1.3 空气占据的空间能改变吗 教学设计-2026-2027学年科学四年级上册教科版

1-3《空气占据的空间会改变吗》教学设计 一、教材分析 本课是第 2 课的深化。编排分为两层，从定性感受走向定量测量。定性层为用手挤压装满空气和水的塑料瓶，感受二者的不同；定量层为用注射器分别抽进同样多的空气和水，堵住管口压活塞，记录初始刻度与压不动时的刻度。 “同样多”是本课实验的关键。初始刻度相同，压完后空气刻度明显变小，水几乎不动，这一数字差异即空气可被压缩的证据。 教材还要求用图示解释注射器内空气和水占据空间的变化，把数字差翻译成微粒图。这是本单元第一次建模，也是学生画图最容易出错之处。 拓展小游戏为空气压缩枪，由注射器与橙子皮制成。建议安排此环节，可使压缩转化为可见的发射现象，建立空气被压缩后具有力量的体感。 二、学情分析 前概念：认为装满空气的塑料瓶挤一下空气就跑了；认为空气和水一样压不动；画图时把空气微粒画成变少了，以为压缩是微粒跑掉而非微粒间空隙变小。 思维难点：压缩的本质是微粒间的空隙变小，不是微粒变少。这是全单元最抽象的一步。 操作难点：注射器管口要按紧防止漏气；按压时用力要均匀。 三、教学目标 科学观念：通过比较空气和水，认识到空气占据的空间在外力作用下会被压缩，水不容易被压缩。 科学思维：用对比实验收集数据，从刻度差异推理出可压缩性；用图示表达微粒间空隙的变化。 探究实践：能规范使用注射器完成对比实验，如实记录初始刻度与压缩后刻度，并进行重复实验。 态度责任：如实记录数据，不迎合应当压得动的预期；愿意重复实验确认结果。 四、教学重难点 重点：通过感受和测量知道空气可以被压缩。 难点：用压缩原理解释竖直压入水中的瓶子为什么会进少量水。 五、教学准备 教师：演示材料 1 套、抹布、备用注射器、课堂练习题单。 学生：水、两个塑料瓶、带刻度的注射器、橙子皮、记录单。 六、教学过程（40 分钟） （一）聚焦（0—6 分钟） 教师活动：出示第 2 课的现象图：瓶子倒扣入水中，没有气泡冒出，但有少量水进入。提问：上节课说空气占满了瓶子，那么这一点水是从哪里挤进去的？三种猜想并列呈现。暂不评判。点题：本课探究空气占据的地盘能不能变小。 学生活动：学生提出三种猜想：瓶子有小缝；空气跑掉了一点；空气被压小了。 设计意图：以第 2 课的遗留问题制造认知冲突，将新问题建立在已有结论之上。 （二）探索（6—30 分钟） 活动一：用手感受（6—14 分钟） 教师活动：发放两个塑料瓶，一个装满空气，一个装满水，让学生分别用力挤压并说出感觉。抓住教材中那句。组织讨论究竟是瘪了还是膨胀了。此句是教材有意设置的错误表达，用于暴露。不是空气膨胀了，是瓶子瘪了，空气让出了地盘。空气不是变多了，是被挤小了。 学生活动：学生反馈：装空气的瓶子瘪了，装水的瓶子压不动。学生的表述：我觉得装空气的塑料瓶被挤压后膨胀了。学生会说但说不准的情形。 活动二：用注射器定量测量（14—26 分钟） 教师活动：用两个相同注射器抽进同样多的空气和水，记录初始刻度。用手堵住管口，慢慢用力压活塞，直到压不动，记录刻度。组织学生重复实验。用书明确要求重复多次。提问：哪个数字变了，变了多少？ 汇总要点（板书共建）： 注射器内的物体 初始刻度 压不动时刻度 变化。 空气 明显变小 变了很多 水 基本不变 几乎不变 学生活动：学生在实验前先预测结果并说明理由，再动手操作。学生发现空气刻度明显变小，水的刻度几乎不变。 活动三：画图解释（26—30 分钟） 教师活动：要求学生用图示解释注射器内空气和水占据空间的变化，画出微粒图。巡视，找出两类图并对比展示：一类把微粒画成变少了，一类把微粒画成变挤了。提问：空气跑出去了吗？管口是堵住的。引导学生意识到空气无法跑掉。本课最要紧的一句：压缩不是空气变少了，是空气之间的空隙变小了。空气微粒一个都没跑掉，它们只是靠得更近了。 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：从定性感受过渡到定量测量，再以图示完成建模。三个活动依次解决感受、数据与解释三个层次的问题。 （三）研讨（30—35 分钟） 教师活动：研讨一：挤压装空气的塑料瓶，空气被压缩了吗？要求用注射器数据回答，而非凭感觉。研讨二：装满空气的塑料瓶倒扣入水中，为什么还会有水进入？此问回扣聚焦问题，答案为空气被压缩后让出了一部分空间。研讨三：鼓起来的皮球为什么还可以继续充入空气？答案为空气能被压缩。 学生活动：就教师提出的问题发表看法，举出实例并互相质疑。 设计意图：以研讨二闭合本课与第 2 课之间的逻辑缺口，使前后两课形成完整链条。 （四）拓展（35—36 分钟） 教师活动：演示空气压缩枪：注射器配橙子皮，压缩空气将橙子皮发射出去。操作前强调管口不能对着人。收束：被压缩的空气把橙子皮发射出去，此现象为后续课程中空气流动具有力量埋下伏笔。 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：将压缩转化为可见的力量输出，为后续课程做铺垫。 （五）课堂练习（36—40 分钟） （1）一定量的空气占据空间的大小是可以改变的，这是因为（ ） A. 空气有固定的形状 B. 空气容易被压缩 C. 空气是透明的 D. 空气会流动 答案：B。 讲评要点：A 本身表述错误，气体没有固定的形状；C 与能否压缩无关；D 描述的是另一性质。 （2）下列例子中，利用空气容易被压缩这一性质的是（ ） A. 鼓起来的篮球还可以继续打入气 B. 风扇可以产生风 C. 粉笔放入水中产生气泡 D. 热气球上升 答案：A。 讲评要点：常见错误是选 B。判断依据可归结为一问：这题考的是压缩还是流动？风扇对应空气流动，篮球对应空气被压进更小的空间。C 说明空气存在，D 与受热后流动有关，均非压缩。 （3）用注射器抽进 20 毫升空气，堵住管口后用力压活塞，空气被压缩到 10 毫升。此时注射器内空气微粒的数量与压缩前相比（ ） A. 变少了 B. 变多了 C. 没有变化 D. 无法判断 答案：C。 讲评要点：本题为全课最抽象处的直接考查。要点在于管口是堵住的，空气跑不掉，因此微粒数量不变，变小的是微粒之间的空隙。学生若能答出管口堵住所以无法跑出，应予肯定。 七、板书设计 空气占据的空间会改变吗 注射器实验 注射器内的物体 初始刻度 压不动时刻度 变化。 空气 明显变小 容易被压缩 水 几乎不变 不容易被压缩 压缩 = 微粒间的空隙变小 学科网（北京）股份有限公司 $