《2.空气能占据空间吗》 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“空气能占据空间”核心知识点，通过“空瓶倾斜压入水中观察气泡与水进入现象，再追问竖直下压水能否进入”的导入操作，承接第一课对空气存在的认知，深化对空气性质的探究，搭建从现象到本质的学习支架。 此资料以递进实验（拧紧瓶盖压水、拧开瓶盖进水、吹气挤水）和拓展挑战（吸管橡皮泥不倾斜挤水）为特色，运用探究实践（实验操作与记录）和科学思维（水位、小球位置变化构建证据模型），通过直观演示降低抽象概念难度，培养学生实证意识与知识迁移能力，助力教师高效落实课标，提升课堂探究深度。

2026最新版教科版四年级上册教案 第 2 课 空气能占据空间吗 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。 2.物质的变化与化学反应 2.1物质的三态变化 ①知道固体有确定的形状、体积和质量；液体有确定的体积和质量，液体静止时其表面一般会保持水平；气体有确定的质量，但没有确定的体积和形状。 能归纳概括气体、液体、固体在质量、体积、形状等方面的简单特征。 2.指向的跨学科概念 系统与模型：通过将抽象的“空气占据空间”转化为瓶中水位、小球位置等具体可观察的现象，建立“空气占据空间”的证据模型。 【教材分析】 本课是2026新版教科版四年级上册《空气》单元的第二课，是在第一课《感受空气》基础上，对空气性质认识的进一步深化。教材通过“空瓶入水”的常见现象引发学生思考，进而设计了三个递进的探索活动：一是“拧紧瓶盖压入水中”，让学生初步感受空气占据空间；二是“拧开瓶盖”，让学生观察空气“让出”空间后水进入的现象；三是“往里吹气”，让学生直观看到空气重新占据空间将水“挤”出。这三个活动形成了一个完整的逻辑链条，引导学生从现象到本质，建构“空气能占据空间”的科学概念，并为后续学习“空气占据的空间会改变吗”等知识做铺垫。 【学情分析】 1.认知分析 通过第一课的学习，学生已经能通过多种方法证明空气的存在，并知道空气具有无色、无味、透明、会流动等特征。但对于“空气是否能像固体、液体一样占据空间”这一问题，学生还缺乏明确的认知，需要借助实验进行探究。 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。但将“水位变化”、“小球位置变化”等实验现象与“空气占据空间”这一抽象概念建立联系，仍需要教师的有效引导和深入讨论。 3.兴趣分析： 学生对“瓶中水为什么进不去”这一问题充满好奇，对“吹气把水挤出来”的实验活动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.通过实验探究，知道空气能占据一定的空间，空气会充满各处。 科学思维 1.能运用分析、比较、推理等方法，从水位、小球位置的变化中，归纳出空气能占据空间的结论。 探究实践 1.在教师指导下，能利用去底塑料瓶、小球、水槽等材料，完成“空气能占据空间”的系列实验。 2.能如实记录实验现象，并能用语言描述、解释实验现象。 态度责任 1.在探究活动中，逐步建立起用事实证据证明自己观点的实证意识。 【教学重难点】 重点 通过观察、描述、分析三个探究活动的实验现象，知道空气能占据一定的空间。 难点 在探究活动中找到空气占据空间的证据，并对这一事实做出科学的解释。 【教学策略】 1.探究式学习策略：以“空气能占据空间吗”为核心问题，引导学生通过猜想、实验、观察、分析、交流等环节，自主建构知识。 2.对比策略：通过对比“拧紧瓶盖”与“拧开瓶盖”两种状态下水位、小球位置的变化，帮助学生理解空气占据空间。 3.直观演示策略：利用去底塑料瓶、小球等直观材料，将抽象的空间概念可视化，降低学生的理解难度。 【教学准备】 多媒体课件、去底塑料瓶（2个）、红色小球、水槽、水、毛巾、橡皮泥、半瓶水、两根吸管、装空气的塑料袋。 【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：激趣引入，明确问题 1.出示空的矿泉水瓶，提问：“这个瓶子看起来是空的，它里面真的是空的吗？” 2.将空瓶倾斜压入水中，引导学生观察现象（气泡冒出，水进入）。 3.追问：“如果我们将瓶口竖直向下压入水中，水还能进入瓶内吗？” 4.揭示课题：“空气真能占据空间吗？今天我们就来探究这个问题。”（板书课题：空气能占据空间吗） 1.观察并思考。 2.观察并描述。 3.猜想并表达。 4.学生明确本节课的探究任务。 通过“倾斜压入”实验，引发学生对“空气能否占据空间”的认知冲突，激发探究兴趣，并明确本课的研究问题。 学生能积极思考，对“空气能否占据空间”产生好奇，并能大胆表达自己的猜想。 二、探索：实验探究，寻找证据 活动一：压瓶入水 1.出示去底塑料瓶和红色小球，讲解实验方法：将小球放入瓶中，拧紧瓶盖，竖直压入水中，观察现象；再拧开瓶盖，继续观察变化。 2.出示实验记录单，引导学生明确观察重点：水位、小球位置。 3.指导学生分组实验，教师巡视指导。 4.组织小组汇报交流，引导学生发现：拧紧瓶盖时水进不去，小球沉底；拧开瓶盖后水进入，小球上升。 5.追问：“拧紧瓶盖时，水为什么进不去？”引导学生得出“空气占据了瓶中的空间”。 活动二：往里吹气 1.提问：“空气出去了，水就进来了。你能想办法让空气重新占据瓶子的空间，把水挤出去吗？” 2.指导学生进行“往里吹气”实验，提醒安全注意事项。 3.组织学生汇报实验现象。 1.学生认真听取教师讲解，明确实验步骤和观察要点。 2.小组合作，先拧紧瓶盖将瓶子竖直压入水中，观察并记录水位、小球位置；再拧开瓶盖，继续观察并记录变化。 3.交流并汇报。 4. 思考并讨论。 5.学生深吸一口气，包住瓶口，慢慢吹气，观察水位和小球的变化。 6.汇报并交流。 通过两个实验现象的对比，让学生直观感受到空气占据空间，从而建立“空气占据空间”的概念。 通过“往里吹气”实验，让学生看到空气重新占据空间并将水挤出的过程，加深对“空气占据空间”的理解。 学生能规范操作，仔细观察并如实记录实验现象。 学生能准确描述“拧紧瓶盖时水进不去，拧开瓶盖后水进入”的实验现象。 学生能说出吹气后水被挤出来了。 三、研讨：总结提升，深化认识 1.提问：“通过这三个实验，我们得到了什么结论？” 2.追问：“还有其他方法可以证明空气能占据空间吗？”（引导学生举例，如装空气的塑料袋、气球等） 3.引导学生联系生活，举例说明“空气占据空间”在生活中的应用。 1.总结并回答。 2.学生举例说明其他证明方法。 3.联系生活：学生举例说明生活中的应用。 通过总结和联系生活，帮助学生巩固所学知识，并感受到科学与生活的紧密联系。 学生能清晰地表达出“空气能占据空间”这一结论。 学生能举出至少一个生活中的例子。 四、拓展：挑战任务，学以致用 1.出示半瓶水、一块橡皮泥和两根吸管，提出挑战任务：“在不倾斜瓶身的情况下，你能利用提供的材料，把水从瓶中挤出来吗？” 2.请学生上台挑战，并引导学生分享自己的方法和原理。 1.思考并讨论。 2.学生分享自己的方法，并解释利用了“空气能占据空间”的原理。 通过拓展挑战，引导学生将所学知识迁移应用，解决实际问题。 学生能积极参与挑战，并能尝试运用所学原理解释成功或失败的原因。 【课堂小练习设计】 练习一 判断题： 空气能占据空间，所以水就不能进入被空气占据的空间。（ ） 把空瓶子倒扣入水中，只要有气泡冒出，就能说明空气占据空间。（ ） 练习二 小明在给皮球打气时，发现皮球越打越鼓。请你用今天学到的知识，解释一下为什么皮球会鼓起来？ 【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 用半瓶水、一块橡皮泥和两根吸管，在不倾斜瓶身的情况下，把水从瓶中挤出来。把你的实验过程和结果用文字和图画记录下来。 学科网（北京）股份有限公司 $