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“自制打气筒”工程实践，核心知识点为空气可压缩、能流动的性质及气球皮单向阀门作用。通过庆典吹气球情境导入，试玩基础装置暴露空气回流问题，引出改进任务，串联前序空气性质知识，搭建从已知到未知的学习支架。 此资料特色在于工程实践与科学原理深度融合，通过拆解结构分析功能建立“结构—空气流动”模型（科学思维），画图记录气流方向可视化过程（探究实践），对比有无阀门效果推理关键作用，引导改进瓶身变形问题培养优化思维（态度责任）。助力学生提升动手与创新能力，为教师提供清晰教学流程与难点解决策略。

8 自制打气筒 课型 工程制作实践课 课时 1 学情分析 本课时是单元工程实践课，学生已经完整学习了空气的基本性质。学生能直观挤压塑料瓶推动空气流动，但难以理解瓶盖处气球皮单向进气的原理；动手制作时容易出现小孔漏气、气球皮固定不紧实导致漏气、操作步骤混淆等问题；在评估改进环节，缺少从材料、结构角度优化装置的思路，需要分步引导。 核心素养目标 科学观念 1. 能综合运用空气可压缩、空气能流动的性质，解释自制打气筒的充气原理。 2. 明白瓶盖处气球皮起到单向阀门的作用，控制空气只进不出，实现持续给气球充气。 科学思维 1. 拆解打气筒结构，分析每一部分的功能，建立“结构—空气流动—充气效果”对应逻辑模型。2. 对比无阀门塑料瓶和带阀门打气筒充气的效果，推理单向阀门的关键作用。 3. 结合使用中出现的故障（瓶身变形、漏气）逆向思考，提出针对性改进方案，形成优化工程思维。 探究实践 1. 能依据步骤完成简易打气筒的制作，规范操作小孔、气球皮密封组装流程。 2. 实操充气，用图画记录挤压、松手时瓶内空气流动过程，完成记录单。 态度责任 1. 养成规范动手、细致密封的工程制作习惯，发现故障主动分析、尝试改进。 2. 体会空气在生活工具中的应用，感受简易发明带来的便利，激发创新设计兴趣。 教学重难点 重点 完成自制打气筒制作，利用空气流动、可压缩的原理解释打气筒充气过程。 难点 理解气球皮单向阀门的工作原理；结合使用故障设计合理的改进方案。 教学准备 教师准备 教学课件、分组实验材料（塑料瓶、气球、胶带、打孔工具、剪刀、成品打气筒示范样品）。 学生准备 课前回顾本单元学过的空气性质。 教学过程 师生活动指导 设计意图 一、明确任务（3分钟） 1. 情境导入：庆典活动需要大量气球，只用嘴吹气费时费力，引出简易打气筒制作需求。 2. 出示基础试玩装置：气球套在塑料瓶瓶口，挤压、松开塑料瓶，观察气球的变化。抛出核心问题：怎样改进装置，实现持续充气、空气不回流？3. 明确本课工程任务：利用身边材料制作简易打气筒，便捷给气球充气。（板书课题） 从生活真实需求切入，通过简易试玩暴露原有装置的缺陷，引出改进设计任务，锁定实践探究方向。 二、设计制作（24分钟） 1. 师生拆解制作步骤，分析、讨论每个部件的功能。 2. 分组根据制作流程制作打气筒。教师强调： ①固定在瓶盖上的气球皮要绷紧，保证不漏气。 ②瓶身上的小孔不能太大，大拇指要能完全覆盖。 ③用自制打气筒充气操作：挤压瓶身时手指堵住瓶身小孔；松手时移开手指，空气补充进瓶内，重复操作给气球充气。 3.学生分组实操，对照记录单用简笔画画出挤压、松手两个阶段空气流动路线，标注气流方向。 先理清结构原理再动手制作，降低组装理解难度；分步实操规范操作流程，借助画图可视化看不见的空气流动，落实单元空气性质知识。 三、展示交流+评估改进 （10分钟） 1. 展示交流：小组上台演示自制打气筒充气，对照图画讲解空气流动过程，互相点评装置充气效果。 2. 交流提问： ①为什么瓶盖要固定气球皮？去掉气球皮会出现什么问题？ （小结：气球皮是单向阀门，防止充气后空气从气球回流。） ②反复挤压后瓶身容易变形、打气变慢，是什么原因？可以怎么改进？ （小组讨论改进方案：更换韧性更强、壁厚更硬的塑料瓶；加厚瓶身、多套塑料层加固。） 展示交流锻炼表达说理能力；结合使用故障开展评估改进，培养工程优化思维，串联单元全部空气知识点。 四、拓展 （3分钟） 布置课后探究任务：回家利用其他废旧材料（硬质圆筒、橡胶片）改良打气筒，减少瓶身变形问题，提高充气效率，下节课带改良作品分享设计思路。 延伸工程创新实践，鼓励学生自主选材优化装置，深化应用能力。 板书设计 自制打气筒 工程制作步骤：明确任务、设计制作、展示交流、评估改进 核心原理：空气可压缩、空气能流动 气球皮=单向阀门（只进不出） 挤压：堵瓶身小孔→瓶内空气推开气球皮，流入气球 松手：松开小孔→外界空气流入瓶内补充 【教学反思】 本课是单元综合工程实践课，串联前7课时学习的全部的空气性质，以制作简易工具为载体实现知识落地。课堂存在三处不足：第一，部分小组气球皮没有绷紧密封，出现漏气、充气困难；再教时制作前示范“拉紧气球皮、多层胶带缠绕固定”操作，减少密封故障。第二，学生很难自主理解单向阀门逻辑；再教时交流环节对比“有无气球皮”两组装置的充气效果，直观展示阀门的作用，搭建推理支架。第三，学生改进思路单一，仅能想到换瓶子；再教时课堂补充加厚、双层瓶身等多种优化思路，拓宽工程创新角度。 学科网（北京）股份有限公司 $