科学四年级上册（2024）3. 空气占据的空间会改变吗教案

这是一份科学四年级上册（2024）3. 空气占据的空间会改变吗教案，共2页。教案主要包含了学情分析，教材解读，教学目标，教学重难点，教学准备，教学过程，板书设计等内容，欢迎下载使用。
四年级学生已经通过前两节课知道空气会占据空间，能完成 “杯子入水纸巾不湿”“塑料瓶倒扣入水” 基础实验，能区分空气、水都占据空间，但不知道二者占据空间的特性差异；学生动手操作欲望强，但对 “压缩、微粒间隙” 抽象概念理解困难，需要分层实验、可视化示意图辅助理解。
【教材解读】
本课分四大探究板块：塑料瓶入水激趣导入→挤压空瓶 / 水瓶对比实验→注射器定量对比核心实验→研讨拓展生活应用。核心科学概念：空气占据的空间容易被压缩，水占据的空间不容易被压缩；压缩的空气有弹性。教材由浅入深，从定性观察到定量记录，最后结合生活皮球、空气压缩枪落实知识运用。
【教学目标】
[科学概念目标]
1.知道空气占据的空间大小可以改变，空气容易被压缩；水占据的空间很难被压缩。
2.理解空气微粒之间存在间隙，挤压时间隙变小，空气体积缩小；水分子间隙极小，无法压缩。
3.明白压缩空气具有弹性，能解释生活中充气球、皮球、打气筒等现象。
[科学探究目标]
1.能完成三组对比实验：塑料瓶压入水中、挤压装满空气 / 水的塑料瓶、注射器空气与水压缩实验，规范观察、记录实验现象。
2.能根据刻度数据对比，归纳空气和水占据空间的不同变化；会用微粒示意图解释压缩原理。
3.能基于实验证据回答研讨问题，形成完整逻辑表达。
[科学态度目标]
1.养成细致观察、如实记录实验数据的习惯，尊重实验事实。
2.乐于动手探究空气的特性，愿意用科学知识解释生活现象，树立实证意识。
3.实验中遵守安全规范，不将注射器管口对准人。
[科学、技术、社会与环境目标]
能说出压缩空气在生活中的应用（皮球、打气筒、空气枪、充气玩具等），感知空气特性给生活带来的便利。
【教学重难点】
[重点]通过对比实验证明空气容易被压缩，水不容易被压缩；能根据实验现象总结二者占据空间的变化差异。
[难点]用微粒间隙模型解释空气可压缩、水不可压缩的本质原因；结合实验证据逻辑回答研讨思考题。
【教学准备】
[教师]透明塑料瓶、水槽、清水、两个相同注射器、记录单板书、空气微粒示意图 PPT、皮球、打气筒、橙子皮、注射器演示套装。
[学生]]
水槽、塑料瓶 2 个（1 个空、1 个装满水拧紧瓶盖）、2 支同款注射器、清水、实验记录单、铅笔、示意图草稿纸。
【教学过程】
一、情境聚焦，导入新课（5 分钟）
1.演示激趣：教师拿出空塑料瓶，瓶口朝下竖直压入装满水的水槽，学生观察现象：无大量气泡，但有少量水慢慢进入瓶内。
2.抛出核心问题（课本聚焦板块）
师：瓶子里明明装满了空气，空气占满了瓶内全部空间，为什么还会有少量水钻进瓶子？
3.学生自由猜想
预设回答：空气跑出去了、空气变小了、空气被挤扁了……
4.板书课题：今天我们就一起探究 ——空气占据的空间会改变吗。
二、分层探究，动手实验（25 分钟）
探究活动 1：挤压塑料瓶，初步对比空气与水（8 分钟）
1.实验任务：每组两个塑料瓶，一瓶装满空气、一瓶装满水拧紧瓶盖，用相同力度挤压瓶身，对比手感和瓶子形变。
2.操作提示：两只手用差不多的力气挤压，仔细观察瓶子外形变化，记录感受。
3.小组交流现象
装空气的瓶子：一挤压就变瘪，松手后恢复原样，很容易压扁；
装满水的瓶子：用力挤压外形几乎不变，很难压动。
4.初步小结：空气占据的空间能变小，水占据的空间很难变小。
5.衔接过渡：塑料瓶只能定性观察，我们用注射器做定量实验，精准看空间变化。
探究活动 2：注射器定量对比实验（核心实验，12 分钟）
1.实验步骤讲解（课本三步操作）
① 取两支相同注射器，一支抽 20ml 空气，一支抽 20ml 清水，记录初始刻度；
② 手指紧紧堵住注射器管口，缓慢用力向内压活塞，压到完全不动，记录最终刻度；
③ 松开堵住管口的手，观察活塞回弹情况，重复 2 次实验保证结果准确。
2.小组填写《注射器内空气和水占据的空间》记录单
3.小组总结 “我的发现”
抽空气的注射器活塞能压下去，空气占据空间变小；抽水的注射器活塞几乎压不动，水占据空间基本不变；松开手，装空气的活塞会弹回原来刻度。
4.示意图建模突破难点
出示课本微粒示意图：空气的微粒间距大，挤压时间隙缩小，整体空间变小；水的微粒紧紧靠在一起，没有多余间隙，无法压缩。板书简单微粒图辅助理解。
探究活动 3：示意图解释变化（5 分钟）
学生在草稿纸上画图：分别画出压缩前、压缩后注射器内空气微粒；再画水的微粒分布，标注 “间隙大、可压缩”“间隙极小、不可压缩”，同桌互相讲解自己的示意图。
三、研讨交流，梳理知识（7 分钟）
结合课本 3 个研讨题，结合实验证据完整作答，全班梳理知识点：
1.问题 1：挤压装空气的塑料瓶，瓶内空气被压缩，这个说法对吗？理由是什么？
答：说法正确。挤压空瓶时瓶子变瘪，内部空气体积变小；注射器实验也证明空气能被压缩，和塑料瓶现象原理一致。
2.问题 2：空塑料瓶倒扣入水，为什么有水进入瓶中？
答：水的压力挤压瓶内空气，空气微粒间隙缩小，空气占据的空间变小，空出来的位置就被水填充。
3.问题 3：已经鼓起来的皮球，为什么还能继续打入空气？
答：皮球里原本的空气可以被压缩，内部还有容纳更多空气微粒的空间，持续打气会不断压缩原有空气，皮球越变越硬。
四、拓展小游戏 + 课堂小结（3 分钟）
1.拓展：空气压缩枪小游戏（安全强调）
教师演示：注射器吸入空气，管口堵橙子皮，按压活塞，橙子皮弹出；着重提醒：注射器管口严禁对准人。原理：压缩的空气瞬间释放弹力，推动橙子皮射出。
2.课堂小结
师生共同梳理：空气占据的空间容易被压缩，压缩空气有弹性；水、液体很难被压缩。生活中皮球、打气筒、充气玩具都利用了空气可压缩的特点。
五、课堂作业设计
1.填空：（ ）容易被压缩，（ ）很难被压缩；压缩空气具有（ ）。
2.简答：为什么篮球没气时，打气可以打进很多空气？
3.实践：回家挤压装满水和空的矿泉水瓶，把观察到的现象讲给家长听。
【板书设计】
空气占据的空间会改变吗
1.对比实验现象
空气：易压缩 → 空间可变，松手回弹（有弹性）
水：难压缩 → 空间几乎不变
2.原理：空气微粒间隙大；水微粒间隙极小
3.生活应用：皮球、打气筒、空气压缩枪、充气垫
注射器内物体
初始刻度
用力压活塞刻度
空气
20ml
约 5-8ml
水
20ml
接近 20ml，几乎不变