小学科学教科版（2024）四年级上册（2024）2. 空气能占据空间吗一等奖教案设计

这是一份小学科学教科版（2024）四年级上册（2024）2. 空气能占据空间吗一等奖教案设计，共5页。教案主要包含了教材分析，学情分析，课标分析，四维核心素养教学目标，教学准备，教学过程，板书设计，教学反思等内容，欢迎下载使用。
本课为本单元第二课时，承接第一课《感受空气》，在学生认识空气无色、会流动、有质量等基础上，聚焦核心概念 —— 空气能占据空间，是建构空气物质属性的关键一课。
教材遵循 “生活类比 — 对比实验 — 研讨验证 — 拓展应用” 逻辑：先用食盐、水占据玻璃杯空间做具象铺垫，再设计带瓶盖塑料瓶浮球实验、杯底纸团入水实验两组核心探究活动，直观证明空气占据空间；最后设置 “空气挤水” 拓展挑战，深化学生对空气挤占空间现象的理解。
本课实验操作简单、现象反差明显，为后续学习空气可压缩、空气有重量打下核心认知基础，完整建立 “空气是真实物质，会占据空间” 的科学观念。
二、学情分析
经过《感受空气》学习，四年级学生已能通过冒泡、吹风等现象证明空气存在，知道空气无色、很轻、会流动，但普遍存在认知误区：认为空气看不见，不会占据空间，水可以随意进入空容器。
学生动手探究欲望强，能完成简单分组实验，但难以自主解释水位、纸团干湿变化背后的原理，逻辑推理能力较弱。借助小球、纸团等可视化道具，可将看不见的空气空间转化为看得见的水位变化，贴合四年级具象思维特点；同时对比两组不同实验，帮助学生归纳统一结论，完善物质认知。
三、课标分析
本课依据 2022 版义务教育科学课程标准物质科学领域要求：认识空气是一种物质，空气会占据一定空间；能利用简单工具完成对比实验，根据实验现象推理得出科学结论。
落实科学观念、科学思维、探究实践、态度责任四维核心素养，引导学生通过实证推翻原有错误认知，建立物质均会占据空间的统一认知，体会空气性质在生活中的应用。
四、四维核心素养教学目标（2022 新课标）
1. 科学观念
知道固体、液体、空气都会占据空间，空气虽然看不见，但同样占据容器内的空间；
理解空气进出容器会改变水位：空气流出，水进入；空气注入，水被挤出。
2. 科学思维
能根据小球位置、纸团干湿等实验现象，推理空气占据空间；
对比塑料瓶实验、纸团杯实验，归纳统一结论，形成证据意识；
能解释拓展实验中空气把水挤出的原理。
3. 探究实践
规范完成带盖塑料瓶压水实验，分三步观察、记录小球位置变化；
独立操作纸团倒扣入水实验，观察纸团干湿情况，收集实验证据；
小组合作完成拓展 “空气挤水” 挑战实验，掌握密封、吹气操作要点。
4. 态度责任
实验中轻拿轻放器材，缓慢操作，如实记录现象，养成严谨实验习惯；
乐于小组合作交流，主动分享实验发现；
了解空气占据空间原理在生活中的应用，体会科学知识服务生活。
五、教学准备
教师教具
教学 PPT、水槽、剪去下半部分的塑料瓶、乒乓球、打气筒、注射器、塑料杯、纸巾、泡沫漂浮物、半瓶矿泉水、橡皮泥、两根吸管
学生分组材料
水槽、半截塑料瓶、乒乓球、带盖塑料瓶、纸巾、一次性塑料杯、泡沫碎、矿泉水瓶、橡皮泥、两根吸管、实验记录单
六、教学过程（完全匹配 PPT 内容）
（一）聚焦导入（6 分钟）
出示玻璃杯，分别倒入食盐、水，提问：是什么占据了玻璃杯内部空间？学生回答食盐、水。
演示实验：空塑料瓶倾斜压入水中，瓶口冒出气泡，水进入瓶内。
抛出思考问题：如果瓶口竖直向下压入水中，水能进入瓶内吗？引发学生猜想，板书课题《空气能占据空间吗》。
（二）探索活动一：塑料瓶浮球对比实验（16 分钟）
实验准备：剪掉塑料瓶下半部分，瓶内放入乒乓球浮于水面，明确实验三步操作与安全提示。
温馨提示：
①压瓶子动作缓慢，防止水溅出；
②瓶盖拧紧不漏气；
③平视观察小球位置；
④使用打气筒 / 注射器注空气，禁止用嘴吹。
分组分步操作并记录：
①拧紧瓶盖，缓慢压入水中，观察小球位置；
②拧开瓶盖释放空气，观察小球位置变化；
③向瓶内注入空气，再次观察水位、小球变化。
小组汇总记录，师生小结：空气能占据空间。拧紧瓶盖空气无法跑出，水进不去；开盖空气流出，水进入；注入空气，空气又将水挤出去。
（三）探索活动二：纸团入水验证实验（10 分钟）
补充探究方法，操作步骤：
①在塑料杯底部粘紧纸团；
②水槽水面撒泡沫漂浮物，便于观察水位；
③杯子竖直倒扣全部压入水中，再竖直取出。
学生观察现象：杯底纸团没有打湿。
原理分析：杯内充满空气，空气占据杯子空间，水无法接触纸团，再次证明空气占据空间。
（四）研讨交流（7 分钟）
研讨 1：瓶内水位、小球位置发生变化的原因是什么？
答：瓶内空气占据空间，空气流出，水占据空间；空气注入，挤走水，水位随之改变。
研讨 2：空气能占据空间吗？除塑料瓶实验外还有什么证明方法？
答：空气能占据空间；杯底纸团倒扣入水不潮湿，同样可以证明。
（五）拓展挑战：空气挤水小实验（4 分钟）
出示材料：半瓶水、橡皮泥、两根吸管，提出任务：不倾斜瓶子，利用空气把水挤出来。
分步操作讲解：
①两根吸管插入瓶内，一根浸水中，一根在水面上方；
②橡皮泥密封瓶口，不留缝隙；
③向无水的吸管持续吹气；
④空气进入瓶内挤压水面，水从另一根吸管流出。
学生分组尝试操作，直观感受空气挤占空间挤出水分。
七、板书设计
1.2 空气能占据空间吗
固体、液体都会占据空间
实验 1：塑料瓶 + 乒乓球
拧紧瓶盖→空气不出→水进不去
拧开瓶盖→空气跑出→水进入
注入空气→空气挤水→水位下降
实验 2：杯底纸团
空气占满杯子→水无法进入→纸团不湿
结论：空气能占据空间
拓展：吹气进瓶，空气挤出水
八、教学反思（约 200 字）
本课以两组对比实验为主线，可视化小球、纸团有效化解 “看不见空气” 的认知难点，学生参与热情较高，多数能通过现象得出空气占据空间的结论。课堂存在两处不足：部分小组瓶盖密封不严，出现漏气干扰实验现象；拓展实验中橡皮泥封口操作难度大，耗时较长。其次少数学生只能描述现象，无法独立用 “空气占据空间” 解释原理。后续教学可提前准备密封完好的瓶子，简化橡皮泥操作示范；增加小组说理环节，引导学生完整表述实验逻辑，进一步落实科学思维与严谨探究的态度责任素养。
九、课后作业设计
（一）基础习题（3 填空 + 2 选择）
填空题
食盐、水、空气都会\\__容器内的空间。
塑料杯底粘纸团竖直压入水中，纸团不会湿，是因为\\__占据了杯内空间。
向密封水瓶吹气，空气增多会把\\__从吸管挤出来。
选择题
拧紧瓶盖的半截塑料瓶竖直压水里，乒乓球位置不变，原因是（）
A. 水太重 B. 瓶内空气占空间 C. 乒乓球浮着
做空气挤水实验，橡皮泥作用是（）
A. 加重瓶子 B. 密封瓶口，防止空气跑出 C. 堵住水管
（二）开放性实践作业
同学们！汽车轮胎打气应用了空气的什么性质 ?
参考答案
填空：1. 占据 2. 空气 3. 水
选择：1.B 2.B