1.2 空气能占据空间吗 教学设计-2026-2027学年科学四年级上册教科版

该小学科学教学设计聚焦“空气能占据空间”核心知识点，通过复习旧课空瓶倾斜入水冒气泡现象，引出竖直压入能否进水的新问题，搭建新旧知识联系的学习支架，明确本课探究任务。 资料亮点在于递进式实验设计，以拧紧瓶盖、放气、吹气对比实验为核心，借助泡沫小球和水位变化实现现象可视化，结合记录单分析与拓展挤水挑战，培养学生探究实践能力和科学思维，落实科学观念，为教师提供清晰教学流程与可操作实验方案，助力提升课堂效率与学生科学素养。

空气能占据空间吗 一、基本信息 课题 空气能占据空间吗 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2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 剪掉下半部分的塑料瓶（带瓶盖）、泡沫小球、水槽、打气筒、纸巾、杯子、记录单 【教学目标】 1. 知识目标：知道空气能占据空间，理解空气占据空间的性质。 2. 能力目标：能通过实验操作观察水位变化和气泡现象，培养实验观察和逻辑推理能力。 3. 情感态度价值观目标：激发探究空气性质的好奇心，养成严谨求实的科学态度，乐于合作交流。 【教学重难点】 重点：通过一系列实验探究，理解并验证空气能占据空间这一核心性质。 难点：能根据实验现象分析推理出空气占据空间，并用自己的语言解释实验原理。 二、教学过程 环节一 解读目标，检查预习 (2~3分钟) 复习导入：上节课我们把空瓶倾斜放入水中时，看到了什么现象？说明了什么？ 检查预习：请学生结合预习内容，说说在生活中可能与空气占据空间有关的现象。 【预设回答】生1：瓶口冒气泡，说明瓶内有空气。生2：把杯子倒扣进水里，杯子里的纸不会湿。 【关键追问】“瓶口竖直向下压入水中时，水能够进入瓶内吗？”引出本课探究问题。 小结：把空的塑料瓶倾斜压入水中，瓶口有气泡冒出，水会进入瓶内；竖直压入又会怎样？这节课我们来研究。 回顾上节课空瓶入水的现象。 汇报预习中观察到的空气占据空间现象。 对竖直压入水中水能否进入作出预测。 明确本课的探究任务。 以旧知导入，引出瓶口竖直压入水中的新问题，聚焦空气占据空间的探究。 【知识点】空瓶倾斜压入水中会冒气泡、水进入；竖直压入水能否进入有待研究。 环节二 明确实验装置与预测 (4~5分钟) 出示实验装置：教师出示剪掉下半部分的塑料瓶（带瓶盖），瓶内放入一个泡沫小球。 说明：为了方便观察瓶内水面的变化，可以放一个小球漂浮在水面上。 组织预测：如果我们将这个瓶子的上半部分竖直压入水中，你们认为水能进入瓶内吗？小球的位置会怎样变化？请各组讨论，并把预测写出来。 出示教材第6页的操作。 【预设回答】生1：水会慢慢进到瓶子里。生2：小球可能跟着水面往上升。 【关键追问】“瓶子里面明明看上去空空的，是什么挡住了水？”引导学生聚焦空气的作用。 小结：先写下预测，再用实验来检验我们的推测。 观察实验装置，认识泡沫小球的作用。 讨论并写出小组的预测。 明确实验的三个操作步骤。 准备用实验检验预测。 先预测后实验，建立用实验检验推测的科学探究意识。 【知识点】实验装置：剪掉下半部分的塑料瓶、泡沫小球漂浮在水面方便观察水位变化。 环节三 实验一：拧紧瓶盖，竖直压入水中 (6~7分钟) 指导操作：拧紧瓶盖，慢慢将塑料瓶的上半部分压入水中，观察小球的位置并记录。 提问：请同学们想一想会有什么现象？（只有极少的水进入瓶内，小球停留在瓶底部附近，被空气托住，瓶内水位明显低于水槽水位） 提问：水为什么很难流进瓶子？瓶子里面明明看上去空空的，是什么挡住了水？（瓶子里面有空气） 【预设回答】生1：水几乎没有进去，小球停在瓶口附近。生2：瓶子里有一层“看不见的东西”挡住了水。 【关键追问】“瓶内的空气跑得出去吗？”引导学生注意瓶盖封闭的状态。 【易错点】学生压瓶速度过快导致现象不明显，提醒慢慢竖直下压。 小结：拧紧瓶盖→少量水进入，小球不动→空气占据空间。 拧紧瓶盖竖直下压塑料瓶。 观察小球位置和瓶内水位并记录。 发现只有极少的水进入瓶内。 思考挡住水的“看不见的东西”。 通过封闭空气的实验现象初步建立空气占据空间的认识，落实重点。 【知识点】拧紧瓶盖压入水中，少量水进入，小球不动，说明空气占据空间。 环节四 实验二、三：放气与吹气 (9~10分钟) 指导实验二：拧开瓶盖，把空气放出来，观察小球的位置有什么变化并记录。 提问：你们猜想会发生什么？学生预测后，观察记录。（拧开瓶盖的瞬间，看到气泡从瓶口冒出，随后水进入瓶内，水位上升，小球也随之上升） 提问：气泡是什么？说明了什么？（气泡是空气，说明空气从瓶内跑出来了）水为什么能进去了？（因为空气跑出，腾出了空间，水就占据了） 指导实验三：对着瓶口吹气，瓶中的水位会发生什么变化？观察现象并记录。提醒：用嘴接触瓶口时，要保证瓶口洁净卫生！ 讲解教材资料：这里的“水位”指的是容器中水面距离容器底部的高度。水面在水静止不动时总是平直的，叫“水平线”。 【预设回答】生1：拧开瓶盖时冒出一串气泡，小球浮起来了。生2：往里吹气后，水位又降下去了。 【关键追问】“水位一升一降，分别说明空气在做什么？”引导学生建立空气进出与水位变化的对应。 【易错点】学生把水位上升误认为空气占据空间，强调空气跑出才让出空间。 小结：拧开瓶盖→冒气泡，水位升→空气跑出；往里吹气→水位降→空气挤占空间。 拧开瓶盖观察气泡和小球的变化并记录。 对着瓶口吹气观察水位变化并记录。 理解水位与水平线的含义。 对应空气进出解释水位升降。 通过放气与吹气两个对比实验，动态验证空气占据空间并让出空间，突破难点。 【知识点】拧开瓶盖空气跑出、水进入瓶内、小球上升；向瓶内吹气，空气挤占空间、水位下降。 记录单：空气占据空间实验（环节三、四用，仿课本记录单） 实验操作 小球的位置 瓶内水位的变化 我的发现 拧紧瓶盖 拧开瓶盖 往里吹气 环节五 研讨 (8~9分钟) 组织研讨一：瓶中水位的变化是怎样产生的？ 讲解：瓶中水位变化源于空气占据空间状态的改变：拧紧瓶盖，封闭的空气占据瓶内空间，水难以进入，瓶内水位低；拧开瓶盖，空气排出，空间让出，水涌入使水位上升；向瓶内打气，空气挤占空间，将水推出，水位下降。 组织研讨二：空气能占据空间吗？还有其他方法可以证明空气的这一性质吗？ 讲解：空气能占据空间。其他证明方法有：①把纸巾放在杯底，塞紧，将杯子竖直倒扣入水底，取出后纸巾不会湿，这是因为杯内空气挡住了水的进入；②撑开塑料袋，在空中一挥，然后攥紧袋口，袋子鼓鼓的，这是因为空气占据了内部空间。 【预设回答】生1：空气进水位就降，空气出水位就升。生2：纸巾不湿的实验也能证明空气占据空间。 【关键追问】“这些证明方法有什么共同点？”引导学生发现都要借助可见现象证明。 小结：空气能占据空间，空气进出改变瓶内盛水空间，进而影响水位。 完整解释瓶中水位变化的过程。 说出其他证明空气占据空间的方法。 理解证明方法背后的共同原理。 完善记录单的发现。 通过研讨梳理水位变化的因果链，并用多种方法验证同一性质，突破难点。 【知识点】空气占据空间状态的改变引起水位变化；纸巾不湿、塑料袋鼓起都能证明空气占据空间。 环节六 组织拓展 (2~3分钟) 出示小挑战：有半瓶水，一块橡皮泥和两根吸管。在不倾斜瓶子的情况下，我们能利用空气将水从瓶中挤出来吗？ 引导思路：一根吸管伸入水中，用嘴（或打气筒）通过另一根吸管向瓶内上方吹气。 【预设回答】生1：往瓶里吹气，气把水压出来。生2：橡皮泥用来封住瓶口缝隙。 【关键追问】“是谁把水挤出来的？”引导学生说出进入瓶内的空气挤压水面。 小结：空气占据空间的力量可以把水从瓶中挤出来，课后动手挑战。 阅读小挑战的任务要求。 思考利用空气挤水的方案。 说出空气挤压水面的原理。 课后动手尝试挑战。 用挑战任务深化空气占据空间的应用理解，培养解决问题的能力。 【知识点】向瓶内充气，进入的空气占据空间、挤压水面，可将水从吸管中压出。 环节七 归纳总结 (2~3分钟) 结合板书带领学生梳理：三次实验中水位和小球是怎样变化的？说明了什么？ 请学生看着板书完整说出本课要点。 总结：拧紧瓶盖，空气在瓶内，占据空间，水进不来；拧开瓶盖，空气逃走，让出空间，水进入瓶中；重新打气，空气再次占据空间，把水挤出去。 【预设回答】生：空气进出决定水位升降，空气确实占据空间。 【关键追问】“空气能占据空间，那它的空间大小能改变吗？”为下节课埋下伏笔。 小结：空气占据空间是空气的重要性质，下节课继续研究空气占据的空间会不会改变。 看板书回顾三次实验的现象。 完整说出空气占据空间的性质。 思考空气占据的空间能否改变。 期待下节课的探究。 以板书为线索收束全课，形成空气占据空间的完整认知，衔接下一课。 【知识点】拧紧瓶盖空气占据空间水进不来；拧开瓶盖空气逃走水进入；打气空气重新占据空间把水挤出去。 三、板书设计 空气能占据空间吗 拧紧瓶盖：空气在瓶内，占据空间，水进不来 拧开瓶盖：空气逃走，让出空间，水进入瓶中 重新打气：空气再次占据空间，把水挤出去 学科网（北京）股份有限公司 $