1.8 自制打气筒 （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打气筒的基本结构与工作原理，通过联欢会吹气球的情境导入，引出制作需求，衔接空气占据空间、可压缩等前序知识，搭建从生活问题到科学原理的学习支架。 资料以“明确任务-设计制作-测试改进”为主线，通过分组制作、图示分析空气流动等探究实践，落实科学思维中的模型建构，培养学生创新意识与工程设计能力。实验法与小组讨论法结合，既提升学生动手与合作能力，也为教师提供可操作的教学流程。

自制打气筒 一、基本信息 课题 自制打气筒 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8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 塑料瓶、气球、气球皮、胶带、打孔工具、记录单 【教学目标】 1. 知识目标：了解打气筒的基本结构和工作原理，知道打气筒是利用空气单向流动来充气的装置。 2. 能力目标：能根据任务选择合适的材料，按流程制作简易打气筒，并通过测试发现和改进问题。 3. 情感态度价值观目标：培养动手实践的兴趣和创新意识，体会工程设计与技术制作需要不断测试和改进。 【教学重难点】 重点：按流程完成简易打气筒的制作，理解打气筒中气球皮（单向阀）的作用。 难点：理解打气筒工作时空气的流动方向，并能用图示表示。 二、教学过程 环节一 解读目标，检查预习 (2~3分钟) 情境导入：班里要开联欢会，需要吹很多气球装饰教室，如果用嘴吹，会怎样？（很累、嘴酸、速度慢） 提问：那用什么办法可以更快更方便地给气球充气？（打气筒） 检查预习：学生交流自制打气筒需要的材料，思考需要解决的问题。 【预设回答】生1：用嘴吹很累还慢。生2：可以用打气筒，又快又省力。 【关键追问】“打气筒是怎样把空气压进气球里的？”引出本课的制作任务。 小结：这节课我们自己动手制作一个简易打气筒。 体会用嘴吹气球的辛苦。 想到用打气筒充气的办法。 交流制作打气筒的材料。 明确本课的制作任务。 以联欢会吹气球的情境引出制作需求，明确任务驱动。 【知识点】制作简易打气筒、方便快捷地给气球充气是本课任务。 环节二 明确任务与材料 (4~5分钟) 提问：要做打气筒，需要哪些材料？（装空气的容器、连接气球的出气口、单向阀等） 教师出示制作材料，引导学生观察并思考：气球皮用来做什么？瓶盖上的小孔起什么作用？瓶身上的小孔起什么作用？ 组织学生猜测并记录在记录单上。 【预设回答】生1：气球皮可能用来封住小孔。生2：瓶身上的小孔可能是进气用的。 【关键追问】“挤压和松手时，这几个部件分别会怎样？”引导学生带着问题进入制作。 小结：先明确材料和各个部件的作用，再动手制作。 认识制作所需的材料。 思考各部件的作用并记录猜测。 交流对材料功能的想法。 明确制作的目标要求。 明确任务与材料作用，建立“部件功能”的初步认识，为设计制作奠定基础。 【知识点】打气筒需要装空气的容器、出气口和单向阀等材料。 环节三 设计制作 (13~14分钟) 教师分步讲解制作方法，分析每一个步骤：①在塑料瓶的瓶盖上打个小孔，孔的大小要能让空气顺畅通过，但不能太大；②剪一块长条形的气球皮，气球皮是制作单向阀的关键材料；③用胶带将气球皮固定在瓶盖上，盖住小孔，气球皮要绷紧，只固定一端或两侧，另一端可活动，形成“阀门”效果；④在瓶身上打一个小孔，瓶身小孔是进气口；⑤将一个气球套在瓶口处作为被充气的气球，挤压时手指堵住瓶身上的小孔，松手时手指从小孔上移开。 组织学生分组制作，教师巡回指导，提醒：①打孔时注意安全，孔不要太大；②气球皮要绷紧但不要撕裂；③胶带粘贴要牢固。 组织测试打气效果，各组反复操作。 【预设回答】生：我们的打气筒压下去气球就鼓一点，松手再压又能鼓一点。 【关键追问】“为什么要把气球皮绷紧、一端可活动？”引导学生理解阀门效果的原理。 【易错点】瓶盖小孔打得过大导致单向阀失效，气球皮固定太死无法活动，提醒按要领调整。 小结：按流程完成制作，各部件安装到位，才能实现打气功能。 按流程分步制作简易打气筒。 注意打孔安全和气球皮的固定。 反复操作测试打气效果。 针对问题及时调整部件。 按流程完成制作并测试，在动手中理解气球皮单向阀的作用，落实重点。 【知识点】制作流程五步：瓶盖打孔、剪气球皮、胶带固定气球皮盖住小孔、瓶身打进气孔、气球套在瓶口。 环节四 展示交流 (8~9分钟) 组织各组展示作品，演示打气效果，看哪个组制作的气球充气最快。 组织小组代表用图示解释空气流动过程：①挤压瓶身→瓶内空气被压缩→压力增大→顶开瓶盖上的气球皮（单向阀打开）→空气进入气球。②松手→瓶身恢复原状→瓶内压力减小→空气从瓶身上的小孔被吸入瓶内（瓶盖上的气球皮堵住小孔，空气不会从气球倒流回瓶内）。 教师总结：气球皮相当于一个“单向阀”，只允许空气从瓶内流向气球，不允许空气从气球流回瓶内；瓶身上的小孔是进气口，松手时吸入空气，挤压时被手指堵住，空气只能从瓶口流出。 【预设回答】生：挤压时空气被压进气球，松手时空气从小孔进到瓶子里。 【关键追问】“如果气球皮不朋紧或固定死了，打气会怎样？”引导学生从反面理解单向阀作用。 【易错点】学生容易把挤压和松手时空气的流动方向说反，引导结合图示逐步描述。 小结：挤压（堵小孔）→空气从瓶内进入气球→气球鼓；松手（开小孔）→外面空气进入瓶内→瓶身恢复。 展示本组打气筒并演示效果。 用图画表示空气流动的过程。 解释单向阀和进气口的作用。 分享制作中的经验。 通过展示和图示解释理解打气筒工作时空气的流动方向，突破难点。 【知识点】挤压时空气顶开单向阀进入气球，松手时空气从瓶身小孔被吸入瓶内。 记录单：空气的流动过程（环节四用，仿课本记录单） 操作 瓶身小孔 瓶盖气球皮（单向阀） 瓶内空气的流向 挤压瓶身 手指堵住 被顶开（打开） 从瓶内进入气球 松手 手指移开 堵住小孔（闭紧） 从瓶身小孔进入瓶内 我的发现 环节五 评估改进 (6~7分钟) 提问：使用自制打气筒的过程中，发现了哪些问题？（瓶身多次挤压后容易变形，打气效率降低；气球皮容易脱落；气球套在瓶口处容易漏气等） 组织小组讨论解决方案：①换用柔韧性更好、更结实的瓶子（如硬质塑料瓶或软质硅胶瓶）；②用更多胶带固定气球皮；③在瓶口处加密封圈防止漏气；④在瓶身打多个小孔加快进气速度等。 【预设回答】生1：我们组的气球皮打了几次就松了，要多贴点胶带。生2：瓶子捏多了会变形。 【关键追问】“这些问题怎样改进才能让打气更快、更好用？”引导学生提出可行的改进方案。 总结：工程设计和技术制作需要不断测试、发现不足、改进完善。这就是“评估与改进”的科学流程。 布置课后任务：回家尝试改进自己的打气筒，让它打气更快、更好用。 说出制作和使用中发现的问题。 讨论并提出改进方案。 体会评估改进的流程。 课后继续改进打气筒。 经历评估改进环节，体会工程设计需要不断测试和完善。 【知识点】瓶身变形、气球皮脱落、瓶口漏气等问题可通过换瓶、加固、密封等改进。 环节六 研讨拓展 (2~3分钟) 组织研讨：回顾从设计到改进的全过程，我们是按照怎样的步骤完成制作的？ 引导梳理：明确任务→设计制作→测试→展示交流→评估改进，这就是工程与技术活动的完整流程。 【预设回答】生：先想清楚要什么材料，做好再测试，发现问题就改进。 【关键追问】“生活中还有哪些工具也用到了单向阀的结构？”引导学生联系生活拓展。 小结：像工程师一样设计和改进，我们也能解决生活中的实际问题。 梳理制作打气筒的完整流程。 体会工程技术的活动步骤。 联系生活中的单向阀工具。 交流工程设计的感受。 通过回顾流程体会工程设计的完整过程，渗透技术与工程素养。 【知识点】明确任务→设计制作→测试→展示交流→评估改进的流程。 环节七 归纳总结 (2~3分钟) 结合板书带领学生梳理：打气筒是怎样把空气充进气球的？ 请学生看着板书完整说出本课要点。 总结：挤压（堵小孔）→空气从瓶内进入气球→气球鼓；松手（开小孔）→外面空气进入瓶内→瓶身恢复。 【预设回答】生：气球皮是单向阀，空气只能进气球不能倒流。 【关键追问】“第一单元我们认识了空气的哪些性质？”带领学生回顾整单元。 小结：自制打气筒综合运用了空气占据空间、可以被压缩等性质，单元知识至此完成。 看板书回顾打气筒的工作过程。 完整说出单向阀的作用。 回顾本单元空气的性质。 体会知识的应用价值。 以板书收束全课并回顾单元，建立空气性质的综合应用认知。 【知识点】挤压时空气进入气球、松手时空气吸入瓶内，气球皮起单向阀作用。 三、板书设计 自制打气筒 挤压（堵小孔）→空气从瓶内进入气球→气球鼓 松手（开小孔）→外面空气进入瓶内→瓶身恢复 学科网（北京）股份有限公司 $