1.8 《自制打气筒》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性质与工程设计，以“自制打气筒”为核心任务，通过庆典气球情境导入，演示塑料瓶直接打气导致气球瘪掉的现象，引导学生思考“防空气回流”问题，衔接前七课空气占据空间、流动等知识，搭建生活经验到工程实践的学习支架。 该资料以工程实践为主线，融合科学观念（应用空气性质）、科学思维（拆解单向阀原理）、探究实践（完整制作与改进流程）。如分步制作打气筒、图画记录空气流动、评估改进瓶身变形，培养学生动手与创新能力，为教师提供任务驱动教学方案，提升课堂效率与学生核心素养。

2026最新版教科版四年级上册教案 第 8 课 自制打气筒 第 一 单元 空气 【课标落实】 1.对应核心概念的内容要求和学业要求: 学科核心概念 4年级学习内容 4年级学习内容要求 4年级学业要求 1.物质的结构与性质 1.2空气与水是重要的物质 ④说明空气有质量并占有一定的空间，空气会充满各处。 能利用证据说明空气占据空间、充满各处的性质等。 13.工程设计与物化 13.1工程需要定义和界定 ①知道简单的制作问题需要定义和界定。 能描述常见工程的主要外在特征，能拆开简单产品并复原。 13.2工程的关键是设计 ②知道简单的设计问题存在限制条件，并有多种设计方案。 能举例说出一些技术产品所涉及的科学概念或原理。 13.3工程是设计方案物化的结果 ③尝试制作某种产品的简化实物模型，并反映其中的部分科学原理。 能在教师引导下，利用常用工具制作某种产品的简化实物模型，并能反映其中的部分科学原理。 2.指向的跨学科概念 结构与功能：打气筒内部“单向阀”的结构设计决定了其控制空气流动方向的功能，体现结构与功能之间的对应关系。 【教材分析】 本课是2026新版教科版四年级上册《空气》单元的第八课，也是本单元的总结课。本课以“问题解决”为核心逻辑，通过“庆典活动需要大量气球”这一真实情境，引导学生利用身边的材料（塑料瓶、气球皮等）设计并制作简易打气筒。教材分四部分展开：第一部分明确任务，提出用身边材料制作简易打气筒的需求；第二部分设计制作，提供具体材料、操作步骤及核心原理（单向阀），助力学生顺利完成制作；第三部分展示交流，让学生通过图画记录空气流动过程并分享，加深对知识的理解；第四部分评估改进，促使学生发现装置问题，并探索优化方案。本课既巩固了本单元所学的空气性质知识，又培养了学生的工程思维和动手实践能力。 【学情分析】 1.认知分析 通过本单元前七课的学习，学生已经知道空气能占据空间、空气容易被压缩、空气有质量、空气会流动、热空气会上升等性质。对于“打气筒”这一工具，学生通过生活经验有直观感知，但对于“打气筒是如何工作的”这一问题，学生的认知比较模糊，缺乏对“单向阀”这一功能性结构的理解。 2.探究能力分析： 学生已具备一定的动手操作和观察记录能力，能根据实验要求进行简单操作并记录现象。本课中“制作简易打气筒”对学生的动手能力、合作能力和问题解决能力提出了较高要求；同时，将“单向阀”这一抽象概念转化为具体操作，需要教师的有效引导和拆解。 3.兴趣分析： 学生对“自己动手制作一个能用的打气筒”这一活动充满好奇，对“给气球充气”的实践任务表现出强烈的参与意愿，这为本课的探究活动提供了良好的心理基础。 【教学目标】 科学观念 1.通过分析“吹气球费力”的问题，知道打气筒需解决“防空气回流”的核心需求。 科学思维 1.能运用分析、比较、推理等方法，从实验现象中归纳出单向阀的工作原理。 2.能针对“瓶身变形”等实际问题，提出合理的装置改进方案。 探究实践 1.在教师指导下，能按照步骤完成简易打气筒的制作（含单向阀），并用图画记录充气时的空气流动过程。 态度责任 1.在动手实践与装置改进的过程中，培养乐于合作交流的精神。 【教学重难点】 重点 掌握简易打气筒的制作步骤，能正确安装“单向阀”，并完成给气球充气的操作。 难点 理解“单向阀”控制空气流向的原理，能针对“瓶身变形”等问题，提出合理的装置改进方案。 【教学策略】 1.问题驱动策略：以“如何用身边材料制作打气筒”为核心问题，引导学生经历“明确问题—设计制作—展示交流—评估改进”的完整工程实践过程。 2.分步拆解策略：将复杂的制作过程分解为多个步骤，降低操作难度，同时拆解“单向阀”原理，帮助学生突破认知难点。 3.迭代改进策略：通过“测试—发现问题—改进方案”的循环，培养学生的工程思维和创新能力。 【教学准备】 多媒体课件、塑料瓶、气球皮、胶带、剪刀、打孔器、气球、打气筒。 【教学过程设计】 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 学习表现 一、聚焦问题，明确任务 1.课件展示庆典活动中气球的图片，提问：“这些气球是怎么被吹起来的？如果没有打气筒，用嘴吹气球会怎样？” 2.提出问题：“既然嘴吹不方便，那我们能不能用身边常见的材料，自己做一个简易打气筒呢？” 3.揭示课题：“今天我们就一起来‘自制打气筒’，探究空气流动的秘密。”（板书课题：自制打气筒） 4.演示实验：教师用塑料瓶直接给气球打气，让学生观察现象——挤压塑料瓶时，气球鼓起来了；松手后，气球瘪了。 5.深入提问：“要把气球充满气还要解决什么问题？”引导学生思考“防空气回流”的核心问题。 1.学生观察图片，思考并回答“。 2.明确任务：学生齐读课题，明确本节课的任务。 3.学生观察教师演示，发现“松手后气球瘪了”，产生认知冲突。 4.学生思考并回答。 从学生熟悉的生活场景切入，激发探究兴趣，自然聚焦“如何用身边材料制作打气筒”及“其工作原理”两大核心问题。 学生能积极思考，对“如何制作打气筒”产生好奇，并能发现“防空气回流”是核心问题。 二、设计制作，掌握原理 活动一：认识材料，设计方案 1.出示空矿泉水瓶、气球等材料，提问：“这些材料分别能用来做打气筒的什么部分？” 2.组织学生进行小组讨论并设计制作方案，重点考虑如何设计结构才能让空气顺利进入气球并实现多次打气。 活动二：分步制作，理解原理 1.分步教学： 步骤1：在塑料瓶的瓶盖上打个小孔。 步骤2：剪一块长条形的气球皮。 步骤3：用胶带将气球皮固定在瓶盖上，盖住小孔。 步骤4：在瓶身上打一个小孔。 步骤5：将气球套在瓶口处，挤压时手指堵住瓶身上的小孔；松手时手指移开。 2.原理讲解： （1）提问：“为什么要在瓶身上开一个孔？” （2）通过课件出示单向阀示意图，提问：“挤压瓶身和松手时，气球皮分别会有什么变化？空气会往哪流？” （3）总结：“挤压时，气球皮鼓起，空气从瓶子流入气球；松手时，气球皮闭紧，空气流不回去，这就是‘单向阀’的作用。” 3.学生分组实践，教师巡视指导，强调安全操作。 1.小组内讨论各材料的作用，设计制作方案。 2.小组代表汇报设计方案，并说明理由。 3.学生认真听取教师讲解，明确实验步骤和观察要点。 4.分组制作：小组合作，按照步骤制作简易打气筒。 5.学生完成制作后，试充1次，观察是否漏气，并记录结果。 通过设计方案环节，培养学生的工程思维和问题预见能力。 通过分步教学，降低操作难度，确保每个学生都能完成制作。 通过“拆解单向阀原理”，帮助学生突破难点，兼顾实践与认知。 学生能积极参与讨论，设计出合理的制作方案。 学生能按照步骤完成简易打气筒的制作。 学生能说出“挤压时空气进入气球，松手时空气流不回去”的原理。 三、展示交流，梳理过程 1.请各组成员展示自制打气筒，说说“自己是怎么做的”、“充气时空气怎么流”，并在记录单上用图画画出空气流动过程。 2.引导学生分析空气流动的原理：挤压时瓶内空气通过瓶盖小孔进入气球；松手时瓶外空气通过瓶身小孔进入瓶内。 3.全班讨论：如何提高充气效率？可能的改进方案有哪些？ 1.小组代表上台展示自制打气筒，汇报制作过程和空气流动路径。 2.学生在记录单上用图画表示空气流动过程。 3.讨论并交流。 帮助学生梳理实践过程，巩固原理认知。 通过全班讨论，激发学生的创新思维。 学生能清晰地表达出简易打气筒的工作原理。 学生能用图画表示空气流动过程。 四、评估改进，拓展思维 1.引导各小组对自制打气筒进行评估，发现存在的问题（如多次打气后瓶子变形、打气时容易漏气等），并思考如何改进。 2.鼓励学生提出改进方案，如更换更有弹性的瓶子、改进气球皮的固定方式、调整打孔大小等。 3.拓展延伸：除了换瓶子，还有什么办法能让打气更快？鼓励学生课后进行尝试。 1.学生检查自己的打气筒，发现存在的问题。 2.学生思考并提出改进方案。 3.课后探究：学生课后尝试改进自己的打气筒。 从实际问题切入，引导学生主动思考解决方案，培养创新思维。 学生能发现自制打气筒存在的问题，并能提出合理的改进方案。 【课堂小练习设计】 练习一 判断题： 1.用塑料瓶直接给气球打气，挤压时气球会鼓起来，松手后气球会瘪回去。（ ） 2.简易打气筒中的“单向阀”能控制空气只进不出。（ ） 练习二 小明的妈妈在给自行车轮胎打气时，发现气筒的活塞往上拉时，气筒内会吸入空气；往下压时，空气就被推进了轮胎。请你用今天学到的知识，解释一下这个现象。 【作业设计】 1.基础性作业 完成本课的相关记录。 2.实践性作业 课后尝试继续改进自己的打气筒。 2.弹性作业 请你在家里观察一下，生活中还有哪些地方用到了“单向阀”的原理？想一想，为什么？把你的发现和爸爸妈妈分享。 学科网（北京）股份有限公司 $