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

1-2《空气能占据空间吗》教学设计 一、教材分析 本课承接第 1 课“证明空气存在”，进入第一个物质特性：占据空间。教材的聚焦问题采用逆向提问的方式。学生刚学完空气存在，会直觉认为瓶子里有空气，水进不去；教材先让这个直觉立起来，再将其推翻。 三个探索活动构成一条完整的证据链：拧紧瓶盖压入水中，水位基本不变；拧开瓶盖放气，水位上升；往里吹气，水位下降。三个步骤是同一个变量的正反三次操作，由此形成证据，而非一次实验证明一个结论。 二、学情分析 前概念：认为空瓶子是空的，水当然能进去；看到水进了瓶子就认为瓶子里的空气没有了；认为空气被水挤出去和空气跑掉了是同一回事。 思维难点：空气看不见，只能借助水位间接推理。水位变化与空气进出之间的因果关系，需要学生自行建立。 表达难点：能说出水位变了，但说不清为什么会变。 三、教学目标 科学观念：认识到空气会充满各处、能占据空间；知道空气因质量轻且具有流动性而易被挤开。 科学思维：通过观察水位变化建立事实与观点之间的联系，用间接现象进行推理。 探究实践：能按拧紧、拧开、吹气三步完成操作，并如实记录小球位置与水位变化。 态度责任：尊重事实，当观察结果与自己的猜想相反时愿意调整。 四、教学重难点 重点：通过水位变化推测空气能占据空间。 难点：解释水位变化与空气进出之间的关系。 五、教学准备 教师：演示材料 1 套、水槽、抹布、备用带孔瓶盖、课堂练习题单。 学生：带瓶盖的塑料瓶（剪去下半部分）、小球、水槽、打气筒、记录单。 六、教学过程（40 分钟） （一）聚焦（0—6 分钟） 教师活动：演示将空塑料瓶倾斜压入水中，瓶口冒出气泡，水进入瓶内。提问：如果将瓶口竖直向下压入水中，水还能进去吗？小结：猜想不作数，本课以水位作为判断依据。 学生活动：学生观察后确认水进去了。学生多数认为能，理由是瓶子是空的。 设计意图：暴露前概念，制造认知冲突，确立以可观察的现象作为判断标准的取向。 （二）探索（6—28 分钟） 活动一：组装装置，观察第一步（6—14 分钟） 教师活动：说明装置构成：剪去下半部分的塑料瓶，水面放置小球作为标记。操作第一步：拧紧瓶盖，将瓶慢慢压入水中，观察并记录小球位置与瓶内水位。提问：水位基本没有变化，说明什么？引导学生说出空气占住了空间，水进不来。 学生活动：学生组装并记录初始水位。 活动二：反向操作，收集第二、第三条证据（14—24 分钟） 教师活动：操作第二步：拧开瓶盖，放出瓶内空气，观察水位。操作第三步：用打气筒向瓶内注气，观察水位。 学生活动：学生发现水位上升。学生发现水位下降。 活动三：汇总成证据链（24—28 分钟） 教师活动：组织各组将三次现象汇总，寻找规律，完成探究记录表。水进去多少，就是空气让出多少。水位是空气的替身，我们看不见空气，但看得见水位。 学生活动：按教师的要求进行操作，观察现象并如实记录。 设计意图：以同一变量的正反三次操作构成证据链，使结论建立在可比较的事实之上。小球标记使不可直接观察的瓶内水位变为可观察。 （三）研讨（28—35 分钟） 教师活动：研讨一：瓶中水位的变化是怎样产生的？要求学生用空气的进入和离开加以解释，而不只是描述现象。研讨二：空气能占据空间吗？还有其他方法可以证明吗？引导学生举出气球、轮胎、气泡膜等生活实例。此时追问：是挤出去的，还是让出去的？以此区分空气被排开与被挤走两种不同情形。提供半瓶水、一块橡皮泥、两根吸管，要求在不倾斜瓶子的前提下利用空气把水从瓶中挤出。 学生活动：学生常表述为空气被水挤出去了。 设计意图：突破难点，将结论迁移至生活情境。拓展挑战为综合探究类题目的原型，课堂完成后相关练习可自行解决。 （四）拓展（35—36 分钟） 教师活动：梳理：空气占住了瓶子里的地方。提出问题：空气占住的这个地方会不会发生变化？下节课继续探究。 学生活动：回顾本课结论，就延伸问题作出初步猜想。 设计意图：建立本课与后续课的联系，为第 3 课设置悬念。 （五）课堂练习（36—40 分钟） （1）把纸揉皱塞在杯底，将杯口朝下竖直扣入水底，纸不会湿。主要原因是（ ） A. 空气能流动 B. 水不会向上流动 C. 空气占据杯中的空间 D. 纸杯表面不吸水 答案：C。 讲评要点：常见错误是选 A，把前一课空气能流动的性质套用到本课。可追问一句：这个实验里空气动了吗？杯子是竖直扣下去的，空气并未跑掉，而是留在杯中占据空间。 （2）下列物品中，主要利用空气能占据空间这一性质的是（ ）（多选） A. 充气气垫床 B. 快递箱里的气柱袋 C. 沙包 D. 玻璃球 答案：A、B。 讲评要点：判断依据可归结为一句话，即起作用的是空气还是别的东西。沙包内装的是沙子，玻璃球本身是固体，均与空气占据空间无关。 （3）一瓶 230 毫升的牛奶，喝掉后瓶中只剩下 50 毫升牛奶。此时瓶中占据空间最多的是（ ） A. 水 B. 空气 C. 牛奶 D. 瓶子 答案：B。 讲评要点：常见错误是选 A 或 C，学生只关注看得见的液体而忽略空气。建议不直接报答案，而是追问：瓶子一共 230 毫升，牛奶只剩 50 毫升，剩下的那 180 毫升是谁在住？学生可自行得出答案。此题是第 1 课“看不见不等于不存在”的回马枪。 七、板书设计 空气能占据空间吗 拧紧瓶盖压入 基本不变 空气占住，水进不来 拧开瓶盖放气 上升 空气跑了，水填进来 往里吹气 下降 空气挤回，把水推出 空气能占据空间 学科网（北京）股份有限公司 $