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“空气占据的空间会改变吗”，核心知识点为空气可被压缩且有弹性，水不易被压缩。通过上节课“少量水进入装满空气的瓶子”现象导入，引导学生猜想空气被压缩，搭建新旧知识联系的学习支架。 资料特色在于以对比实验和定量探究为主线，如挤压空气与水瓶、注射器实验（记录初始与受压刻度）培养探究实践能力，用微粒间隙示意图解释差异体现科学思维（模型建构）。拓展空气压缩枪游戏激发兴趣，助力学生提升实验操作与数据记录能力，为教师提供清晰教学流程，有效突破重难点。

空气占据的空间会改变吗 一、基本信息 课题 空气占据的空间会改变吗 课型 新授课 课时 1课时 教材 教科版《科学》四年级上册 第一单元空气 第3课 年级 四年级 学科 科学 教法 讲授法、演示法、小组讨论法、实验法 教具 装满空气的塑料瓶、装满水的塑料瓶、水槽、注射器、橙子皮、记录单 【教学目标】 1. 知识目标：知道空气可以被压缩，有弹性，占据的空间可以改变；水不易被压缩，占据的空间难以改变。 2. 能力目标：通过对比实验收集数据，用示意图解释空气和水在空间变化上的不同。 3. 情感态度价值观目标：培养细致观察、如实记录的科学态度，体会定量实验在科学探究中的重要性。 【教学重难点】 重点：通过挤压塑料瓶和注射器实验，发现空气可以被压缩，占据的空间会改变。 难点：能用示意图和文字解释注射器内空气和水在受压时占据空间的变化原因。 二、教学过程 环节一 解读目标，检查预习 (2~3分钟) 复习导入：回顾上节课，思考：既然空气占满了瓶子的空间，为什么水还能进去一点点呢？ 【预设回答】生：空气可能被压缩了一点，腾出了一点空间。 检查预习：用手挤压装满空气的瓶子和装满水的瓶子，感觉会一样吗？空气和水的空间变化一样吗？ 组织学生交流预习思考，教师将学生的猜想记录在黑板上。 小结：空气占据的空间能不能改变？水呢？这节课我们用实验来验证大家的猜想。 回顾上节课瓶内进水的现象并思考原因。 交流挤压瓶子的预想感受。 说出自己对空气和水空间变化的猜想。 明确本课的探究任务。 由上节课“少量水进入瓶子”的现象引出猜想，激发压缩概念的探究需求。 【知识点】对“空气占据的空间能否改变”作出猜想是本课探究的起点。 环节二 倒扣瓶子压入水中 (4~5分钟) 演示并描述现象：把空塑料瓶瓶口朝下竖直压入水中，没有气泡产生，但还是有少量的水进入瓶子里。 提问：如果把空瓶子瓶口朝下，用力竖直按到水里面，你们看到了什么？ 【预设回答】生：有一部分水进入瓶子，但是瓶子里还有一部分空间没有被水填满。 教师引导：瓶子原本装满空气，当我们用力把瓶子按进水里的时候，瓶里面的空气跑不出去，空气占据的空间被压缩变小了，所以外面的一部分水就被压入瓶子里面。 聚焦课本问题：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？说一说我们的想法。 【预设回答】生：空气占据的空间被压缩了，水被压入瓶子里。 小结：空气占据空间→可以被压缩→水被压入瓶内。 观察瓶子倒扣压入水中的现象。 描述瓶子内水位和空间的情况。 解释少量水可以进入的原因。 初步建立空气被压缩的想法。 借助倒扣瓶子的现象聚焦“少量水进入”的矛盾点，引出空气被压缩的初步解释。 【知识点】瓶内空气跑不出去，占据的空间被压缩变小，水被压入瓶内。 环节三 挤压装满空气和水的塑料瓶 (5~6分钟) 教师给每组发放两个塑料瓶，一个装满空气，一个装满水，请学生分别用力挤压。 提问：装空气的瓶子被挤压后变瘪了，说明空气占据的空间发生了什么变化？空气被怎么了？装水的瓶子变化很小，说明水能被压缩吗？ 【预设回答】生1：装空气的塑料瓶瘪了，空气被压缩了。生2：装水的瓶子捏不动，水好像压不进去。 【关键追问】“瓶中的空气和水占据的空间发生变化了吗？”引导学生对比两种瓶子的挤压结果。 【易错点】学生认为瘪下去的瓶子里面空气变少了，强调空气只是占据的空间变小。 小结：空气可以被压缩，水不容易被压缩。 分别用力挤压装满空气和装满水的塑料瓶。 比较两次挤压时手感和瓶子形状的不同。 说出空气占据的空间发生了变化。 归纳空气和水可压缩性的差异。 通过挤压对比实验让学生直接感知空气和水压缩性的不同，落实重点。 【知识点】空气可以被压缩，水不容易被压缩。 环节四 用注射器研究空气和水占据的空间 (10~11分钟) 教师出示注射器，介绍其结构，演示教材第9页的实验步骤。 提示：实验前，可以先预测一下结果并说一说理由。 明确步骤：①用两个相同的注射器分别抽进同样多的空气和水，记录注射器的初始刻度；②用手堵住注射器管口，慢慢用力压活塞，直到压不动为止，观察并记录此时的刻度；③重复上面的实验。 小组合作，记录看到的现象：装有空气的注射器，用力压活塞后，活塞可以推到更小刻度位置，松手后活塞弹回接近原位。装有水的注射器，用力压活塞时几乎推不动，活塞位置变化很小，松手后基本回到原位。 【预设回答】生1：抽空气的注射器一压就压下去一大截，松手还弹回来。生2：抽水的注射器怎么压都压不动。 【关键追问】“松手后活塞弹回，说明被压缩的空气有什么性质？”引导发现压缩后的空气有弹性。 【易错点】用手堵住管口要堵严，防止漏气；压活塞要慢慢用力。 小结：空气占据的空间可以改变，空气容易被压缩，压缩后的空气有弹性；水占据的空间很难改变，水不容易被压缩。 认识注射器的结构，先预测实验结果。 用注射器分别抽进同样多的空气和水做压活塞实验。 观察并记录初始刻度和用力压活塞时的刻度。 发现空气容易被压缩且有弹性，水不易被压缩。 用注射器定量对比空气和水的压缩情况，收集数据体会定量实验的重要性，突破重点。 【知识点】空气占据的空间可以改变，空气容易被压缩，压缩后的空气有弹性；水占据的空间很难改变。 记录单：注射器内空气和水占据的空间（环节四用，仿课本记录单） 注射器内的物体 初始刻度 用力压活塞时的刻度 空气 水 我的发现 环节五 用示意图解释空间变化 (4~5分钟) 组织活动：用图示解释注射器内空气和水占据空间的变化。 提问：为什么空气能被压缩，水却不能？ 讲解：空气是由许多微粒组成的，微粒之间有较大的空隙，用力压缩时，微粒被推挤到一起，空隙变小，所以空气占据的空间就变小了；而水的微粒之间本来就很紧密，几乎没有空隙，所以很难再被压缩。 【预设回答】生：空气的微粒之间空隙大，压活塞时空隙变小；水的微粒挨得很紧，压不动。 【关键追问】“空气被压缩后，微粒变少了吗？”引导学生理解微粒数目不变、距离变近。 小结：空气被压缩后，微粒并没有变少，只是彼此之间的距离变近了。 画出注射器内空气和水受压变化的示意图。 借助示意图解释空气能被压缩的原因。 理解微粒间空隙变小是空间变小的原因。 区分“微粒变少”和“距离变近”。 用示意图和微观解释突破难点，理解空气和水压缩情况不同的原因。 【知识点】空气被压缩后微粒并没有变少，只是彼此之间的距离变近了。 环节六 研讨 (7~8分钟) 组织研讨一：通过注射器实验，我们可以推测挤压装空气的塑料瓶时，塑料瓶中的空气被压缩了吗？说一说理由。 讲解：对。因为空气是一种气体，其微粒之间的距离较大，具有可压缩性。 组织研讨二：将装满空气的塑料瓶倒扣入水中，为什么还会有水进入瓶中？ 讲解：因为瓶内空气被压缩，占据的空间变小，水进入填补空间。 组织研讨三：鼓起来的皮球为什么还可以继续充入空气？ 讲解：空气分子间有间隙，可继续容纳更多空气分子。 【预设回答】生1：瓶里的空气被压小了，水才进得去。生2：皮球里的空气之间有空隙，还能再装。 【关键追问】“这三个现象有什么共同点？”引导学生统一用“空气可压缩”来解释。 小结：空气可以被压缩，占据的空间会改变，生活中充气、按压的现象都与此有关。 用注射器实验的证据推测瓶中空气被压缩。 解释倒扣入水仍有水进入的原因。 解释皮球能继续充气的原因。 归纳三个现象的共同原因。 通过研讨让压缩概念回到具体现象，训练用证据解释问题的能力。 【知识点】瓶内空气被压缩、空间变小水进入填补；皮球内空气分子间有间隙可继续充气。 环节七 归纳总结 (3~4分钟) 结合板书带领学生梳理：空气占据的空间会改变吗？空气和水有什么不同？ 请学生看着板书完整说出本课要点。 总结：空气容易被压缩，水不容易被压缩；空气和水压缩情况不同的原因是微粒之间的距离不同。 布置拓展小游戏：制作空气压缩枪——用注射器吸入一些空气，将橙子皮堵在注射器管口，用力压活塞，管口处的橙子皮会像子弹一样发射出去。 安全提醒：游戏时，注射器管口不能对着人。 【预设回答】生：空气能被压缩还能弹回来，可以用来发射橙子皮。 【关键追问】“压缩后的空气有弹性，生活中哪些地方用到了压缩空气？”为后续学习埋下伏笔。 小结：空气占据的空间会改变，课后在家长陪同下安全完成小游戏。 看板书回顾空气和水压缩性的差异。 完整说出本课的知识要点。 了解空气压缩枪的玩法和安全要求。 思考生活中压缩空气的应用。 以板书收束全课，巩固空气可压缩的认识，并以拓展游戏延伸应用。 【知识点】空气容易被压缩、水不容易被压缩；不同的原因是微粒之间的距离；压缩空气有弹性。 三、板书设计 空气占据的空间会改变吗 空气容易被压缩，水不容易被压缩 空气和水压缩情况不同的原因：微粒之间的距离 学科网（北京）股份有限公司 $