1.8 自制打气筒 教学设计-2026-2027学年科学四年级上册教科版

1-8《自制打气筒》教学设计 一、教材分析 本课是整个单元的收口与应用课。前七课建立了空气的存在、占据空间、具有质量、能够流动等性质，本课要让学生把这些性质用起来，制作一个能控制空气流动方向的装置。 教材的编排是完整的工程流程：明确问题、设计方案、实施计划、检验作品、改进完善、发布成果。教师用书将本课归为工程技术课，四个板块依次为明确任务、设计方案、实施方案、评价改进。 本课的重点在评估与改进这一环节。教材专门设置了该环节，而实际教学中最常见的情况是跳过它，只让成功的作品上台展示。学生想不到用气球皮来控制空气进出，工程的关键是设计，教材制作流程图已给出孔的大小、气球皮尺寸、固定方法等细节，可逐步测试引出下一步。 二、学情分析 前概念：认为孔打得越多越好，实际上两孔功能不同，多了反而漏气；认为气球皮只是装饰，想不到它是出气门的一部分；想不到手指也是装置的一个部件，即进气门的一部分。 思维难点：两套门。出气门由瓶盖孔与气球皮构成，进气门由瓶身孔与手指构成，缺任何一个都不成立，且两者连动。 操作难点：孔的大小与气嘴不匹配导致漏气；气球皮没有绷紧；瓶子太软，捏下去弹不回来。 三、教学目标 科学观念：知道简易打气筒运用了空气占据空间、能够流动的性质。 科学思维：理解制作是对实物模型不断改进的过程；能从失败作品中定位问题所在，即孔、气球皮或瓶子三者之一。 探究实践：经历明确任务、设计方案、实施方案、评价改进的完整过程；能用箭头画出空气的流动路径。 态度责任：愿意测试、愿意改进；能坦然分享自己的失败；能说出制作不可能一次成功，需要反复改进。 四、教学重难点 重点：理解打气筒由两套门构成，且两套门连动，即压的时候堵孔、松的时候移开。 难点：把失败当成教学资源，而不是需要遮掩的结果。 五、教学准备 教师准备：演示装置两套，一套为完整版，一套为同样瓶子但拆掉气球、只剩气球皮的对照版；打孔器；板书磁贴；课堂练习题单。 学生准备（4 人一组）：塑料瓶、气球、长条气球皮、胶带、打孔器（可小组共用）、探究记录表。 六、教学过程（40 分钟） （一）聚焦（0—5 分钟） 教师活动： 出示任务：用瓶子、气球和气球皮，做一个能把空气打进气球的装置。明确限制条件：材料限定、时间限定。提问：打气筒靠什么把空气送进去？引导学生回顾空气能够流动、能够占据空间这两条性质。板书本课任务。 学生活动： 学生明确任务与限制条件，回顾空气的性质，提出初步设想。 设计意图： 先明确任务与限制条件，再进入设计，符合工程设计的基本流程；回顾已学性质，为后续的原理解释铺垫。 （二）探索（5—25 分钟） 活动一：设计方案（5—12 分钟） 教师活动： 要求学生画出设计图，标明两个孔的位置与作用：瓶盖上的孔用于出气，瓶身上的孔用于进气。组织讨论：气球皮有什么作用？引导学生认识气球皮能控制空气只出不进。教师用书提示，学生往往想不到用气球皮控制空气进出，此时应强调工程的关键是设计，可参照教材制作流程图，就孔的大小、气球皮尺寸与固定方法逐步讨论。 学生活动： 学生分组绘制设计图，标明孔的位置，并就气球皮的作用发表看法。 设计意图： 以设计图外显思路，使后续的修改有据可依；围绕气球皮的作用展开讨论，突破本课的思维难点。 活动二：制作与测试（12—22 分钟） 教师活动： 学生按设计图制作。组织分步测试：先捏瓶身，观察气球是否鼓起。不鼓的小组按三条线索自查：气是从哪里跑掉的？孔的大小是否合适？气球皮是否绷紧？瓶子是否太软？同桌互查这三条。巡视时引导学生把失败的原因写在记录单上。 学生活动： 学生分组制作并测试，记录测试结果与自查发现，同桌互查三条线索。 设计意图： 以分步测试暴露问题，以三条线索提供可操作的排查路径，使失败可归因而不必依赖教师逐个查看。 活动三：认识两套门（22—25 分钟） 教师活动： 演示两套装置。第一套为拆掉气球、只剩气球皮的对照装置，捏的时候请学生观察气球皮怎样变化。第二套为不堵瓶身孔的对照装置，请学生观察能否打进气。由此归纳两套门：出气门由瓶盖孔与气球皮构成；进气门由瓶身孔与手指构成，两套门缺一不可。追问还缺什么，用于补出手指这一部件。连动关系须讲明：压的时候手指堵住瓶身孔，松的时候手指移开，这两个动作是连动的。 学生活动： 学生观察两组对照演示，归纳两套门的构成，并说明压与松两个动作的关系。 设计意图： 以对照演示显化关键部件的作用，用追问补出容易被忽略的手指，从而建立完整的结构认识。 （三）研讨（25—32 分钟） 教师活动： 组织画图，此环节紧接原理讲解之后进行。要求：气球皮的形态用铅笔画，空气的流动用箭头画；先画没套气球的，再画套上气球的；限时完成。讲评时展示错例须遵循只讲一条、不报名字的原则，可说：这里有一位同学的图，大家看这样画对不对；松手的时候，气球皮应该是什么状态。须强调形态与流动是两种东西，都要画。最后回到教材环节：评估与改进。 学生活动： 学生画图并对照修正，就错例发表看法，把两套门记录在课本相应位置。 设计意图： 以画图检验学生对结构与流动的理解；把失败挂到教材的评估与改进环节上，给失败一个合法的位置。 （四）拓展（32—35 分钟） 教师活动： 提问：这套装置还能用来做什么？引导学生思考给水打气、做简易喷壶等延伸用途。说明空气流动方向的判据：空气总是从压强大的地方流向压强小的地方，在本装置中表现为压时出气、松时进气。对个别学生提出的“气球为什么不飞”，可一句话答完并拉回：能飞的气球里装的是比空气轻的气体，我们打进去的是空气，跟外面一样重，所以飞不起来，随后回到打气筒的主题，不展开气体性质的讨论。 学生活动：学生提出延伸用途，就气球不飞的原因作出回应。 设计意图：拓展技术应用的迁移面，同时处理课堂生成的问题，避免偏离本课主题。 （五）课堂练习（35—40 分钟） （1）自制打气筒能够把空气打进气球，主要运用了空气的什么性质？（ ） A. 空气有质量　　 B. 空气能流动 C. 热空气会上升　　 D. 空气能被压缩 答案：B。 讲评要点：学生典型错误是选热空气会上升，此时追问一句这里有没有加热，没有加热就不属于那一条原理。 （2）简易打气筒由两套门构成，请填写：出气门由______与______构成；进气门由______与______构成。 答案：出气门由瓶盖孔与气球皮构成；进气门由瓶身孔与手指构成。 讲评要点：学生普遍能答出瓶盖孔与气球皮，但会漏掉手指，教师须追问还缺什么。两套门缺一不可，且压时堵孔、松时移开是连动的。 （3）小红的打气筒捏得动，但气球怎么也鼓不起来。请写出三条自查办法，并说明其中一条的道理。 答案：检查孔的大小是否与气嘴匹配、检查气球皮是否绷紧、检查瓶子是否太软弹不回来。以气球皮为例，气球皮没绷紧时，压出的空气会从缝隙漏走，气球便鼓不起来；松手时气球皮还须盖住瓶盖孔，防止空气倒流。 讲评要点：本题指向本课的核心排查思路，三条线索全班通用，学生可借此自行定位问题。 七、板书设计 自制打气筒 明确任务—设计方案—实施方案—评价改进 出气门==瓶盖孔加气球皮 进气门==瓶身孔加手指 评估与改进 学科网（北京）股份有限公司 $