1.1《感受空气》课件-2026-2027学年科学四年级上册教科版

该小学科学课件聚焦空气的存在证据与性质，以“空气无色无味如何找到存在证据”为导入，通过装空气、空瓶入水、物体入水、风吹物体等探索活动引导学生收集证据，再用韦恩图比较空气与水的异同，结合土壤空气实验及纹影装置，构建从感知到理性认识的学习支架。 其亮点是立足探究实践，设计空瓶倾斜入水看气泡、粉笔入水观察等实验，融入科学思维的比较分类与推理论证，帮助学生形成空气性质的科学观念。学生通过动手操作提升探究能力，教师可借助结构化活动设计优化教学效果。

这是一个凹面镜，它看上去平平无奇，似乎整张脸的大脸盘子看上去更加夸张一些。但是只要再准备一个点光源，一个刀片，它就能够捕捉到我们日常生活中最为抽象、最难以看到的东西，空气。刚刚你看到的是有一种叫做纹影摄影的技术拍摄出来的画面。虽然它的名字和我们有一点陌生，但是已经在各种科学还有工程领域有了非常广泛的应用。它可以帮助我们研究高速流动过物体表面的气流情况，以此优化飞机和火箭的设计。还可以探究昆虫、鸟类等动物在飞行时或者游泳的时候，身边流体的动态变化等等，这都可以。几年前当我初次了解到这门技术的时候，我就觉得这件事情我不会说这个梗的，我觉得真的还挺酷的。但是由于拖延症，我们后来迟迟没有继续深入研究它。就在不久之前，小米找到了我们，给我们出了一个难题，说想让我们拍出空调出风的形状。乍一听这个需求，只觉得五雷轰顶，比这五颜六色的黑还要恐怖。这真的是能够拍出来的东西吗？但就在这个时候，我们在创意库里又找到了这颗沧海遗珠。于是我们和小米一拍即合，我们打算利用文影摄影来拍摄一下日常生活中一些有意思的空气变化。说到纹影摄影的核心原理，那就必须从初中物理课本中光的折射这一刻说起。光在不同的密度的介质之间传播时会发生折射。就像我们看到筷子插入水中会发生弯折，透过火焰会看到后面的景物扭曲变形，但是空气对于可见光的折射率受到温度和压强等因素的影响也非常的微小，所以我们肉眼很难看到光在空气中被扭曲的画面。而纹影摄影则是搭建一套系统，将原本肉眼不可见的空气被扭曲的画面给可视化出来。知道原理之后，整个DIY过程其实非常简单。我们先要有个凹面镜，在凹面镜的两倍焦距处放置一个点光源，但当光线经过凹面镜反射，又会重新汇聚在旁边的另一个点上，那么找到这个光点最清晰最汇聚的位置，然后把相机的镜头放置在这个光点的正中心，那这个时候我们就可以看到被摄物体微弱的反应。如果我们想要让文影画面更加清晰，那我们就要在镜头前面放置一个锋利的刀片，将反射回来的光点遮挡住一半。以这根蜡烛为例，由于燃烧产生的热量导致折射率产生微小的变化，光线经过时会发生微小的偏转，向下偏折的光线被刀片挡住形成了暗影，向上偏折的光线成功越过了刀片，进入到了镜头里面，也就形成了亮纹。此时相机画面中形成的与折射率变化相关的图像，这就是纹影。梅雨时节这个漫长且枯燥的摸索过程，不免让我们这些初学者憋闷上火。好在我们在实验场地里面放置了一台米家新风空调，立式三匹，打开新风模式片刻之后，整个房间就会逐渐被新鲜的凉风均匀的充盈起来。并且空调还可以和米家APP、米家温湿度计、米家加湿器智能联动，自动调节适合人体舒适的温度，实现温湿双控，给团队小伙伴们提供一个舒适的实验环境。最终在大家的努力之下，我们使用自己DIY的文影系统拍摄下了一些我们日常生活中的有趣现象。尝到了DIY实验成功的甜头，我们的野心瞬间就膨胀起来了，对吧？这是我们的风格，毕竟一个直径仅有20厘米的凹面镜，视野范围实在是太小。我们就想我们定做一个直径1米的凹面镜，这样我们的拍摄就不会再受到局限，能拍到很漂亮的东西对吧？这个小小的想法看着很简单，但是事情的发展往往会超出我们的预料。张工，我想做一个凹面镜，不用很大，1米左右。你给我报个价钱不是问题，我们可以做100万100万，这个项目我们稍微再想一下就是由于纹影摄影对凹面镜的精度和打磨工艺有着极高的要求，所以凹面镜的价格和尺寸相比是呈几何级数增加的。就在我们大家一筹莫展之际，我们成功联系上了湖南大学机械与运载工程学院的王刚教授，文影摄影已经是他多年来的业余爱好。所以听了我们的想法之后，王刚教授提出了一个大胆的设想，他说，那我们不如来做一个韦伯望远镜吧。这韦伯望远镜我们应该都知道，为了能够观测到距离我们130亿光年以外的星系，需要一个6.5米宽的巨大主镜来收集被观测物体的光线。最终韦伯望远镜团队将18个由金属波制成的六边形镜面拼接在一起。经过在太空中三个月的调教，十八面镜子终于能将星光汇聚到同一点上，达成了人类对宇宙前所未有的观测能力。主语在前，我们为什么不能用手头物美价廉的直径20厘米的小凹面镜来组装成一个大型镜面正面？于是我们说干就干，快速定做的架子，还有镜座，初步调整好水平，还有垂直角度，并把它们给组装了起来。接下来我们就需要将21面镜子反射出的21个光点一起汇聚到相机镜头的中心。由于整个操作和调试过程都需要精确到0.1毫米的级别，所以在这个期间只要地面稍微晃动一下，或是一个不小心碰撞，就会使得镜面阵列疯狂的震动偏离方向。这个工作量光听起来就已经非常吓人了。那怎么解决这个问题？王刚老师耗费了大量的时间给我们的每面镜子制作了电控装置，并且自己编写了程序，通过电脑按键就可以调节每面镜子的XYZ轴的角度还有位置。同时王刚老师也为我们的光源调试提供了一个新的思路，那就是我们只需要将点光源粘贴在镜头的UV镜上，而后经过凹面镜反射回来的光点，则使用光圈边缘把它给切割，这样能使得整套纹影系统变得更加稳定还有可控一些。当下万事俱备，但调试的过程仍旧需要大量时间还有耐心。最终在漫长的调试过程中，21个光点井然有序的向镜头中心点靠近，一面面镜子亮起了鲜活的光芒。我们看着这个大型镜面阵列，内心狂喜。经过一番折腾，我们拍摄下了这些瘟疫的画面。与此同时我们也请出了小米空调，在夏日将至之际，让这无形的风吹到了我们的眼前。经过多次的实验，我发现温度是影响本影画面最重要的因素，与当下空气温差越大的被摄物体就能拍摄的愈发清晰。所以如果你还有什么想看的文影画面，可以在弹幕评论区或者后台私信我们，也许在不久的将来，我们会继续深入探究这项摄影技术，拍摄下更多精彩有趣的画面。那看不见的科技吹得到舒适。感谢小米空调对于本期节目的大力支持，小米空调与我们共同以技术之力完成了这次意义非凡的创新视觉呈现，这次拍摄使我们对小米空调有了一个全新的认知，无论是产品性能、风感体验，还是背后支撑的自研科技探索都令人惊艳，我们也会持续关注和期待小米空调的持续迭代还有发展。那么以上就是本期节目的全部内容，如果你喜欢的话，也请务必点赞投币。三连转发对我们非常大的帮助，我们下次见。 教科版 四年级上册《空气》单元 1.1 感受空气 聚焦 空气无色无味，我们如何找到空气存在的证据呢？ 探索1 用塑料袋装一袋空气，按一按，有什么发现？ 空气有哪些性质？ 探索1 空瓶子里有空气吗？ 将其倾斜放入水中，有什么现象？ 探索1 将更多的物体放入水中，看一看哪些物体中有空气？ 说说你的理由 粉笔入水 橡皮入水 探索1 通过被风吹动的物体，寻找空气存在的证据。 风就是快速流动的空气。 探索2 空气和水有什么相同和不同，空气有哪些性质？ 按照记录单指引，完成观察和记录。 研讨 1.我们看不到空气，用哪些方法可以证明空气的存在？ 这些方法中哪些更有说服力？为什么？ 班级记录单 空气存在的证据 1.可在任何地方收集到空气。 2.空瓶子放入水中产生了气泡。 3. …… 研讨 2.空气和水有什么不同？ 无色无味 可流动 很轻 很重 液体 气体 看得见 看不见 摸得到 摸不到 …… …… 拓展 土壤中有空气吗？ 怎么用实验 验证猜想？ 拓展 土壤中有空气吗？ 将土壤放进水里，有气泡产生，说明土壤里有空气。 拓展 纹影装置——看见空气 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $