小学科学教科版（2024）四年级上册（2024）2. 空气能占据空间吗优质学案设计

这是一份小学科学教科版（2024）四年级上册（2024）2. 空气能占据空间吗优质学案设计，共3页。学案主要包含了探索活动一，探索活动二，探索活动三，研讨交流，理解水位与水平线，拓展验证，拓展挑战，课堂总结 + 板书梳理等内容，欢迎下载使用。
无声试讲逐字稿
（提示：逐字稿仅为参考，自己的发挥和创新思路才是最重要的）
师：同学们，上课！大家先看老师手里拿一个空塑料瓶，现在我把这个瓶子倾斜着压进水槽里，仔细观察瓶口会出现什么现象？（教师演示倾斜压瓶入水） 生：瓶口冒出好多气泡，水还跑进瓶子里面了！ 师：观察得特别仔细！那老师现在有一个疑问，如果我把这个空瓶子竖直向下、瓶口朝下，直直压到水里，水还能大量进到瓶子里面吗？大家先来猜一猜。 生 1：我觉得水能进去一点！ 生 2：我认为水进不去，瓶子里好像有东西挡住了。 师：大家都有自己的猜想，瓶子里明明看起来空空的，到底是什么东西挡住水呢？今天我们就一起来探究核心问题 —— 空气能占据空间吗？（板书课题） 师：为了方便我们观察瓶内水面变化，老师提前在瓶子里放了一个红色小球，小球会漂浮在水面，小球的位置变化，就能告诉我们水有没有进到瓶子里。我们今天就用剪掉下半部分的塑料瓶上半段，搭配小球、水槽来做三组对比实验，验证我们的猜想。
二、探索活动一：拧紧瓶盖，压瓶入水
师：首先我们进行第一个实验，大家看实验步骤，第一步把瓶盖拧紧，保证瓶子完全密封，接着慢慢把瓶子竖直压入水中，全程保持瓶口朝下，仔细观察小球位置、按压瓶子的手感，等下做好实验记录。现在四人小组分发器材，每组水槽、去底塑料瓶、乒乓球、瓶盖，开始操作，分工：1 人操作、1 人观察、1 人记录、1 人汇报。 （学生分组动手实验，教师巡视指导） 师：好，时间到！哪个小组先来分享你们看到的现象？ 小组代表：我们拧紧瓶盖往下压瓶子，红色小球一直待在瓶子底部，没有往上浮；而且我们往下按的时候，明显感觉有一股力量往上顶手，很难把瓶子完全按进水里，水几乎没有进到瓶子里。 师：说得非常完整！老师再重复一遍实验现象：瓶盖拧紧，瓶内空气被密封住，水很难大量进入瓶内，小球停留在瓶底，按压瓶子有明显向上的阻力。那大家思考一下，为什么水进不来？ 生：瓶子里有空气，空气占了瓶子的地方，水就进不去了。 师：总结得很棒！拧紧瓶盖后，瓶内空气跑不出去，空气占据了瓶子内部全部空间，把水隔绝在外，所以小球没有水托着，只能待在底部。大家把这个现象记录在实验记录表 “拧紧瓶盖” 一栏。
三、探索活动二：拧开瓶盖，释放空气
师：接下来我们做第二组对照实验，不用拿出瓶子，直接把瓶盖拧开，继续保持瓶子压在水中，仔细观察小球、水位、按压手感的变化，和刚才拧紧瓶盖的现象对比。小组继续操作。 （学生动手实验，教师巡回提醒学生不要大幅度晃动瓶子） 师：停止实验，谁来说说拧开瓶盖后发生了什么？ 生：一拧开瓶盖，水一下子从瓶口冲进瓶子，瓶里水位变高了，乒乓球跟着水往上浮，漂到瓶口附近；而且现在按瓶子一点阻力都没有，不会往上顶了。 师：观察十分细致！我们梳理现象：拧开瓶盖后，瓶内空气顺着瓶口跑出去，原本空气占着的空间空了出来，水立刻涌入瓶内；小球漂浮在上升的水面上，同时没有空气阻挡，按压瓶子的阻力消失。 师：大家思考，水位上升的根本原因是什么？ 生：空气跑走了，空出空间，水就进去占据空间了。 师：没错，水位变化本质就是空气和水在争抢瓶子里的空间。现在把本组观察到的现象填写在记录表 “拧开瓶盖” 一栏。
四、探索活动三：向瓶内注入空气，挤出水分
师：现在我们做第三个拓展实验，保持瓶子压在水中，用打气筒往瓶子里面打入空气，观察水位和小球又会怎么变化？大家认真看瓶口有没有水流出来。 （学生分组打气、观察） 师：谁来汇报第三组实验现象？ 小组代表：我们往瓶里打气，瓶口不断有水涌出来，瓶子里水位快速下降，红色小球跟着水位往下落，又回到瓶底了。 师：完全正确！我们分析原理：持续往瓶内注入空气，新增的空气会挤占瓶内水的空间，水没有地方待，就只能从瓶口被挤压排出；水位下降后，小球失去水的浮力，重新落回瓶底。大家把现象记录在记录表 “注入空气” 一栏。 师：现在结合三组实验，谁能总结我们的共同发现？ 生：空气会占据空间，空气和水不能同时待在瓶子同一个地方。 师：这就是本节课核心结论！空气能占据空间，空气、水会互相挤占容器内的空间，一方占据，另一方就无法停留。
五、研讨交流，理解水位与水平线
师：现在我们开展研讨，第一个问题：瓶中水位的变化是怎样产生的？先搞懂两个名词，什么是水位？什么是水平线？ 师：水位，指容器里水面距离容器底部的高度；当水静止不动时，不管容器怎么倾斜，水面都是平直的，这条平直的水面线，就叫水平线。大家记住这两个概念。 师：我们分三种情况梳理水位变化： 第一种，拧紧瓶盖：空气密闭占满瓶内空间，水进不来，瓶内水位很低； 第二种，拧开瓶盖：空气排出，空间空出，大量水涌入，水位升高； 第三种，打入空气：空气挤占水的空间，水被挤出，水位快速下降。 师：所以所有水位变化，根源都是空气和水争抢瓶内的空间。
六、拓展验证：其他证明空气占据空间的小实验
师：除了我们今天的压瓶实验，还有两个经典小实验，同样能证明空气占据空间，我们一起来看一看。
实验 1：纸团不湿实验
师：第一步，把纸团紧紧塞进玻璃杯底部压紧；第二步，杯口竖直朝下，完全倒扣进水槽；第三步，垂直拿出杯子，擦干杯口。大家猜猜纸团湿了吗？ 生：没湿！ 师：没错，杯子里装满空气，空气占据杯内空间，水无法进入碰到纸团，所以纸保持干燥，直接证明空气占据空间。
实验 2：瓶内吹气球实验
师：把气球塞进塑料瓶内部，气球口套在瓶口，现在大家试着往气球里吹气，能把气球吹大吗？ 生：吹不大！ 师：原理很简单，瓶子内部充满空气，空气占据了瓶内全部空间，气球没有膨胀的位置，所以再用力也吹不大，再次验证空气会占据空间。
七、拓展挑战：自制简易饮水装置
师：接下来我们来一个动手小挑战，桌上有半瓶水、橡皮泥、两根吸管，不倾斜瓶子，怎么利用空气占据空间的原理，把水从瓶子里挤出来？ 师：提示大家：一根吸管露出水面进气，另一根吸管伸到水底，用橡皮泥密封瓶口。从进气吸管吹气，空气进入瓶内挤占空间，水就会从另一根吸管被压出来，这就是简易饮水机的工作原理，课后大家可以动手制作。
八、课堂总结 + 板书梳理
师：我们整体回顾本节课内容，看板书梳理三点：
拧紧瓶盖→空气密闭占据空间→水难进入，小球沉底；
拧开瓶盖→空气流出腾出空间→水涌入，小球上浮；
注入空气→空气挤占水的空间→水被挤出，小球下沉。 总结论：空气能占据空间，空气和水不能同时占据同一处空间。