教科版（2024）四年级上册（2024）8. 自制打气筒优质教学设计

这是一份教科版（2024）四年级上册（2024）8. 自制打气筒优质教学设计，共13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。
本课是教科版四年级上册空气单元最后一节工程实践课，属于单元知识综合应用与技术制作课。前面7课学生已经系统学习空气占据空间、空气可压缩、空气流动、冷热空气流动规律等核心知识，本课立足工程设计流程，让学生利用身边废旧材料，设计并制作简易单向打气筒。教材按照明确任务—设计制作—展示交流—评估改进四大工程环节展开，让学生在动手制作中理解单向阀控制空气进出的原理，巩固空气流动、空气占据空间的核心知识点。同时落实小学科学工程与技术教学要求，培养学生动手制作、测试优化、反思改进的工程思维，实现科学知识与工程实践的融合。
二、学情分析
四年级学生已经完整掌握本单元全部空气相关知识，清楚空气可以流动、能够被压缩，具备基础的动手操作、小组合作能力。学生日常都使用过成品打气筒，知道打气筒可以往气球内打入空气，但不明白打气筒内部单向进气、防止空气倒流的内部原理。本节课涉及打孔、粘贴气球皮等精细操作，部分学生手部精细动作不足，容易出现打孔过大、气球皮粘贴不严漏气的问题；同时学生普遍缺少产品测试与迭代改进意识，做完作品后不会主动发现缺陷、优化装置，需要教师分步引导，落实工程评估改进环节。
三、课标分析
依据2022版义务教育科学课程标准技术与工程领域、物质科学领域要求：能利用常见身边材料，设计并制作简易装置；能通过反复测试发现装置问题，提出可行的改进方案；进一步巩固空气流动、空气占据空间的物质科学核心概念。落实科学观念、科学思维、探究实践、态度责任四维核心素养，让学生经历完整工程设计流程，建立产品测试、反思改进的工程思维，树立废物利用、绿色环保的责任意识。
四、四维核心素养教学目标（2022新课标）
1. 科学观念
理解自制打气筒工作原理：挤压瓶身进气，松手补充空气，瓶盖气球皮起到单向阀门作用，防止气球内空气倒流。
再次巩固核心知识点：空气可以流动、空气占据空间，能够通过控制小孔开合，管控空气流动方向。
知晓成品打气筒和自制简易打气筒原理一致，都是依靠单向结构控制空气进出。
2. 科学思维
能结合打气筒使用现象，推理空气进出的流动路径，理清单向阀的工作逻辑。
能客观找出自制打气筒漏气、瓶身变形等缺陷，针对性分析问题产生原因。
对比成品打气筒与自制打气筒的优缺点，建立简易装置与工业产品的关联思维。
3. 探究实践
严格按照步骤完成简易打气筒制作，规范使用剪刀、打孔工具，安全完成全部制作流程。
边制作边分段测试打气效果，实时排查漏气故障，画图标注空气流动路线。
针对装置存在的问题，独立提出合理改进方案，完成作品迭代优化。
4. 态度责任
规范使用尖锐工具，遵守课堂操作安全规则，养成安全实操的实验习惯。
耐心完成精细粘贴、打孔操作，小组分工协作，乐于分享自己的制作经验。
利用塑料瓶等废旧物品制作科学装置，树立废物利用、低碳环保的生活理念。
五、教学准备
教师教具
多媒体PPT、成品打气筒、完整自制打气筒示范作品、打孔器、塑料瓶、气球、剪刀、胶带、工程设计记录单、空气流动示意图
学生分组材料
干净塑料饮料瓶、完整气球、长条气球皮、安全剪刀、透明胶带、打孔器、实验与制作记录单
六、教学过程（完全匹配PPT内容）
（一）聚焦导入，明确任务（5分钟）
情境导入：出示庆典气球图片，提问学生：大量气球靠嘴吹十分费力，生活中我们用什么工具快速给气球打气？引出成品打气筒。
实物对比：展示成品打气筒，简单演示打气过程，抛出问题：打气筒为什么能把空气打进气球，又不会让空气倒流回来？
公布课堂任务：利用身边废旧材料，自制一个简易打气筒，实现快速给气球充气的功能，板书课题：1.8 自制打气筒。
（二）设计制作，分步测试（20分钟）
1. 梳理制作材料与完整步骤
统一讲解制作材料：塑料饮料瓶、气球、剪刀、胶带；分步拆解制作流程，同步强调操作要点：①瓶盖中间扎小孔；②裁剪长条气球皮，紧绷粘贴在瓶盖内侧小孔处，用胶带密封牢固；③在瓶身侧面扎一个透气小孔；④将完整气球套在瓶口外侧，装置制作完成。
2. 讲解标准使用方法
挤压瓶身：手指堵住瓶身小孔，瓶内空气推开气球皮，流入气球完成充气；松开瓶身：手指移开小孔，外界空气进入瓶内，瓶盖气球皮闭合，锁住气球内空气，空气不会倒流。
3. 分组制作+分段测试
学生小组合作制作，每完成一个步骤就进行一次小测试，及时排查漏气问题；教师巡视指导，重点纠正气球皮粘贴不紧实、打孔过大等常见问题。
（三）展示交流，画图梳理（7分钟）
小组上台展示自制打气筒，现场演示打气效果。
画图任务：学生在记录单上画出打气、松气两个阶段空气流动方向，标注单向气球皮的作用。
同伴互评：互相看一看小组作品，说一说对方打气筒的优点和小缺陷。
（四）评估改进，答疑研讨（6分钟）
研讨问题1：充气过程中空气是怎样流动的？
答：挤压瓶子、堵住瓶身小孔，瓶内空气推开瓶盖气球皮，流进气球；松开手、放开瓶身小孔，外面空气钻进瓶子，瓶盖气球皮闭合，气球里的空气不会倒流。
研讨问题2：自制打气筒有哪些缺点？如何改进？
答：缺点：塑料瓶反复挤压容易变形，打气效率变低；气球皮粘贴处容易漏气。改进方案：更换厚实、柔韧性更好的塑料瓶；多缠绕几圈胶带，加固气球皮，提升密封性。
（五）课堂小结（2分钟）
师生共同总结：本次自制打气筒依靠气球皮充当单向阀门，利用空气流动和空气占据空间的原理工作，生活中各类打气筒都运用了相同的单向进气原理。
七、板书设计
1.8 自制打气筒
一、制作材料：塑料瓶、气球、胶带、剪刀
二、核心结构：瓶盖小孔+气球皮（单向阀门）、瓶身透气孔
三、工作原理
挤压瓶身→堵小孔→空气进入气球（进气）
松开瓶身→开小孔→外界空气入瓶，空气不倒流（锁气）
四、问题与改进
问题：瓶身易变形、装置漏气
改进：换厚塑料瓶、加固气球皮密封处
五、原理本质：控制空气流动方向
八、教学反思（约200字）
本节课是单元工程实践课，贴合学生生活经验，学生制作积极性高，完整经历了设计、制作、测试、改进全套工程流程，能够理解单向阀控制空气流动的核心原理，有效巩固了本单元空气相关知识。课堂存在两处不足：部分学生精细操作能力弱，气球皮粘贴不严，装置出现漏气问题；多数学生重制作、轻反思，自主发现装置缺陷的能力不足。后续教学可提前预制半成品降低制作难度，增加故障排查专项指导；强化工程反思环节，让学生养成先测试、再找问题、最后优化改进的严谨习惯，全面落实探究实践与态度责任素养。
九、课后作业设计
（一）基础习题（3填空 + 2选择）
填空题
自制打气筒中，____起到单向阀门的作用，可以防止气球内空气倒流。
挤压瓶身打气时，需要____瓶身侧面的小孔，保证空气只能进入气球。
打气筒能够打气，本质是利用了空气可以____的性质。
选择题
松开自制打气筒瓶身时，打开侧面小孔的目的是（）
A.排出气球内空气 B.补充瓶内空气 C.方便观察内部
自制打气筒出现漏气问题，最有效的解决方法是（）
A.换更大的气球 B.加固瓶盖处气球皮 C.把瓶子压扁
（二）开放性实践作业
回家再次调试自己的自制打气筒，完善装置；画出打气筒空气流动示意图，标注进气方向和单向阀门位置，下节课上交分享。
参考答案
填空：1.气球皮 2.堵住 3.流动
选择：1.B 2.B