小学科学教科版（2024）四年级上册（2024）3. 空气占据的空间会改变吗教案设计

这是一份小学科学教科版（2024）四年级上册（2024）3. 空气占据的空间会改变吗教案设计，共11页。教案主要包含了教材分析，学情分析，核心素养分析，教学重点，教学难点，教具准备，教学过程，板书设计等内容，欢迎下载使用。
本课是空气单元第 3 课时，在前两课学生认识 “空气会占据空间” 基础上，进一步探究空气可被压缩、水不易被压缩的核心特性。教材通过塑料瓶压水、挤压水瓶、注射器对比三组递进实验，从直观现象到定量观察，再用示意图建模解释，最后研讨生活实例、拓展小游戏，完整构建 “提出问题 — 动手探究 — 分析证据 — 应用解释” 的科学探究链条，区分气体与液体占据空间的不同特点，为后续学习空气压强、弹性等知识铺垫基础。
【学情分析】
四年级学生已经知道空气看不见、会占据空间，能完成简单的空气占据空间小实验；具备基础动手操作能力，对挤压瓶子、注射器等生活化实验充满兴趣。
认知局限：学生默认 “占据空间就不能改变”，无法理解空气能被压缩，很难区分气体、液体可压缩性差异；抽象建模能力薄弱，难以用示意图解释微粒变化，需要具象实验、直观图示辅助理解。
【核心素养分析】
[科学观念]
知道空气占据的空间可以被压缩，水占据的空间很难被压缩；压缩后的空气具有弹性，能运用该知识解释生活现象。
[科学思维]
通过对比空气、水的挤压实验，对比刻度变化证据，归纳气体和液体占据空间的不同特点；建立空气微粒模型，用模型解释压缩现象，发展证据推理、模型建构思维。
[探究实践]
能规范完成压瓶入水、挤压塑料瓶、注射器定量对比三组实验，准确记录实验刻度；能根据实验现象提出猜想、收集数据、交流实验发现，完整经历科学探究流程。
[态度责任]
实验中细心操作、如实记录数据，养成严谨实证习惯；了解压缩空气在生活中的应用，体会科学与生活紧密联系；做拓展小游戏时树立安全实验意识。
【教学重点】
通过对比实验，得出空气容易被压缩，水很难被压缩的科学结论。
【教学难点】
用空气微粒示意图解释空气可被压缩的本质；利用压缩空气知识解释生活中的各类现象。
【教具准备】
[教师教具]
透明塑料瓶、水槽、清水、注射器、橙子皮、多媒体课件、实验操作示范视频、空气微粒动画视频
[学生分组器材]
空塑料瓶、装满水塑料瓶、水槽、2 支相同注射器、清水、实验记录单、铅笔
【教学过程】
一、导入新课（5 分钟）
播放短视频：皮球打气视频，提问：皮球已经鼓起来了，为什么还能继续打气？引发学生猜想，引出本课课题《空气占据的空间会改变吗》。
[教师活动]播放皮球充气短视频，抛出疑问，板书课题。
[学生活动]观看视频，自由发言猜想，思考空气占据空间能否变化。
[设计意图]利用生活熟悉场景设疑，激发探究兴趣，直指本课核心问题。
二、讲授新课
（一）聚焦板块（7 分钟）
[教师活动]演示实验 —— 空塑料瓶瓶口朝下竖直压入水中，学生观察无大量气泡、少量水进入瓶内；出示聚焦问题：瓶子装满空气，为什么还有少量水能进去？组织小组交流想法，同步播放本实验操作短视频。
[学生活动]观察实验现象，小组讨论猜想，分享自己的观点，初步猜测空气空间变小。
[设计意图]直观实验制造认知冲突，抛出核心探究问题，自然引出本课探究方向。
（二）探索板块（18 分钟）
探索 1：挤压装满空气、水的塑料瓶
[教师活动]分发两种塑料瓶，布置操作任务，巡视指导，提醒学生感受挤压手感、观察瓶身形变；教师挤压水瓶示范，引导学生对比两种瓶子挤压后的不同变化。
[学生活动]分组动手挤压瓶子，感受手感差异，记录现象：装空气瓶子易压扁，装水瓶几乎不变形；小组交流两种瓶内占据空间是否改变。
[设计意图]生活化简易实验，让学生直观感知空气可压缩、水难压缩，积累感性经验。
探索 2：注射器定量对比空气和水
[教师活动]讲解注射器实验步骤，分发记录单，播放注射器规范操作视频；强调堵住管口、匀速压活塞、记录刻度；巡回指导，提醒重复实验保证数据准确。
[学生活动]分组抽取等量空气、水，按压活塞，记录初始刻度、压缩后刻度，填写记录单；对比两组刻度差，组内总结实验发现。
[设计意图]定量实验提供客观数据，用证据支撑猜想，从定性观察过渡到定量分析，培养实证意识。
探索 3：绘制微粒示意图
[教师活动]出示注射器空气微粒示意图，讲解压缩时空气微粒间距变小；引导学生画出水压缩前后示意图，对比两者区别；播放空气微粒压缩动画视频。
[学生活动]独立绘制空气、水压缩示意图，小组互相点评，理解空气微粒间有间隙，水微粒几乎无间隙。
[设计意图]建立模型，把看不见的空气可视化，突破本课难点，发展模型建构思维。
（三）研讨板块（8 分钟）
[教师活动]出示 3 个研讨问题，组织全班交流，结合注射器实验数据引导学生说理，梳理总结核心知识点。
研讨问题 1：挤压装空气塑料瓶，空气被压缩，说法对吗？结合注射器刻度数据说明理由。
研讨问题 2：空瓶倒扣水中，少量水进入瓶内的原因。
研讨问题 3：鼓起来的皮球还能继续充气的原理。
[学生活动]结合实验记录、示意图完整表达观点，互相补充修正，总结空气可压缩、水不易压缩。
[设计意图]依托实验证据解释现象，实现知识迁移，锻炼科学说理能力。
（四）拓展板块（4 分钟）
[教师活动]演示空气压缩枪小游戏，出示安全提醒，播放小游戏操作视频；讲解压缩空气在生活中的应用：打气筒、气垫、水枪等。
[学生活动]观看演示，了解游戏原理，举例生活中压缩空气的运用。
[设计意图]趣味拓展巩固知识点，联系生活，体会科学实用价值，强化安全实验习惯。
四、课堂小结
今天我们通过三组有趣实验，弄懂了空气和水的小秘密。空气占据的空间可以改变，很容易被压缩，因为空气微粒之间有很大空隙；水很难被压缩，微粒几乎紧紧靠在一起，空间不会变化。把空瓶子压进水里有水进入、皮球能反复打气，都是空气可压缩的特点。我们还学会用画图的方式，画出空气微粒变化解释实验现象。生活里打气筒、空气压缩枪都利用了压缩空气。做科学实验要认真记录数据，用证据说话，同时牢记实验安全规范。
【板书设计】
3.空气占据的空间会改变吗
1.对比实验
空气：易压缩 → 空间变小（微粒间隙大）
水：难压缩 → 空间不变（微粒间隙小）
2.现象解释
瓶压入水、皮球充气 → 空气可被压缩
3.应用：打气筒、空气压缩枪