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可压缩性及工程设计流程，通过“吹气球累”的生活情境导入，衔接单元前空气性质学习，以拆解打气筒、绘制设计图、分步制作为支架，引导学生经历完整工程实践。 特色在于以工程实践为主线，通过小组合作制作（探究实践）、图文梳理空气流向（科学思维）突破单向阀原理，对比研讨解决漏气问题（科学观念），培养学生动手与改进能力，为教师提供结构化教学流程和实操指导。

《自制打气筒》教学设计 【教材分析】 本课是《空气》单元的最后一课，属于工程与技术领域的综合实践课。本课与单元前几课（认识空气、占据空间、可压缩、有质量、流动有力量）紧密衔接，将科学原理（空气可被压缩）转化为实际应用（制作打气筒）。学生通过经历“明确任务—设计方案—制作测试—评估改进”的完整工程实践过程，不仅能够深化对空气性质的理解，还能培养动手能力、工程思维和解决实际问题的能力。 【学情分析】 四年级学生在本单元的学习中，已经充分认识了空气“可压缩”和“占据空间”等性质，知道挤压空气能将空气压入其他空间。但对于具体的工程制作，学生缺乏结构分析和故障排查的经验。尤其是打气筒中“单向阀”（只进不出）的物理机制对小学生来说是一个认知难点，需要教师在设计中重点引导；此外，学生在制作时容易遇到“漏气”问题，这也是突破动手实践难题的关键。 【教学目标】 科学观念：理解打气筒利用空气可压缩性将空气压入气球；知道工程设计需要明确需求、设计方案、制作测试、评估改进。 科学思维：能分析打气筒的基本结构（筒身、活塞、气嘴、单向阀等）；能根据材料特点设计合理的方案。 探究实践：能利用身边材料（塑料瓶、气球皮、胶带等）合作制作一个简易打气筒，并成功给气球充气。 态度责任：对自制工具产生兴趣，乐于动手实践，在小组中分工合作，认真听取他人建议并进行改进。 【教学重难点】 重点： 设计并制作一个能正常工作的简易打气筒。 难点： 理解打气筒中的“单向阀”原理（让空气只进不出）；解决制作过程中的漏气问题。 【材料准备】 教师： PPT课件、打气筒实物（可拆解展示）、自制成品样品、各种自制材料（塑料瓶、气球、剪刀、胶带、打孔器、吸管）。 学生： 每组一套材料（大号塑料瓶、气球皮/橡胶膜、吸管、胶带、剪刀、气球若干、实验记录单）。 【教学流程图】 【教学过程】 一、聚焦：创设情境，明确任务（5分钟） 教师活动： 教师出示“吹气球很累”的图片，提问：“很多庆典活动要用到大量气球，如果没有人帮忙，用嘴吹又累又慢，你有什么好办法？”学生回答：“用打气筒！”教师追问：“如果没有打气筒怎么办？能用身边的材料自己做一个吗？” 学生活动： 学生观察教师展示的简易打气筒材料（塑料瓶、气球皮等），提出初步想法。 设计意图： 从生活实际的痛点出发，激发学生挑战自制工具的兴趣，引出“工程实践”的课题。 二、探索与设计：分析原理，设计制作（15分钟） 教师活动： 分析原理：出示并拆解一个真实的打气筒（或PPT演示），引导学生观察提问：“打气筒由哪几部分组成？它是怎样把空气压进气球的？”引导学生总结出：筒身、活塞、气嘴、单向阀。 明确材料与步骤：让学生观察课件中的制作步骤（在瓶盖和瓶身打孔、制作气球皮单向阀、套上气球），并提醒“每完成一步，测试打气效果，思考下一步解决什么问题”。 指导制作：教师巡视，强调“单向阀”（气球皮）的松紧程度和密封性对成败至关重要。 学生活动：小组合作，结合真实打气筒的结构，在记录单上画出简易设计图。 按照步骤动手制作：①打孔；②用胶带将长条形气球皮固定在瓶盖内侧（充当单向阀）；③将气球套在瓶口；④尝试用手指堵住瓶身小孔进行挤压测试。 设计意图： 以“科学原理认知”为起点，以“动手实践”为核心，引导学生在做中学，理解工程设计的基本流程。 三、研讨：展示交流，梳理原理（5分钟） 教师活动： 教师引导各小组展示作品，并播放PPT（Page 6）展示空气的流动过程图，深入研讨。 学生活动： 展示演示：请成功充气和未成功的小组上台展示，演示打气过程。 研讨原理：师生一起用“图文结合”的方式梳理空气流向。 教师提问：“挤压塑料瓶时，空气是怎么流动的？”（学生：手指堵住小孔，瓶内空气被压缩，推开气球皮，进入套在瓶口的气球内）。 教师提问：“松开手时，空气又是怎么流动的？”（学生：移开手指，外界空气从小孔进入瓶内，同时气球内的空气挤压气球皮，使单向阀闭合，空气锁在气球里出不来）。 解决问题：根据成功与失败的小组对比，重点探讨“漏气”问题出在哪里。 设计意图： 通过分享和对比，帮助学生从“会做”上升到“会讲”，将零散的操作经验转化为对科学原理（单向阀、空气可压缩）的深刻理解。 四、评估改进，联系生活（10分钟） 教师活动： 评估与改进：出示课件（Page 7）情境图——多次使用后，瓶身变形，打气效率降低。提问：“你们在使用过程中还遇到了哪些问题？有什么好的改进方案？” 生活链接：“我们今天的制作只是小小打气筒，生活中还有哪些工具利用了‘压缩空气’的原理？”（学生联系：打气筒、气枪、减震器、空气锤等）。 课后小任务：鼓励学生回家改进自己的打气筒，尝试解决瓶身变形、漏气等问题。 设计意图： 将工程思维与科学原理结合，培养持续改进的意识，并将科学探究延伸到更广阔的日常生活和现代工程应用中。 【板书设计（生成）】 【学生记录单设计】： 学科网（北京）股份有限公司 $