教科版（2024）四年级上册（2024）3. 空气占据的空间会改变吗精品学案

这是一份教科版（2024）四年级上册（2024）3. 空气占据的空间会改变吗精品学案，共57页。学案主要包含了探索活动一，探索活动二，研讨答疑，解决课前疑问，拓展实践，课堂总结 + 板书梳理，布置课后作业，下课等内容，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，前面我们已经学习过，空气和水、石头一样，都会占据空间，大家还记得这个知识点吗？谁能举个例子说一说空气占据空间的现象？ 生 1：把杯子倒扣水里，杯子里有空气，水进不去。 生 2：塑料袋一兜，里面装满空气，袋子鼓起来，说明空气占了袋子里的空间。 师：大家说得都很棒！老师今天带来一个有趣的小实验，大家仔细看。（教师演示：空塑料瓶瓶口朝下，竖直压入水中）大家观察到什么现象？有没有大量气泡跑出来？ 生：没有气泡，但是有一点点水进到瓶子底部了！ 师：问题来了，瓶子明明被空气全部占满了空间，为什么压进水里，还会有少量水进到瓶里呢？空气占据的空间，难道是可以变化的？今天我们就一起来探究 —— 空气占据的空间会改变吗？（板书课题）
二、探索活动一：挤压塑料瓶对比实验
师：想要弄明白刚才瓶子进水的疑问，我们先做一组对比小实验，桌上有两个一模一样的塑料瓶，一个装满空气，一个装满水，请大家用手分别用力挤压瓶子，仔细感受，待会分享你的发现。给大家三分钟时间动手操作。 （学生分组动手挤压瓶子，教师巡视指导） 师：时间到，谁来说说挤压两个瓶子分别是什么感受？瓶子发生了什么变化？ 生 1：装空气的瓶子一捏就瘪下去了，很容易挤压；装满水的瓶子怎么用力捏，形状几乎不变，硬邦邦的。 师：观察得很仔细！那大家思考，两个瓶子里，空气、水各自占据的空间，有没有发生变化？ 生 2：装空气的瓶子变瘪，空气占的空间变小了；装水的瓶子没变形，水占据的空间几乎没变。 师：大家有一个大胆猜想：装空气的瓶子被挤扁，是不是瓶里的空气被压缩了？光靠捏瓶子观察不够准确，我们需要更精准的工具做实验，这个工具就是注射器。
三、探索活动二：注射器对比实验 —— 压活塞
（一）明确实验要求，保证实验公平
师：请大家看桌上的注射器，有刻度、活塞、管口。我们要对比水和空气能不能被压缩，做对比实验最重要的就是保证公平，小组讨论一下，怎样做才能公平对比？ 生 1：要用两个一模一样的注射器。 生 2：抽进去的水和空气得一样多，不能一个多一个少。 生 3：堵紧管口，不能漏气漏水，用力大小也要一样。 师：总结大家的想法，实验三条公平规则：①相同注射器；②抽取 10ml 等量空气、水；③手指堵紧管口，使用相同力度推拉活塞。老师把实验步骤读一遍，大家认真记：
两个注射器分别抽 10ml 空气、10ml，记录初始刻度；
手指紧紧堵住管口，慢慢向下压活塞，压到再也推不动为止，记录此时刻度；
手保持按住活塞不松开，观察刻度；再松开手，观察活塞会怎样；
重复 2 次实验，记录数据，填写实验记录单。 师：动手之前先预测，大家猜一猜，向下压活塞，装空气的注射器刻度会变吗？装水的呢？说说你的理由。 生 1：我觉得空气能压下去，空气轻飘飘的；水应该压不动，水装满瓶子捏不动。
（二）学生分组动手实验，教师巡视
（学生分组操作，记录初始刻度、下压后刻度，观察松手后活塞变化）
（三）汇总实验现象，初步得出结论
师：现在请小组分享你们观察到的现象，先说装水的注射器。 生小组代表：装水的注射器，用力压活塞，刻度一点没变，活塞完全推不动，松开手也没有任何变化。 师：那装空气的注射器呢？ 生小组代表：空气的活塞能往下推很多，刻度明显变小，空气占据的空间变小了；按住不松手刻度不变，一松开手，活塞自己弹回原来的刻度！ 师：非常关键的两个现象：第一，水很难被压缩，挤压后占据空间几乎不变；第二，空气容易被压缩，压缩之后松开手，活塞回弹，说明压缩后的空气有弹性。
（四）微观模型解释原理
师：为什么空气能被压缩，水却不行？我们可以用小圆 “○” 代表空气微粒。大家看示意图： 初始状态，空气微粒之间有很大空隙；向下压活塞，微粒本身大小、数量一点没变，只是微粒之间的空隙变小，整体占的空间就缩小了；松开手，空隙重新变大，活塞回弹。 而水的微粒之间几乎没有空隙，再怎么用力挤压，空隙也无法变小，所以水不能被压缩。
探索活动三：注射器对比实验 —— 拉活塞
师：刚刚我们只做了下压活塞的实验，现在我们试试向上拉活塞，继续观察水和空气的区别，实验步骤不变：
记录初始 10ml 刻度；
堵住管口，用力向上拉活塞，固定不动，记录刻度；
松开手，观察活塞变化。 （学生再次分组操作） 师：谁来说说拉活塞的现象？ 生：装水的注射器还是拉不动活塞，刻度不变；装空气的注射器活塞能拉上去，空间变大，松手后活塞又回到原来位置。 师：没错，向上拉活塞时，空气微粒之间的空隙变大，空气占据的空间变大，这个过程叫空气扩张；水微粒没有空隙，无法扩张。 师：我们总结核心发现：空气微粒间距容易改变，既能被压缩（空隙变小），也能扩张（空隙变大）；水微粒间距极小，很难压缩、很难扩张。
五、研讨答疑，解决课前疑问
问题 1：挤压装满空气的塑料瓶，瓶内空气是被压缩了吗？理由是什么？
师：回到最开始捏塑料瓶的实验，有同学说挤压瓶子时空气被压缩，这个说法对不对？小组讨论两分钟。 生小组代表：说法正确。挤压瓶子，瓶子变瘪，瓶内空气微粒空隙变小，空气占据空间缩小，空气被压缩；装满水的瓶子挤压几乎不变形，对比就能证明空气可以压缩。
问题 2：空塑料瓶竖直压入水中，为什么会有水进入瓶底？
师：还记得上课一开始老师的演示实验吗？装满空气的瓶子压水里，为什么还有少量水进去？谁能用今天学到的知识解释？ 生：水在瓶子外面有压力，挤压瓶内空气，空气微粒之间的空隙缩小，空气占据的空间变小，瓶子里多出一点空间，水就能流进去一点点。
问题 3：已经鼓起来的皮球，为什么还能继续打气充入空气？
师：生活里我们都玩过皮球，皮球已经鼓鼓的，打气筒还能打进空气，这是什么道理？ 生：皮球鼓起来只是里面有一部分空气，空气微粒之间还有很大空隙。继续打气，新的空气进入皮球，原有空气微粒空隙进一步缩小，更多空气挤进去，皮球会更鼓，所以还能充空气。
六、拓展实践：制作空气压舱枪
师：学会空气可压缩的特点，我们可以做一个趣味小玩具 —— 空气压舱枪，大家看制作步骤，课后可以在家尝试：
注射器吸入少量空气；
橙子皮小块堵住注射器管口；
用力向内压活塞，压缩注射器内空气，橙子皮会像子弹一样弹出去。 师：这里有重要安全提示！玩的时候注射器管口绝对不能对准同学、家人，避免误伤，一定要注意安全。
七、课堂总结 + 板书梳理
师：我们今天一整节课的探究，谁来梳理本节课学到的知识点？ 生 1：空气占据的空间可以改变，水不行。 生 2：空气容易被压缩，压缩空气有弹性，松手会回弹。 生 3：原理是空气微粒之间空隙能变大变小，水微粒几乎没有空隙。 师：老师结合板书再梳理一遍：
对比实验结论 ① 挤压塑料瓶：装满空气的瓶子易变瘪；装满水的瓶子几乎不变形 ② 注射器实验：空气可压缩、可扩张，压缩后有弹性；水难以压缩、难以扩张
微观原理：下压活塞→空气微粒间隙变小（压缩）；上拉活塞→空气微粒间隙变大（扩张）
八、布置课后作业
师：今天的课后实践作业，请同学们回家和爸爸妈妈一起完成注射器压缩空气小实验，亲手操作之后，把 “空气可以被压缩” 的科学原理完整讲给家人听，下节课我们分享大家在家的实验小故事。
九、下课
师：今天的科学探究课到此结束，同学们下课！