1.8 自制打气筒（教学课件）科学四年级上册（教科版）

该小学科学课件围绕“空气可压缩及压缩空气具有弹力”核心知识点，通过“班级活动需吹100个气球”的真实问题导入，引导学生猜想挤压塑料瓶的现象，再按瓶盖打孔、制作气球皮单向阀门等步骤搭建制作支架，帮助理解打气筒工作原理及空气单向流动规律。 其亮点在于以探究实践为主线，结合科学思维中的模型建构（用图画记录空气流动方向）和科学观念应用（联系自行车打气筒等生活实例）。采用小组合作制作、反复测试改进的教学方法，通过练习与原理总结强化知识。学生能提升动手能力与批判性思维，教师可依托结构化流程高效开展教学。

8 . 自制打气筒 教科版 四年级上册第一单元 目 录 明确任务 01 设计制作 02 展示交流 03 评估改进 04 回顾练习 05 核心素养 科学观念：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。 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。知道生活中很多物品利用了压缩空气的性质。 科学思维：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。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：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。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。能够找出作品存在的不足，提出可行的改进办法。 态度责任：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。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。 明确任务 明确任务 生日会、节日庆典上，五彩斑斓的气球是必不可少的装饰。想象一下，要为班级活动准备100个气球，如果现场没有电动打气筒，只靠大家用嘴巴一个个吹，会遇到什么麻烦呢？ 明确任务 关键思考：纯靠人力吹气不仅速度慢、效率低，还容易让人腮帮子酸痛、头晕。面对这样的“苦力活”，我们能不能利用身边的简单材料，动手制作一个省力的“简易打气装置”来解决问题呢？ 明确任务 动手挑战：自制简易打气筒 生活中的打气筒随处可见，但你想过亲手做一个吗？今天的挑战就是：利用塑料瓶、吸管、气球、胶带等日常废旧材料，制作出一个能快速为气球充气的简易装置，不仅能变废为宝，还能在动手过程中探索气压变化的科学奥秘！ 明确任务 大胆猜想：开启科学探索之旅 猜想一：“挤”出来的气球膨胀 如果用力挤压一个密封的塑料瓶，瓶内的空气会发生什么变化？瓶口的气球能被“吹”大吗？这里面藏着关于气体压强的有趣奥秘，快来大胆说出你的想法！ 猜想二：DIY 专属简易打气筒 不用嘴巴吹，也不用现成的打气筒！利用吸管、空瓶、活塞这些身边的小材料，我们能否动手制作一个能给气球充气的工具？一起解锁动手创造的乐趣吧！ 明确任务 设计制作 设计制作 所需器材 塑料饮料瓶 彩色大气球 手工剪刀 强力透明胶带 钻孔工具 设计制作 制作步骤 （一）瓶盖打孔 取一个干净的塑料瓶瓶盖，用打孔器在中心位置钻一个小孔。孔的大小适中即可，确保空气能自由进出。这一步是为了平衡瓶内外的气压，是整个实验成功的基础！ 设计制作 制作步骤 （二）剪气球皮，制作单向阀门 取出长条气球，剪下一块约5厘米宽的气球皮。这块小小的皮料拥有极佳的弹性，它将成为装置的重要部分——一个简易却高效的单向阀门，只允许气流单向通过，彻底解决漏气和回流的问题。 设计制作 制作步骤 （三）固定气球皮 将剪好的气球皮像蒙鼓面一样，紧紧地覆盖在瓶盖的开口端，务必完全遮盖住瓶盖中心的小孔。用手指向四周均匀拉伸，让气球皮保持紧绷状态，随后使用胶带沿着瓶盖边缘反复缠绕，将气球皮牢牢固定。 设计制作 制作步骤 （四）瓶身打孔 在距离瓶底约3厘米的侧面，用工具小心打出一个直径约3-5毫米的小孔。这不仅是一个洞，更是装置的“呼吸器官”——当松开捏紧的瓶身时，外界空气通过小孔迅速涌入，平衡瓶内外气压，从而推动水流强劲喷出，完成动力循环。 设计制作 制作步骤 （五）套气球 将准备好的气球开口端轻轻拉伸，然后紧紧地套在塑料瓶的瓶口位置。确保气球与瓶口贴合紧密，不留一丝缝隙，这可是保证打气筒气密性的关键哦！只有密封好了，才能顺利把气球吹起来。 设计制作 制作过程注意事项 工具使用要小心 剪刀、打孔器等工具刀刃锋利，使用时请专注手部动作，切勿打闹。使用完毕后请及时将工具归位，保持操作台面整洁，避免意外磕碰受伤哦。 边做边测巧思考 每完成一步别急着继续！先动手做个小测试，检查结构是否稳固。同时动动脑筋：现在达到预期效果了吗？下一步要解决什么问题？边实践边反思，让作品更完美。 设计制作 测试打气筒 挤压瓶子 1.封堵小孔：用手指严密封住瓶身预留的小孔，构建密闭空间。 2.加压排气：用力挤压瓶身，内部空气被压缩，气压瞬间升高。 3.气球变大：高压空气顶开瓶盖处的气球皮，涌入外部气球使其迅速膨胀。 松开瓶子 1.释放孔位：移开手指，外界空气通过小孔补充进瓶内。 2.皮膜回弹：瓶内气压恢复平衡，瓶盖处的气球皮弹性回弹封堵瓶口。 3.防止倒流：气球内空气无法回流，从而保持膨胀状态，实现锁气。 设计制作 测试打气筒 当我们反复挤压、松开塑料瓶身时，瓶内空间的变化会推动空气流动。气球会一点点慢慢膨胀变大，就像被缓缓充入了气体一样，最终变得圆鼓鼓的！ 展示交流 展示交流 可以用带箭头的线条清晰地表示空气流动的方向，尝试用不同颜色的彩笔来区分空气的“来源”与“去向”，让你的记录单更加生动有趣！ 展示交流 完成画作后，勇敢地举起你的作品，向小组内的小伙伴们介绍你的设计思路，以及你观察到的空气流动奥秘吧！ 评估改进 评估改进 从实践中复盘问题，用创意优化方案，让我们的打气装置更耐用、更高效！ 瓶身韧性问题 问题：普通塑料瓶材质过软，挤压后易产生凹陷且无法快速回弹，直接影响了实验的循环操作和观察效果。 优化方案：更换为高硬度且柔韧性优异的食品级PET塑料瓶。这类材质抗压性强，即使反复挤压也能迅速恢复原状，确保实验过程顺畅高效。 评估改进 从实践中复盘问题，用创意优化方案，让我们的打气装置更耐用、更高效！ 密封结构问题 问题：瓶盖与气球皮的连接处密封不严，挤压时气体从缝隙泄漏，导致气球膨胀效果微弱，实验现象不明显，影响观察。 优化方案：将气球皮充分拉伸至紧绷状态后套在瓶口，再用防水绝缘胶带沿接口处紧密缠绕3-4圈，形成双重密封层，彻底杜绝漏气隐患。 评估改进 生活中的“空气魔法”：藏在身边的科学原理！ 自行车打气筒 最经典的压缩空气应用。通过往复按压活塞压缩筒内空气，利用单向阀门阻断回流，将高压空气源源不断地压入车胎，轻松实现快速充气。 球类充气针 连接气源与球具的精密桥梁。细长的金属针身精准适配各类球嘴，配合单向气路设计，在充气过程中有效防止内部气体泄漏，是球类运动的必备配件。 趣味充气水枪 利用气压势能的趣味玩具。通过推拉活塞将空气压入储水腔储存能量；扣动扳机瞬间打开阀门，高压气体推动水流高速喷射，带来清凉体验。 评估改进 生活中的“空气魔法”：藏在身边的科学原理！ 核心原理大揭秘 这些工具的共同奥秘在于「气体的可压缩性」与「单向阀门的导流作用」。通过压缩空气将能量暂时储存，再利用单向阀门精准控制气流的通断与方向，把无形的空气力量转化为看得见的动力，实现充气或喷射的神奇效果。 评估改进 科学探索小贴士：科学的魅力在于不断尝试与发现。每一次动手制作，都是一次探索未知的旅程，保持好奇心，你会发现更多有趣的科学奥秘！ 回顾练习 练习 1.自制打气筒中，气球皮起到的作用是（ ） A.装饰更美观 B.单向阀门，控制空气单向流动 C.储存空气 D.给气球充气 B 练习 2.使用自制打气筒挤压瓶子的时候，我们要（ ） A.手指堵住瓶身上的小孔 B.手指离开瓶身上的小孔 C.把瓶盖拧开 D.把气球取下来 A 练习 3.松开自制打气筒瓶子的时候，手指要移开瓶身小孔，目的是（ ） A.把气球里面空气放出去 B.让外界空气进入塑料瓶内 C.让瓶子变坚硬 D.防止瓶子破裂 B 练习 1.自制打气筒工作利用了空气可以被压缩的性质。（ ） 2.挤压瓶子时，松开瓶身上小孔打气效果最好。（ ） 3.瓶盖上面的气球皮一定要绷紧，才能起到阀门作用。（ ） 4.松开瓶子，单向阀门关闭，气球内空气不会流回瓶子。（ ） 5.工程制作完成之后，不需要评估和改进作品。（ ） √ × √ × √ 练习 自制打气筒测试发现打气速度很慢，请写出2条可行改进方法；再举1个生活中利用单向阀门的物品。 改进方法示例：①更换柔韧性更好不容易变形的塑料瓶；②把瓶盖处气球皮拉紧固定牢固，减少漏气；③检查各个接口减少漏气。 生活实例：自行车打气筒、篮球充气气嘴、充气水枪。 总结 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 感谢您的聆听 $