1.8 自制打气筒（教学设计）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及单向阀门原理，通过庆典气球打气需求情境导入，观察挤压与松开瓶子时气球变化，引出单向阀门关键问题，搭建从生活问题到科学原理再到动手制作的学习支架。 以工程实践流程为主线，小组合作设计制作方案、画图记录空气流动（探究实践），分析气球皮单向阀门功能建立结构与功能联系（科学思维），利用废旧材料培养节约意识（态度责任）。如测试中发现气球皮未绷紧漏气引导改进，提升学生动手与问题解决能力，为教师提供可操作的实践教学范例。

教科版科学四年级上册第一单元 第8课《自制打气筒》教学设计 一、教学目标 科学观念目标 1. 知道空气可以被压缩，压缩的空气具有弹力，理解自制打气筒的工作原理。 2. 了解简易打气筒各个部件的作用，明白挤压、松开瓶子时空气的流动方向。 3. 知道生活中很多物品利用了压缩空气的性质。 科学思维目标 1. 通过动手制作、测试打气筒，分析各个零件功能，建立结构和功能的联系，发展模型建构思维。 2. 根据测试中出现的问题，推理装置的缺陷，提出评估改进方案，提升批判性思维。 探究实践目标 1. 小组合作讨论，确定制作自制打气筒需要的材料，共同讨论完善制作、测试方案。 2. 按照步骤完成自制打气筒的制作，反复测试，观察挤压、松手时空气流动现象，用图画记录空气流动过程。 3. 能够找出作品存在的不足，提出可行的改进办法。 态度责任目标 1. 在小组制作活动中分工协作，遇到失败不气馁，乐于反复测试调整作品。 2. 体会利用身边废旧材料可以做出有用工具，感受科学技术给生活带来便利，愿意把学到的知识用到生活中。 二、教学重难点 教学重点 动手制作简易打气筒；理解自制打气筒的工作原理，掌握挤压、松开时空气流动规律。 教学难点 理解气球皮单向阀门的作用；能针对作品出现的问题提出合理的评估改进方案。 三、教学准备 教师：课本全套插图、塑料瓶、气球、瓶盖、剪刀、胶带、打孔工具、记录单、普通打气筒、气球。 学生分组：塑料饮料瓶、气球、瓶盖、剪刀、透明胶带、打孔器、气球若干、实验记录单。 四、教学过程 （一）情境导入，明确任务 师：同学们，请大家看课本第一页插图，画面中有很多彩色气球。课本文字写到：很多庆典活动会用到大量气球，如果没有打气筒，靠人用嘴吹气球会非常辛苦。 师：大家想一想，如果班级开联欢会，需要很多气球，没有现成打气筒，我们怎么办？ 生1：我们用嘴吹。 生2：用手挤瓶子能不能把气球吹起来？ 师：嘴吹气球又累又慢，今天我们就利用身边常见材料，自己动手做一个简易打气筒。板书课题：自制打气筒。 师：课本“明确任务”板块告诉我们本节课任务：用身边的材料制作简易打气筒，可以方便快捷给气球充气。请看课本两张小图，一张是挤压瓶子，一张是松开手。 师：观察“挤压时”图片：瓶子上面套着气球，用力挤压塑料瓶。大家猜想，挤压瓶子气球会发生什么变化？ 生：气球会变大。 师：再看“松开手”图片，手松开塑料瓶，气球又变成小小的。松开的时候会发生什么？ 生：气球又瘪回去。 师：这里出现问题，松开手气球就瘪，这样不能持续打气。请小组同桌交流思考：①我们做打气筒需要用到什么材料？②想要把气球充满气，我们还要解决什么难题？（生生交流） 生汇报：需要塑料瓶、气球；难题是松开瓶子的时候，不能让气球里面空气再跑回瓶子。 师：大家发现了关键困难！我们需要一个“只允许空气出去，不让空气回来”的装置，也就是单向阀门。接下来我们就小组讨论，设计我们的制作方案。 （二）设计制作，研讨方案 师：请同学们看课本“设计制作”部分，课本给出5步制作流程，同时配有5张操作实拍图。现在请小组讨论3分钟，思考两个问题：第一，我们做自制打气筒需要哪些实验材料？第二，我们制作和测试的步骤应该是什么？制作过程当中有哪些注意事项？小组内充分交流，完善我们的实验制作方案。（小组生生讨论） 小组代表汇报：我们需要塑料瓶、瓶盖、气球、剪刀、胶带、打孔工具。制作步骤：第一步给瓶盖打小孔；第二步剪长条气球皮；第三步用胶带把气球皮固定在瓶盖，盖住小孔；第四步瓶身上打小孔；第五步把气球套瓶口，挤压的时候手堵住瓶身上小孔，松开的时候手移开小孔。 师：其他小组有没有补充？ 生1：剪刀打孔要小心，不要划伤手。 生2：气球皮一定要绷紧，不然阀门不起作用。 师：观察课本图③旁边提示气泡：气球皮要绷紧！这个点特别重要，气球皮就是我们的单向阀门。老师梳理完整制作方案。 实验材料：塑料饮料瓶、塑料瓶盖、气球、剪刀、透明胶带、打孔工具、待充气小气球、记录单。 师：对照课本每一张操作图讲解： 图①：在塑料瓶的瓶盖上打一个小孔，空气可以从这个孔进出。 图②：剪一块长条气球皮，气球皮有弹性，用来做单向阀门。 图③：用胶带将气球皮紧紧固定在瓶盖上面，盖住瓶盖的小孔，气球皮一定要绷紧。当瓶盖内部气压大的时候，气球皮会被顶开；瓶盖外面气压大，气球皮紧紧压住小孔，空气回不去。 图④：在塑料瓶瓶身上打一个小孔，这个孔是用来松开瓶子的时候，让外界空气进入瓶子。 图⑤：把要充气的气球紧紧套在瓶口处。 操作测试要点： 挤压瓶子的时候：手指堵住瓶身上的小孔；瓶内空气压力变大，顶开瓶盖气球皮，空气流入外面气球，气球变大。 松开瓶子的时候：手指从瓶身小孔移开；外界空气从瓶身小孔进到瓶子内部；瓶盖处气球皮压紧小孔，气球里面空气不会倒流回瓶子。 师：大家预测，反复挤压、松开，会发生什么现象？ 生：气球会一点点越来越大，就充上气了。 师：温馨安全提示：剪刀、打孔工具锋利，注意安全；每完成一步，就做一次小测试，想一想下一步需要解决什么问题。现在各小组领取材料，开始动手制作、反复测试，把空气流动过程画在记录单上。（学生小组动手制作实验，教师巡视指导） 师：很多小组已经完成测试，哪个小组说一说你们看到什么实验现象？ 小组汇报：堵住瓶身小孔挤压瓶子，气球变大；松开手，放开瓶身小孔，气球不会瘪回去。多次反复挤压松开，气球越变越大，完成充气。 师追问：如果瓶盖的气球皮没有绷紧，会出现什么现象？小组简单交流。（生生交流） 生：松开手气球就会瘪掉，气又跑回瓶子里面。 师总结实验现象与原理： 实验现象：挤压瓶子（堵瓶身孔）：瓶内空气被压缩，顶开瓶盖气球皮，空气流进气球；松开瓶子（放开瓶身孔）：外面空气进入瓶内，气球皮压紧瓶盖小孔，气球内空气不能回流。反复操作，气球持续充气变大。 实验结论：空气可以被压缩，我们利用气球皮做成单向阀门，控制空气只能单向流动，就做出简易打气筒。 （三）展示交流 师：请翻课本“展示交流”板块，看课本记录单。记录单画出挤压、松手两种状态空气流动箭头。任务：用图画表示自制打气筒充气时空气流动过程，小组内互相分享自己画的空气流向。 师：请一位同学上台，对照课本记录单图片讲解。 生：挤压，堵住瓶身小孔，空气从瓶子流进气球；松开，打开瓶身小孔，空气从外面进到瓶子，气球里面空气回不来。 师小结：挤压：瓶内→气球；松开：外界→瓶内；气球内空气被单向阀门挡住不能返回瓶子。 （四）评估改进 师：我们做完打气筒，不是结束。请看课本“评估改进”板块。课本提示：多次使用，塑料瓶身容易变形，打气效率变低。旁边气泡提问：有没有柔韧性更好一些的瓶子呢？ 师：小组讨论，在使用自制打气筒的时候，你的作品遇到哪些问题？我们可以提出哪些改进方案？小组交流讨论。（生生小组讨论） 小组1汇报：我们的瓶子太软，挤压几次瓶子就扁了弹不回来；改进：换硬度更高、柔韧性更好塑料瓶。 小组2汇报：瓶盖气球皮固定不牢漏气；改进：胶带多缠几圈，气球皮拉紧绷紧。 小组3汇报：瓶身上孔开太大；改进：把瓶身上小孔开小一点。 师拓展生活实例：生活当中的打气筒、篮球打气针、充气水枪，都用到压缩空气和单向阀门的原理。自行车打气筒内部也有单向阀门，防止空气倒流。 （五）全课小结 师：今天我们利用塑料瓶、气球制作简易自制打气筒，谁来梳理本节课知识？ 师生共同梳理： 1. 空气可以被压缩；气球皮充当单向阀门，控制空气只能单向流动。 2. 挤压瓶子堵住瓶身小孔：压缩空气流入气球；松开瓶子放开瓶身小孔：外界空气进入瓶子，气球的气不会倒流。 3. 做完作品要评估，找到不足，不断改进，让工具更好用。 （六）板书设计 自制打气筒 原理：空气可以被压缩，单向阀门（气球皮）控制空气单向流动 挤压瓶子（堵住瓶身小孔）：瓶内空气 →气球 松开瓶子（放开瓶身小孔）：外界空气 →瓶内；气球空气不能回流 评估改进：找问题 →提出改进方案 生活应用：打气筒、篮球充气、充气水枪 五、教学反思 本课落实2025版新课标工程实践领域要求，完整经历明确任务—设计制作—测试展示—评估改进工程实践流程。课堂中放手让学生小组讨论，自主梳理材料，研讨制作测试方案，充分开展生生师生交流。借助课本每一张实拍操作图分步拆解制作过程，把看不见的空气流动通过画图记录单可视化。联系自行车打气筒等生活实例，做到知识迁移应用。 不足之处：部分学生打孔、剪气球皮动手能力弱，课堂制作耗时比较长，课前可以给部分小组预打好部分小孔；部分小组气球皮没有绷紧，单向阀门失效，气球充不进气，课堂上要重点强调气球皮绷紧这个关键点。评估改进环节学生思路不够开阔，教师可以多提供失败作品案例启发学生思考。实验工具锋利，课堂要持续强调工具使用安全。 1 学科网（北京）股份有限公司 $