1.2 空气能占据空间 教案（表格式）2026-2027学年教科版四年级科学上册

这是一份小学科学教科版（2024）四年级上册（2024）2. 空气能占据空间吗表格教案设计，共5页。教案主要包含了教材内容分析，学情分析，核心素养目标，教学重难点，教学准备，学习活动设计，作业设计，板书设计等内容，欢迎下载使用。
课题
空气能占据空间吗
授课者：
课型：新授探究课
课时：第 1 课时
一、教材内容分析：
《空气能占据空间吗》是在学生已经能用气泡、塑料袋、风吹动物体等证据证明空气存在之后，继续追问“空气在空间里到底占不占位置”的一课。教材从“把空塑料瓶倾斜压入水中，瓶口有气泡冒出，水会进入瓶内”的已有经验出发，转向新的问题：瓶口竖直向下压入水中时，水能够进入瓶内吗？
本课不是简单告诉学生“空气占据空间”，而是借助剪去下半部分的塑料瓶、小球、水槽和水位变化，让学生看到：拧紧瓶盖时，瓶内空气没有通道跑出，水很难进入；拧开瓶盖后，空气从瓶中跑出，水进入瓶内，小球位置发生变化；向瓶内吹入空气后，进入瓶内的水又会被挤开。教材还补充“水位”“水平线”的资料，帮助学生用可观察的水面高度变化来解释空气占据空间这一性质。拓展“小挑战”要求学生用半瓶水、橡皮泥和两根吸管，在不倾斜瓶子的情况下利用空气把水挤出来，进一步把结论迁移到解决问题中。
二、学情分析：
四年级学生已经知道空瓶入水会冒气泡，也能说出气泡可能是空气，但他们仍容易把“空瓶”理解成“里面什么都没有”。在本课中，学生的主要困难有三点：一是只关注“水进不进瓶子”的结果，不会主动思考“空气有没有出去的通道”；二是看到小球位置变化时，不知道它代表瓶中水位变化；三是在小挑战中容易只想着把水“倒出来”，忽视题目限制“不倾斜瓶子”。
教学中要把观察点固定在“空气有没有地方跑出来”“水位和小球位置怎样变化”“空气变多或变少时，水占据的空间怎样变化”上。教师要引导学生用“空气占着位置，所以水进不去；空气跑出去，水才进来；空气被吹进去，水又被挤出去”的语言解释现象。
三、核心素养目标：
1. 科学观念：能通过瓶内水位、小球位置和气泡变化，说明空气会占据空间。
2. 科学思维：能把“拧紧瓶盖、拧开瓶盖、吹入空气”三种条件下的现象进行比较，推理瓶内空气和水占据空间的变化关系。
3. 探究实践：能按要求完成塑料瓶压入水中实验，观察并记录小球位置和水位变化，尝试用橡皮泥、吸管等材料完成小挑战。
4. 态度责任：愿意根据实验现象修正自己的猜想，能在表达时说清“现象说明了什么”，而不是只说看到的结果。
思政元素：在连续验证和改进挑战方法的过程中，培养尊重事实、遇到问题主动寻找证据和解决办法的科学态度。
四、教学重难点：
教学重点：通过塑料瓶压入水中的连续实验，证明空气能占据空间。
教学难点：解释瓶内水位变化的原因，理解水的进入和排出与空气是否占据空间、是否能跑出有关。
五、教学准备：
教师：教材、配套课件、剪去下半部分并带瓶盖的透明塑料瓶、透明水槽、小球、水、吸管、橡皮泥、记录单、纸巾倒扣杯演示材料。
学生：每组塑料瓶上半部分1个、小球1个、水槽1个、记录单1张；拓展小挑战材料可按组准备半瓶水、两根吸管和橡皮泥。
安全与管理：水槽实验轻拿轻放；吹气操作要注意卫生，可用干净吸管或小打气筒替代直接用嘴接触瓶口；橡皮泥密封时不要堵塞吸管口。
六、学习活动设计：
教学以“水为什么有时进不去瓶子”为切入点，先借助空瓶入水的生活化现象制造认知冲突，再通过拧紧瓶盖、拧开瓶盖、向瓶内吹入空气三次对比实验，观察小球位置和水位变化，最后用吸管和橡皮泥完成“空气把水挤出来”的挑战。活动安排：旧经验引出问题——明确观察方法——三次对比实验——研讨形成解释——迁移解决挑战。
教学环节：导入新课，聚焦“空瓶不空”
教师活动
学生活动
设计意图
二次备课
1. 展示空瓶倾斜压入水中的现象，引导学生回忆上一课中“空瓶入水冒气泡”的发现。
2. 提问：“如果把瓶口竖直朝下压入水中，水还能顺利进入瓶子吗？如果水进不去，里面到底是谁挡住了水？”
3. 板书核心问题：空气能占据空间吗？
1. 回忆空瓶入水冒气泡的现象，说出瓶子里原来有空气。
2. 预测瓶口竖直向下时水能否进入瓶内，并说明自己的理由。
3. 在记录单上写下初始猜想。
从“空瓶入水冒泡”的旧经验过渡到“竖直压入水中水能否进入”的新问题，让学生意识到本课要研究的不是空气是否存在，而是空气是否占着位置。
若学生直接说“空气占空间”，不要马上确认结论，可追问：“你准备用什么现象证明？水位会怎样变化？”让学生带着证据意识进入实验。
教学环节：明确观察方法，认识水位和小球
教师活动
学生活动
设计意图
二次备课
1. 出示剪去下半部分的塑料瓶、小球和水槽，说明小球用来帮助观察瓶内水面高度。
2. 结合“水位”“水平线”的资料，提醒学生观察水面距离瓶底的高度变化。
3. 强调记录要点：瓶盖状态、小球位置、水位变化、是否有气泡。
1. 观察实验装置，理解小球为什么能帮助判断水位变化。
2. 在记录单上明确三次实验要比较的项目。
3. 用自己的话说出“水位变化”指什么。
本课的证据不只是“有没有水进入”，而是“水位怎样变化”。先建立观察标准，可以避免学生实验后只说“动了”“没动”，却不能解释现象。
若学生把小球位置当成实验结果本身，要提醒：“小球只是帮我们看水位，真正要解释的是瓶里空气和水占据空间的变化。”
教学环节：实验一：拧紧瓶盖，竖直压入水中
教师活动
学生活动
设计意图
二次备课
1. 指导学生拧紧瓶盖，慢慢将塑料瓶上半部分竖直压入水中。
2. 巡视时提醒观察瓶内小球和水位，不要用力过猛。
3. 提问：“水为什么不能大量进入瓶内？瓶里的空气有没有跑出去？”
1. 小组合作完成拧紧瓶盖实验。
2. 观察并记录小球位置、水位和气泡情况。
3. 初步解释：瓶内空气被关在里面，挡住了水进入。
通过“拧紧瓶盖”这一封闭条件，让学生看到空气没有出口时会占住瓶内空间，从而阻挡水进入。
若有少量水进入，不要否定学生观察，可引导：“少量进入说明空气占据的空间可能被挤小了一点，但空气没有离开，所以水不能大量进入。”
教学环节：实验二：拧开瓶盖，释放空气
教师活动
学生活动
设计意图
二次备课
1. 要求学生保持瓶子在水中，轻轻拧开瓶盖。
2. 提醒学生观察是否有气泡跑出、小球位置是否变化。
3. 追问：“空气跑出去后，原来空气占着的地方由谁来占？”
1. 操作拧开瓶盖，观察空气从瓶口跑出。
2. 记录小球上浮、水位上升等现象。
3. 交流：空气离开后，水进入瓶内，占据了原来的空间。
把“空气跑出”和“水进入”放在同一观察链条中，帮助学生形成空间转换的解释。
提醒学生不要把瓶子拿出水面后再拧开，否则现象不明显。若气泡少，可重新装置并演示一次。
教学环节：实验三：向瓶内吹入空气，观察水位变化
教师活动
学生活动
设计意图
二次备课
1. 指导学生再次让瓶内有一定水量，再通过吸管或打气筒向瓶内吹入空气。
2. 提问：“空气变多了，瓶中的水会怎样？这说明空气和水在争什么？”
3. 引导学生把三次实验现象连成一句解释。
1. 观察吹入空气后水位下降、小球下移或水被挤出的现象。
2. 记录“空气变多——水占的位置变少”。
3. 尝试完整表达：空气占据空间，空气多了会把水挤开。
通过增加瓶内空气，让学生看到空气不仅“存在”，而且会占用位置，并能把原来由水占据的空间挤出来。
若直接吹气不卫生或操作难，可由教师演示或使用小打气筒。强调本课不是比谁吹得多，而是看水位变化能说明什么。
教学环节：研讨交流，整理证据链
教师活动
学生活动
设计意图
二次备课
1. 组织学生围绕两个问题研讨：“瓶中水位变化是怎样产生的？”“空气能占据空间吗？还有什么方法可以证明？”
2. 引导学生用“拧紧—拧开—吹气”三组证据解释。
3. 补充生活例子：倒扣杯中纸巾不湿、吹气球、塑料袋鼓起等。
1. 小组整理记录单，选择最能说明空气占据空间的现象。
2. 用“我观察到……这说明……”汇报。
3. 听取同伴证据，补充其他证明方法。
把分散实验现象提升为“空气占据空间”的结论，同时训练学生区分现象和解释。
如果学生只背结论，可要求必须配一个现象；如果学生说“因为老师说的”，要引导回到记录单中的证据。
教学环节：拓展挑战：不倾斜瓶子把水挤出来
教师活动
学生活动
设计意图
二次备课
1. 出示半瓶水、橡皮泥和两根吸管，明确限制条件：不能倾斜瓶子。
2. 引导学生思考两根吸管的不同作用：一根进气，一根出水。
3. 组织学生尝试密封瓶口、吹入空气，让水从另一根吸管流出。
1. 小组设计方案并尝试操作。
2. 发现瓶口密封、吸管插入深度会影响结果。
3. 解释：吹入的空气占据瓶内空间，把水挤出。
小挑战把“空气占据空间”的结论转化为解决问题的工具，使学生从会解释走向会应用。
若时间不够，可教师演示。二次备课时可准备一套成功装置，避免因橡皮泥密封不严导致全班误判原理。
教学环节：课堂小结与达标评价
教师活动
学生活动
设计意图
二次备课
1. 引导学生回顾三组核心现象。
2. 要求学生完成达标句：“当……时，我看到……，这说明空气……”
3. 点评学生表达是否把现象和结论对应起来。
1. 独立完成达标句。
2. 同桌互查是否写清“现象”和“说明”。
3. 说出本课最有说服力的一条证据。
用一个小任务检查学生是否真正理解“空气占据空间”，而不是只记住实验步骤。
对基础薄弱学生提供关键词：拧紧、拧开、吹气、气泡、水位、小球、占据空间。
七、作业设计：
基础作业：
1. 判断：①空瓶子里什么都没有。（×）②空气能占据空间。（√）③静止水面可以帮助我们判断水位变化。（√）
2. 用一句话解释：为什么拧紧瓶盖时水很难进入瓶内？
巩固作业：
1. 完成“空气占据空间实验”记录单，写清拧紧瓶盖、拧开瓶盖、吹入空气时的现象和解释。
2. 举出生活中还能证明空气占据空间的两个例子。
提升作业：
1. 画出“两根吸管把水挤出瓶子”的装置图，并标出空气进入和水流出的方向。
八、板书设计：
《空气能占据空间吗》
核心问题：瓶口竖直向下时，水为什么难进入瓶内？
一、实验现象
拧紧瓶盖：空气跑不出——水难进入
拧开瓶盖：空气跑出——水进入，水位上升
吹入空气：空气变多——水被挤出，水位下降
二、结论
空气能占据空间
三、应用
吹气球、倒扣纸巾不湿、两根吸管挤水
方法：改变条件 → 观察水位 → 解释空间变化
九、教学反思与改进：
成功之处：本课能利用小球和水位变化把“空气占据空间”这一看不见的性质变得可观察，三次对比实验之间逻辑清楚，学生容易形成证据链。
教材核对提示：本课要紧扣教材中的三次连续观察：拧紧瓶盖、拧开瓶盖、向瓶内吹入空气；还要保留“水位”“水平线”和“两根吸管挤水”小挑战，不能只写成普通倒扣瓶实验。
易错点处理：学生若把“水进不去”解释为瓶子太硬，应引导其观察空气有没有跑出的通道；学生若只说“小球动了”，要追问“小球位置变化说明水位怎样变了”。
资料包使用建议：若课堂时间紧，可把小挑战改为教师演示，但研讨中必须让学生解释空气怎样把水挤出瓶子。
不足之处：部分学生容易只说“小球动了”“水变多了”，没有进一步说明空气和水占据空间的关系；小挑战对密封要求较高，可能因操作失败影响理解。
改进措施：实验前强调观察维度，实验后坚持使用“现象—说明”表达；小挑战可提供半成品装置或教师演示，重点放在解释空气如何把水挤出。