1.3 空气占据的空间会改变吗（教学课件）科学四年级上册（教科版）

该小学科学课件聚焦“空气占据的空间会改变吗”，核心知识点为空气可被压缩、水难以压缩。通过“倒扣水瓶进水”问题及海绵、气球等生活现象导入，搭建从生活经验到科学探究的学习支架，引导学生逐步深入。 其亮点是以对比实验（挤压塑料瓶、注射器实验）为核心，结合科学思维（证据推理、对比分析）和探究实践（小组合作、记录观察），通过制作空气压缩枪、解释皮球打气等实例，帮助学生建立科学观念并联系生活。既培养学生探究能力，又为教师提供完整教学流程，提升教学效率。

3. 空气占据的空间会改变吗 教科版 四年级上册第一单元 目 录 聚焦.问题 01 探索.实践 02 研讨.交流 03 拓展.迁移 04 回顾.练习 05 核心素养 科学观念：知道空气占据的空间可以被压缩，压缩后空气体积变小；水占据的空间不容易被压缩。理解压缩空气在生活中的应用，能解释本课课本实验现象，列举生活中压缩空气实例。 科学思维：通过对比空气与水的挤压实验，根据注射器刻度变化推理空气可压缩、水难以压缩，发展证据推理与对比分析思维。能利用“空气可以被压缩”的概念，解释倒扣入水塑料瓶进水、皮球继续打气等现象，建立现象和科学概念之间的联系。 探究实践：小组合作，通过讨论交流确定实验器材，共同完善实验方案，完成挤压塑料瓶、注射器对比探究实验。观察、记录注射器刻度变化，如实填写实验记录单；尝试用示意图表示空气被压缩前后的变化。 态度责任：尊重实验事实，小组合作认真完成探究，乐于交流自己观察到的现象。感受压缩空气在生活中的用途，能够用压缩空气的知识解释生活现象，体会科学服务生活。 聚焦.问题 聚焦 把装满空气的塑料瓶瓶口朝下，竖直压入水中，我们明明没有看到任何气泡从瓶口跑出来，瓶子里的空间也被空气“严严实实”地占满了……可为什么瓶内还是会悄悄溜进来少量的水呢？空气藏着什么我们不知道的秘密？ 聚焦 猜想 1：水把空气“挤走”了？ 会不会是倒入的水占据了瓶子里的空间，把原本在里面的空气“挤”出去了一部分，所以瓶子里的空间看起来就发生了变化呢？ 猜想 2：空气的空间能“伸缩”？ 空气是不是像海绵一样，虽然看不见摸不着，但它占据的空间是可以被“压缩”或者“扩大”的？这听起来就像魔法一样有趣！ 聚焦 空气占据的空间会改变吗？ 生活中藏着许多线索：被踩扁的海绵一松手就鼓起来，吹足气的气球轻轻一捏就变形了……这些有趣的现象，是不是都在告诉我们空气的秘密？今天，就让我们化身小小科学家，通过实验去寻找答案！ 探索.实践 探索 说一说我们的想法 大胆提出猜想 开动你的小脑筋：你认为空气占据的空间是“一成不变”的，还是像弹簧一样“可伸可缩”的？把你的想法记录下来，和小伙伴们分享吧！ 探索 实验验证——实验一挤压塑料瓶 准备两个相同的塑料瓶：一个装满空气并拧紧瓶盖，另一个装满水后密封好，确保无漏气漏水，放置在桌上备用。 实验准备 探索 实验验证——实验一挤压塑料瓶 双手分别握住两个瓶身，用相近的力度同时向内均匀挤压，保持施力稳定，仔细感受手部受到的阻力反馈。 探索 实验验证——实验一挤压塑料瓶 观察瓶身外形变化的差异，对比挤压时的手感阻力，思考为什么空气瓶和水瓶会有截然不同的反应。 探索 实验验证——实验一挤压塑料瓶 装空气的瓶子 轻轻一用力，瓶身就瞬间瘪下去啦！形状发生明显变形，仿佛被“捏扁”的小气球，松手后还能慢慢恢复原状，十分有趣。 装水的瓶子 使出浑身力气也很难压扁！瓶身硬邦邦的，外形几乎没有变化，仿佛一个坚强的“小盾牌”，稳稳地抵抗着挤压的力量，纹丝不动。 为什么装空气和装水的瓶子，在被挤压时会有完全不同的表现呢？这背后藏着关于“物质形态”和“压力”的什么奥秘？ 探索 实验验证——实验一挤压塑料瓶 空气：可被压缩的空间 当用力挤压密封的塑料瓶时，瓶内空气分子间的距离被迅速缩小，占据的空间随之被压缩，因此我们能看到瓶子明显变瘪；松开手后，空气膨胀恢复，瓶子也跟着复原。 水：难以被压缩的空间 如果瓶内装满水，由于水分子排列紧密、间隙极小，几乎无法被外力进一步压缩。无论我们用多大的力气去挤压，瓶子的形状都几乎不会发生改变，保持硬挺。 探索 实验验证——实验二注射器对比实验 准备两支规格完全一致的注射器，确保针筒刻度精准、活塞密封性良好。统一的器材是保证对比实验公平性的基础，排除外在因素干扰。 实验准备 探索 实验验证——实验二注射器对比实验 1.取两支相同的注射器，分别抽取同样体积的空气和水，仔细观察并记录下注射器上的初始刻度，为后续对比做准备。 2.用手指紧紧堵住两支注射器的管口，确保密封严实，防止空气或水泄漏，这是保证实验准确性的关键一步。 3.慢慢且均匀地用力向下压活塞，直到无法继续下压为止，仔细观察并记录此时注射器的刻度数值。 4.松开按压活塞的手，观察活塞是否会自动弹回原来的位置，对比装有空气和水的注射器有什么不同的现象。 实验步骤： 探索 实验验证——实验二注射器对比实验 实验关键小贴士：操作时务必用手指堵紧管口，避免漏气或漏水影响实验结果；按压活塞时力度要适中，匀速缓慢进行，以便更清晰地观察物质的变化过程。 探索 实验验证——实验二注射器对比实验 探索 实验验证——实验二注射器对比实验 实验现象：轻松下压 当用力按压活塞时，它能轻松向下移动，注射器上的刻度数值明显变小，原本被空气占据的空间在我们的注视下“悄悄缩小”了。 实验发现：空气可压缩 这一现象证明空气具有可压缩性。空气占据的空间并非固定不变，在外部压力下，空气分子间的间隙会被压缩，从而占据更小的体积。 探索 实验验证——实验二注射器对比实验 实验现象 即使我们用了很大的力气，活塞也很难被压下去，注射器上的刻度几乎没有变化，管内的水体积看起来没有明显减小。 实验结论 这一现象证明：水占据的空间很难被压缩。因为液体分子之间的空隙非常小，受到外力挤压时，体积变化极其微小，所以水具有“不易被压缩”的特性。 探索 实验验证——实验二注射器对比实验 压缩前，空气微粒分散在广阔的空间里，彼此之间的距离特别大，充满了可以活动的空隙，这时候空气占据的体积最大。 压缩后，当我们用力推动活塞，微粒们就被迫紧紧挨在一起，原本的大空隙瞬间变小了，空气占据的空间也就随之缩小啦！ 探索 实验大揭秘：空气去哪儿了？ 空气并没有消失！压缩过程中，空气微粒的数量始终没有改变，只是微粒之间的距离被挤压变小了。这就是空气具有“可压缩性”的秘密哦！ 研讨.交流 研讨 研讨 研讨问题一 根据注射器实验推测，挤压装有空气的密封塑料瓶时，瓶内空气被压缩了。这个说法是否正确？请结合实验中观察到的现象，尝试说出你的判断理由。 结论：正确 空气占据空间， 且体积可以被压缩！ 现象与原理解析 当我们用力挤压密封的塑料瓶时，瓶盖紧闭导致瓶内空气无法逃逸。瓶身发生明显的凹陷（变瘪），这与注射器推压活塞时空气被压缩的实验现象完全一致。这一直观现象有力地证明了：空气占据一定的空间，且其体积在外力作用下是可以被压缩的。 研讨 研讨问题二 将装满空气的塑料瓶倒扣入水中，瓶内明明被空气占满了，为什么还会有少量的水“钻”进去呢？ 压力的挤压 当瓶子被用力压入水中时，外部的水会对瓶内密封的空气产生持续的挤压力，这是整个现象发生的物理前提。 空气的压缩 空气具有极强的可压缩性，在外部压力作用下，瓶内空气的体积被“压小”，原本被空气完全占据的空间便出现了空余。 水的填充 外部的水在大气压强的作用下，顺势进入瓶内填补了因空气压缩而腾出的空隙，这就是我们观察到的“水进入瓶子”的现象。 研讨 研讨问题三 一个看起来已经“鼓起来”的皮球，为什么我们还能继续用打气筒往里面充入空气呢？这其中蕴含着什么科学奥秘？ 空气具有“可压缩性” 空气由微小的分子组成，分子之间存在着巨大的空隙。即使皮球看起来充满了，内部的空气分子依然有被“挤压”的空间。继续打气时，空气被进一步压缩，分子间距变小，从而让皮球能容纳更多空气，同时皮球也会因此变得更硬、弹性更强。 拓展.迁移 拓展 小游戏：制作空气压缩枪 用注射器吸入一些空气，将橙子皮堵在注射器管口。用力压活塞，管口处的橙子皮会像子弹一样发射出去。 拓展 终极挑战：“隔空”取水 规则：瓶子必须保持完全直立，不能倾斜也不能倒过来。 目标：仅使用以上材料，利用空气的力量，让瓶中的水从吸管里自动流出来！你能做到吗？ 回顾.练习 练习 1.用注射器抽取20毫升空气，手指紧紧堵住管口，用力向下压活塞，注射器内空气会发生的变化是（ ） A.空气跑出去，空气变少 B.空气被压缩，占据空间变小 C.空气的颗粒数量变多 D.空气变成水 B 练习 2.把装满空气的塑料瓶竖直倒扣压入水中，会有少量水进入瓶内，原因是（ ） A.瓶里空气被水压缩，占据空间变小 B.瓶内空气跑出去了 C.瓶子漏水 D.水把瓶内空气溶解了 A 练习 3.按压装空气的密闭塑料瓶，瓶子变瘪，松开手瓶子恢复原状，说明被压缩的空气（ ） A.会消失 B.变成水 C.具有弹力 D.质量变大 C 练习 1.空气可以被压缩，压缩之后空气颗粒的数量变少。（ ） 2. 堵住注射器管口，压空气活塞后松开手，活塞会弹回一部分。（ ） 3. 水很难被压缩，所以用力挤压装满水的密闭瓶子，瓶子几乎不会变形。（ ） 4. 压缩空气只在实验室存在，生活中没有应用。（ ） 5. 密闭瓶子里的空气没有跑出去，也可以被压缩，占据的空间变小。（ ） × √ √ √ × 练习 对比注射器里的空气和水，说一说两者被按压时，占据的空间有什么不同？ 空气占据的空间可以被压缩，用力压活塞，空气所占空间变小；水很难被压缩，用力按压，水占据的空间几乎不会发生变化。 总结 空气占据的空间会改变吗 空气：可以被压缩，压缩后空间变小，有弹力 水：很难被压缩，占据空间几乎不变 现象解释： 1.倒扣入水塑料瓶进水：空气被压缩，空间变小 2.皮球继续打气：空气可被压缩，能装入更多空气 生活应用：篮球、轮胎、气垫、压缩空气枪 感谢您的聆听 $