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“空气占据的空间会改变”，核心探究空气可压缩性与水难压缩的特性。通过“倒扣入水无气泡却少量进水”的认知冲突导入，承接前两课“空气占据空间”的旧知，搭建从具象到抽象的学习支架。 特色在于以对比实验（挤压塑料瓶感受差异、注射器定量观察活塞移动）和微粒示意图构建模型，落实科学思维与探究实践。“空气压缩枪”游戏及生活应用延伸，激发态度责任，助力学生从直观到抽象理解概念，为教师提供结构化教学方案。

《空气占据的空间会改变吗》教学设计 【教材分析】 本课是《空气》单元的第3课，承接了前两课对空气基本性质和“占据空间”的认知，进一步深入探究空气的可压缩性。本课通过两个对比实验（挤压塑料瓶和注射器实验），引导学生发现空气能被压缩，而水很难被压缩；并利用示意图帮助学生从微观角度理解“压缩”的实质（微粒间距变小）。本课的学习为学生后续理解“空气流动有力量”以及“热气球”等复杂知识提供了重要的概念基础。 【学情分析】 通过前两课的学习，四年级学生已经知道“空气能占据空间”。但对于“压缩”这一概念，学生往往容易与“排出”混淆（例如认为气泡冒出就是空气跑出去了）。学生对空气的弹性没有直观概念，且思维以形象思维为主，需要通过具体的对比实验、可操作的材料以及直观的示意图，才能逐步构建起“空气占据的空间可以改变”这一科学观念。 【教学目标】 科学观念：知道空气可以被压缩，压缩后的空气仍占据空间；理解水几乎不可压缩。 科学思维：能通过对比实验，分析空气和水在挤压下占据空间的变化；能用示意图解释空气被压缩的原理；能对教材中的三个问题作出合理解释。 探究实践：能合作完成“挤压塑料瓶”“注射器实验”等探究活动，记录并解释现象；能尝试设计验证空气可压缩性的简单实验。 态度责任：对空气的可压缩性产生探究兴趣，乐于动手实验，敢于质疑和表达。 【教学重难点】 重点： 通过注射器实验和挤压塑料瓶实验，发现空气可以被压缩，水很难被压缩。 难点： 用示意图解释空气被压缩时微粒间距变小；解释“倒扣入水无气泡却有少量水进入”的原因。 【材料准备】 教师： PPT课件、透明塑料瓶（带盖）2个（一个装满空气，一个装满水）、水槽、水、注射器2个（一个吸空气，一个吸水）、实验记录单、示意图画板。 学生： 每组一套材料（两个相同塑料瓶、两个注射器、水槽、水、实验记录单）。 【教学流程图】 【教学过程】 一、聚焦：问题导入，引发认知冲突（5分钟） 教师活动： 教师提问：“上节课我们证明了空气能占据空间。但老师发现了一个有趣的现象——把空塑料瓶瓶口朝下竖直压入水中，如果没有气泡产生，但还是有少量的水进入瓶子里。”教师出示课件聚焦图片，追问：“既然没有气泡，说明空气没有跑出来，那水是怎么进去的呢？空气占据的空间改变了吗？” 学生活动： 学生提出不同的猜想（如瓶口不平有水漏进来、瓶子被压变形进水了、空气占据的空间被压缩等）。 设计意图： 复习旧知建立连接，利用“认知冲突”打破学生原有思维定势，引发探究欲望，揭示课题。 二、探索：对比实验，发现可压缩性（15分钟） 教师活动： 指导学生分组完成三个探究活动，强调对比实验的“控制变量”意识。 学生活动： 活动一：挤压塑料瓶。 用手分别用力挤压装满空气的塑料瓶和装满水的塑料瓶，感受并描述感觉有什么不同。学生发现空气瓶可以被压瘪（空间变小），水瓶几乎压不动（空间基本不变）。 活动二：注射器实验。 在注射器中吸入一定量（如20ml）的空气和水，用手指堵住管口，慢慢用力推活塞，直到压不动为止。对比观察活塞移动的距离，并记录刻度，每组重复3次。 活动三：画示意图。 教师引导学生在记录单上画出注射器内空气被压缩前后的微粒示意图（用点表示空气微粒，压缩前点间距大，压缩后点间距小）。对比画出水被压缩前后的示意图（压缩前后点间距几乎不变）。 设计意图： 从简单的感受（挤压瓶子）到定量的观察（注射器刻度），再到微观的抽象模型（示意图），逐步建立“空气可压缩，水难压缩”的科学概念。 三、研讨：分析现象，解答核心问题（10分钟） 教师活动： 引导学生进行小组研讨汇报。 学生活动：小组讨论三个核心问题： 问题1：“根据注射器实验我们可以推测，在探索2中当我们挤压装空气的塑料瓶时，瓶中的空气被压缩了，这样说对吗？说一说理由。”（对，因为挤压瓶子时，瓶盖拧紧，内部空间减小，空气微粒间隙变小）。 问题2：“将装满空气的塑料瓶倒扣入水中，为什么还会有水进入瓶中？”（因为水压将瓶子里的空气稍微压缩了一点，腾出一点点空间，所以有少量水进入）。 问题3：“鼓起来的皮球为什么还可以继续充入空气？”（因为皮球内的空气可以被压缩，新进入的空气将原有的空气挤压，腾出新的空间）。 全班交流： 请小组代表汇报，教师引导用“因为空气可以被压缩，所以……”的句式完整表达。 设计意图： 通过三个层层递进的问题，深化概念理解，将实验中的发现迁移到生活现象中。 四、拓展：学以致用，延伸生活（10分钟） 教师活动： 科学小挑战： 组织学生进行“制作空气压缩枪”的小游戏。使用注射器吸入少量空气，堵住管口，用力推压活塞后快速松手，观察活塞回弹的现象，感受压缩空气的“弹性”。 安全提醒： 强调游戏时注射器管口绝对不能对着人，规范操作安全。 生活应用： 引导学生思考交流：“生活中哪些地方利用了空气可以被压缩且具有弹性的性质？”（如篮球、足球、自行车轮胎、气垫鞋、减震器等。） 课后实践任务： 回家后找个皮球，先充气到鼓起来再继续充气，感受空气被压缩的过程，并尝试向家人解释为什么鼓起来的皮球还能继续充入空气。 设计意图： 将课堂所学迁移到新情境，通过趣味游戏培养科学兴趣，同时将探究延伸到家庭生活。 【板书设计（生成）】 【学生记录单设计】： 学科网（北京）股份有限公司 $