灌满瓶子吗？2. 现场演示关键冲突实验：无破损密封空瓶竖直压入水，无气泡产生，但有少量水进入瓶内；3. 抛出矛盾问题：空气没有变成气泡跑出来，少量水是怎么进入瓶子？板书本课课题。 学生活动1 1. 集体回顾旧知识，认真观察教师演示反常实验，面露疑惑； 2. 独立思考矛盾现象，举手说出自己的猜测； 3. 齐读课题，明确本节课探究核心：空气占据的空间能否改变。 活动意图说明：利用反常识实验制造认知冲突，区分 “空气排出、空气压缩” 两个易混淆概念。 环节二：探索・三组对比实验 教师活动2 活动 1 挤压装满空气、装满水的塑料瓶 教师活动： 发放两个规格完全相同的硬质密封瓶，一瓶装满空气、一瓶装满清水；示范左右手同等力度同步挤压两个瓶身，引导观察形变差异； 提问：两个瓶子挤压后的变化完全不同，说明了什么？ 活动 2 注射器空气、水对比实验 教师活动： 发放两支同款注射器，分别抽取 20ml 空气、20ml 清水，示范手指完全堵住管口、匀速向内推活塞； 演示松手后空气注射器活塞自动回弹，讲解压缩空气具备弹性；反复提醒学生手指堵紧管口，防止漏气导致实验失效。 活动 3 微粒示意图绘制 教师活动： 在白板示范微观微粒图：小圆点代表空气微粒，压缩前点间距大、压缩后点密集；水压缩前后疏密基本不变； 巡回查看学生绘图，指导疏密对比不清晰的小组修改。 学生活动2 左右手各持一瓶，用相同力气同时挤压，直观感受空气瓶易压瘪、水瓶几乎不动； 小组交流讨论，记录员填写：空气占据空间可变小，水几乎不可压缩。 两人配合抽取空气、清水，手指紧紧堵住注射器前端管口，匀速向内推动活塞； 记录活塞可移动距离，观察松手回弹现象，小组总结空气可压缩、水难以压缩。 在实验记录单分左右两栏画图，分别画出压缩前后空气、水微粒分布； 小组互相查看绘图，互评疏密对比是否清晰，修改不完善之处。 活动意图说明：宏观实验搭配微观图示，把抽象压缩原理可视化，突破本课难点。 环节三：研讨・分析核心问题 教师活动3 1. 出示教材三个核心问题，给小组 5 分钟讨论时间，巡回引导思路； 2. 邀请小组代表依次作答，全程引导使用 “空气可以被压缩” 句式解释现象； 3. 重点板书区分：有气泡 = 空气排出，无气泡少量进水 = 空气被压缩。 学生活动3 1. 小组逐条讨论三个探究问题，结合注射器、塑料实验寻找依据； 2. 代表上台完整解释皮球充气、空瓶进水现象； 3. 全体学生在课本标注两个概念的区分要点，杜绝混淆。 活动意图说明：分层拆解难点问题，彻底厘清学生核心认知误区。 环节四：拓展・小挑战，迁移应用 教师活动4 组织完善微粒绘图，挑选优秀作品全班展示互评； 布置注射器弹性小挑战，示范操作步骤； 提问生活中压缩空气物品，板书篮球、自行车轮胎、气垫；布置课后皮球实践任务。 学生活动4 完善自己的微粒示意图，观看优秀绘图作品互相点评； 分组完成注射器回弹小实验，观察活塞回弹，记录压缩空气有弹性； 小组列举生活利用压缩空气的物品，记录回家给皮球充气讲解原理的任务。 活动意图说明：科学小挑战实现知识迁移，联结生活实例让学生感知科学实用性，课后实践巩固课堂所学。 7.板书设计 第3课：空气占据的空间会改变吗 现象：倒扣塑料瓶入水 → 无气泡，少量水进入 → 空气被压缩 对比实验： 挤压空气瓶 → 变瘪 → 空间变小（可压缩） 挤压水瓶 → 不变 → 空间不变（不可压缩） 注射器实验： 空气注射器 → 活塞可推 → 微粒间距变小 水注射器 → 活塞难推 → 微粒间距几乎不变 示意图：○ ○ ○ → ○○○ （空气被压缩） 8.作业与拓展学习设计 课堂练习： 一、选择题 1.注射器堵住管口，能推动活塞，说明空气可以（） A. 压缩 B. 消失 C. 变重 2.装满水的塑料瓶很难挤压，因为水（） A. 很重 B. 几乎不可压缩 C. 会流动 3.皮球打满气还能继续充气，是因为空气（） A. 有质量 B. 可压缩 C. 会流动 4.压缩空气松开活塞会回弹，说明压缩空气有（） A. 弹性 B. 质量 C. 颜色 5.空瓶压入水无气泡，少量水进入是因为（） A. 空气被压缩 B. 空气漏出 C. 水变轻 二、判断题 1.空气和水都能被轻松压缩。（） 2.压缩空气时，空气微粒间距变小。（） 3.有气泡代表空气排出，无气泡代表空气被压缩。（） 4.篮球充气越足，内部空气压缩程度越小。（） 5.挤压装满水的瓶子，瓶内空间明显变小。（） 【参考答案】 1、 选择题 1.A 2.B 3.B 4.A 5.A 2、 判断题 1.× 2.√ 3.√ 4.× 5.× 作业布置：回家后，找一个皮球或气球，先充气到鼓起来，再继续充气，感受空气被压缩的过程。然后尝试向家人解释：为什么鼓起来的皮球还能继续充入空气？ www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页） 学科网（北京）股份有限公司 $