1.3空气占据的空间会改变吗 （教学设计）- 2026-2027学年科学教科版四年级上册

该小学科学教学设计聚焦“空气占据空间且可被压缩，水不易被压缩”核心知识点，通过空塑料瓶压入水中观察少量水进入的情境导入，引出空气占据空间，再以挤压塑料瓶、注射器对比实验为学习支架，逐步引导学生认识空气与水的可压缩性差异。 此资料以实验探究为特色，通过注射器对比空气和水的压缩实验培养探究实践能力，用微粒间距示意图辅助模型建构发展科学思维，拓展制作空气压缩枪实现知识应用。既让学生在动手操作中形成科学观念，也为教师提供清晰教学流程和可操作实验方案。

1.3 空气占据的空间会改变吗 教科版四年级上册 · 第一单元 · 第3课 一、教学基本信息 课题 1.3 空气占据的空间会改变吗 课型 实验探究型 课时 1课时 教材 教科版四年级上册 年级 四年级 学科 科学 教具 透明塑料瓶（每生1个）、注射器（每生2支）、橙子皮、水槽、水 教法 情境导入、实验探究、研讨交流 学情分析 四年级学生知道空气存在，但对"空气占据空间且可被压缩"缺乏具体认识，易与水混淆 二、核心素养目标 素养维度 目标描述 科学观念 知道空气占据空间，空气容易被压缩、水不容易被压缩；能用微粒间距解释压缩现象。 科学思维 通过比较空气与水的可压缩性，基于注射器实验证据归纳气体特征。 探究实践 会用注射器对比空气和水占据空间的变化，记录初始与压缩后刻度。 态度责任 乐意如实记录实验现象，对空气压缩现象保持好奇，使用注射器时注意安全。 三、教学重难点 教学重点：通过实验比较空气和水占据空间的变化，知道空气容易被压缩、水不容易被压缩。 教学难点：用微粒间距大小解释空气易被压缩、水不易被压缩的原因。 四、教学过程 环节一【聚焦】瓶中压入水中（3~5分钟） 教师活动 学生活动 知识点与设计意图 教师把空塑料瓶瓶口朝下竖直压入水中，引导学生观察：没有气泡产生，但瓶内还是有少量水进入。教师提问：既然空气占满了瓶子的空间，为什么还是有少量的水可以进入呢？ 观察：空塑料瓶口朝下压入水中，瓶内少量水进入，说明空气占据空间 【学生活动】 生1：瓶子里装的是空气，因为空气占了位置，水才进不去多少。 生2：可是瓶口朝下压进水里，还是看见水进到瓶子底部一点。 【知识点】 空气占据空间。把空塑料瓶瓶口朝下竖直压入水中，没有气泡产生，但仍有少量水进入瓶子。说明空气占据着瓶内的空间，水很难把空气完全赶走，只能挤进一点点。 环节二【探索1】手感对比塑料瓶（8~10分钟） 教师活动 学生活动 知识点与设计意图 教师出示两个塑料瓶，一个装满空气、一个装满水，请学生用手分别挤压，说说感觉有什么不同，思考瓶中的空气和水占据的空间发生变化了吗。教师追问：装空气的瓶子为什么瘪了？ 观察：挤压装空气的瓶（瘪）与装水的瓶（不变）对比 【学生活动】 操作1：用手挤压装满空气的塑料瓶，瓶身明显凹瘪。 操作2：用手挤压装满水的塑料瓶，形状几乎不变。 生1：装空气的瓶子被我捏瘪了，空气好像被挤少了。 生2：装水的瓶子捏不动，水占的位置没变。 【知识点】 空气占据的空间可以被压缩，水占据的空间不容易被压缩。用手挤压装满空气的塑料瓶，瓶子瘪了，说明空气被压缩；挤压装满水的塑料瓶，形状不变，说明水不容易被压缩。 环节三【探索2-3】注射器研究空气和水（12~15分钟） 教师活动 学生活动 知识点与设计意图 教师引导学生用两个相同的注射器分别抽进同样多的空气和水，记录初始刻度；用手堵住管口慢慢用力压活塞直到压不动，观察并记录此时刻度；重复实验。教师提示：实验前先预测结果并说理由。 观察：注射器内空气（易压缩）与水（不易压缩）刻度对比 【学生活动】 操作1：两支注射器分别抽进同样多的空气和水，读初始刻度并记录。 操作2：堵住管口用力压活塞，空气组活塞明显下移，水组活塞几乎不动。 生1：空气的活塞被我压下去很多，水的活塞压不动。 生2：我预测空气会被压扁，水不会，结果真是这样。 【知识点】 实验结论：空气容易被压缩，水不容易被压缩。用两个相同注射器分别抽进同样多的空气和水，堵住管口压活塞，空气占据的空间明显变小，水占据的空间几乎不变。 环节四【探索4】用图示解释变化（8~10分钟） 教师活动 学生活动 知识点与设计意图 教师出示空气和水被压缩前后的微粒示意图，引导学生观察微粒间距的变化，提问：空气是这样变化的，水是怎样变化的呢？ 观察：空气微粒间距大，压缩后间距变小 观察：水微粒间距小，压缩前后几乎不变 【学生活动】 观察1：空气的微粒（小圆圈）间距大，压缩后间距变小，挤到管子一端。 观察2：水的微粒间距很小，压缩前后几乎没变化。 生1：空气粒子和粒子之间空的地方大，一压就小了。 生2：水的粒子本来就挨得紧，压也压不动。 【知识点】 空气微粒间的距离大，容易被压缩；水微粒间的距离小，不容易被压缩。用微粒模型可以解释：气体分子间隔大，受压时间隔变小；液体分子间隔小，受压几乎不变。 环节五【研讨】三个问题（6~8分钟） 教师活动 学生活动 知识点与设计意图 教师组织讨论：1.通过注射器实验，可以推测挤压装空气的塑料瓶时空气被压缩了吗？说理由。2.将装满空气的塑料瓶倒扣入水中，为什么还会有水进入？3.鼓起来的皮球为什么还可以继续充入空气？ 【学生活动】 生1：注射器实验证明空气能被压缩，塑料瓶里的空气同样被压缩，占的空间变小。 生2：水把瓶里空气稍稍压扁了一点，挤出一点点空间，所以少量水进去了。 生3：皮球里空气可被压缩，新充入的空气把原有空气压紧，球内空间能稍微变大，所以能继续充气。 【知识点】 研讨结论：①注射器实验证明空气可被压缩，装空气的塑料瓶被挤压时空气同样被压缩，占据空间变小。②倒扣入水中时水把瓶内空气稍稍压扁，挤出少量空间，故少量水进入。③皮球内空气可被压缩，新空气将原有空气压紧，球内空间略增，故能继续充气。 环节六【拓展】制作空气压缩枪（5~6分钟） 教师活动 学生活动 知识点与设计意图 教师演示：用注射器吸入一些空气，将橙子皮堵在管口，用力压活塞，管口处橙子皮像子弹一样发射出去。强调安全：游戏时注射器管口不能对着人。 观察：空气压缩枪——橙子皮被压紧的空气推出 【学生活动】 生1：我看见橙子皮"啪"地飞出去了！ 生2：因为空气被压紧后突然放出，把橙子皮推出去。 学生课后在家长陪同下尝试制作空气压缩枪。 【知识点】 空气被压缩到一定程度后释放会做功。用注射器吸入空气、橙子皮堵住管口、用力压活塞，橙子皮会像子弹一样发射出去。生活里压缩空气有很多应用，如充气玩具、喷雾器、气垫。注意安全，管口不能对人。 五、板书设计 1.3 空气占据的空间会改变吗 空气占据空间 → 可被压缩（微粒间距大） 水占据空间 → 不易被压缩（微粒间距小） 注射器实验：空气易压缩 / 水不易压缩 应用：空气压缩枪、充气玩具、喷雾器 学科网（北京）股份有限公司 $