教科版2026年新教材小学科学四年级上册全册教学设计（二）.docx

资源描述

2026年秋教科版(新教材)小学科学四年级上册(全册)教学设计目录第一单元空气 .感受空气 2.空气能占据空间吗 3.空气占据的空间会改变吗 4.空气有质量吗 5.空气流动有力量 6.我们来做“热气球” 7.风的成因 8. 自制打气筒第二单元呼吸与消化 1.我们的呼吸与消化 2.认识呼吸器官 3.呼吸的变化 4.测量肺活量 5.口腔里的消化 6. 胃和小肠里的消化 7.食物在身体里的旅行 8.呵护我们的器官第三单元声音 1.声音是怎样产生的 2.声音的强弱 3.声音的高低 4.乐器的声音变化 5.设计我们的乐器 6.改进我们的乐器 7.声音的传播 8.保护听力全册教学设计第一单元空气 1. 感受空气一、学情分析四年级学生已经具备基础的科学观察与动手探究能力，在低年级学习中对空气有模糊的生活化认知，知道我们的生活离不开空气、空气看不见摸不着，但尚未形成系统、规范的科学概念。学生具象思维占主导，擅长通过动手实验、直观现象获取知识，对趣味探究活动积极性极高，但抽象概括能力薄弱，无法自主总结空气的核心特征，容易将“看不见”等同于“不存在”,对空气的流动性、无固定形状、无处不在等性质认知片面。同时，学生小组合作探究的规则意识初步建立，但存在实验操作随意、观察不细致、不会规范记录实验现象、难以用科学语言表达发现的问题。此外，学生能够区分固体、液体的明显特征，却无法对比空气与水、石头的差异，不清楚空气是真实存在的物质。本课依托简单易操作的生活化实验，贴合学生认知水平，通过感官体验突破认知误区，帮助学生从生活感知上升为科学认知，适配四年级学生的学习特点与探究能力。二、教材分析《感受空气》是教科版四年级上册第一单元《空气》的开篇起始课，是整个单元的启蒙奠基课程，承担着唤醒学生空气认知、建立基础科学概念、铺垫后续探究内容的核心作用。本单元整体教学逻辑为：感知空气存在与基本特征→探究空气占据空间→探究空气占据空间的可变性，层层递进构建空气的完整知识体系。本课教材内容编排贴合新课标探究式学习理念，遵循“生活感知一实验探究一特征总结一对比拓展”的科学学习逻辑。教材开篇结合生活场景，引导学生寻找身边的空气，证明空气真实存在；核心环节设计了塑料袋抓空气、吹气泡、扇风感受气流、传递空气等趣味探究活动，引导学生通过眼、手、肤等多种感官感受空气；教材正文明确梳理空气无色、无味、透明、会流动、无固定形状、无处不在的核心特征；最后设置对比探究板块，引导学生区分空气与固体、液体的异同，为后续两课空气占据空间的深度探究筑牢基础。教材全部素材均来源于学生日常生活，实验器材简单易得、操作安全便捷，弱化复杂理论，侧重体验式探究，符合小学中年级科学教学“做中学”的核心要求，能够有效激发学生的科学探究兴趣，培养初步的观察、归纳与表达能力。三、核心素养教学目标 1. 科学观念知道空气是真实存在的物质，广泛分布在我们周围，无处不在；掌握空气无色、无味、透明、会流动、没有固定形状、质量极轻的基本特征；了解空气是生命生存的必要条件，动植物和人类的生活都离不开空气；能够初步区分空气与固体、液体的不同特点。 2. 科学思维能通过观察实验现象、梳理探究过程，归纳总结空气的基本特征；学会用对比思维区分空气、水、石头的形态差异；能够基于实验证据纠正“看不见就是不存在”的错误认知，建立基于证据的科学思维方式。 3. 探究实践能利用塑料袋、扇子、气球、水杯等简单器材，自主设计并完成感受空气的探究实验；能细致观察实验现象，准确记录自己的发现；能主动参与小组合作探究，规范完成实验操作，清晰表达实验过程与探究结论。 4. 态度责任保持对空气探究的好奇心与求知欲，乐于参与科学实验活动；养成细致观察、严谨求证、合作互助的科学探究习惯；认识空气对生命的重要意义，树立爱护空气、保护环境、绿色生活的初步意识。四、教学重难点教学重点通过多元实验探究，感知空气真实存在，熟练掌握空气的基本物理特征；能够结合生活现象举例说明空气的特点。教学难点基于实验现象归纳概括空气的抽象特征，理解“看不见、摸不着的空气是真实物质”;精准区分空气与固体、液体的核心差异。五、教学过程 (一)情境导入：生活设问，激趣揭题教师结合生活场景创设问题情境，开展全员师生互动问答，贴合教材开篇生活素材。师：同学们，我们每天都在呼吸，时时刻刻都离不开一种物质，它看不见、摸不着、闻不到，但是没有它我们无法生存，大家猜猜这是什么物质? 生：空气! 师：大家都知道空气就在我们身边，那谁能说一说，你平时是怎么感受到空气存在的?生活中有哪些现象能证明空气存在? 生1:刮风的时候，树叶晃动、头发飘动，就是空气在流动。生2:吹气球的时候，气球鼓起来，就是装进了空气。生3:跑步的时候能感觉到有风，风就是空气。师：大家的生活观察非常细致!教材开篇提到，空气包围着我们的地球，充满世间各个角落，是我们最熟悉也最容易被忽略的物质。很多同学只是听过空气，却没有真正科学地认识空气。今天我们就通过亲手实验、亲身感受，一起学习新课《感受空气》,解锁空气的秘密。(板书课题) 设计意图：依托学生熟悉的生活现象设问，唤醒学生已有生活经验，快速聚焦课堂主题，激发学生探究兴趣，同时精准把握学生前置认知，为后续科学探究做好铺垫。 (二)新知探究一：感官体验实验，证明空气真实存在(教材核心活动一 ) 教师带领学生研读教材第一板块探究活动内容，明确实验任务、操作要求与观察重点，组织学生以4人小组为单位开展分组实验，全程穿插师生互动、现象提问、要点讲解。师：教材为我们设计了简单的感受空气实验，我们先来完成第一个基础实验：用透明塑料袋捕捉空气。请大家拿出塑料袋，张开袋口，在空中快速挥动，然后握紧袋口，仔细观察、亲手触摸，说说你发现了什么? 学生动手操作实验，小组内观察交流，随后教师随机点名提问。生1:挥动塑料袋后，袋子鼓起来了，里面装满了东西。生2:用手捏鼓鼓的袋子，能感觉到软软的、有阻力，松开手空气就跑掉了。师：大家观察得非常准确!袋子里没有水、没有石头，却能鼓起来，这个占据袋子空间的物质就是空气。这就证明了空气是真实存在的物质。接下来大家慢慢松开袋口，感受空气流出的感觉。生：松开袋子能感觉到凉凉的气流，空气跑出来了。师：这个现象说明空气有什么特点?结合教材正文内容思考回答。生：空气会流动! 教师逐句讲解教材对应正文知识点：空气是透明、无色的物质，我们无法用眼睛直接看见；空气没有固定的形状，会随着容器的形状改变，能够自由流动，充满所有空余空间。教师继续补充互动实验：请大家用扇子对着自己扇动，再次感受空气的流动，说一说身体的感受。生：扇扇子有风，凉凉的，能明显感觉到空气在流动。设计意图：严格依托教材基础探究活动，通过简单易操作的分组实验，让学生通过视觉、触觉直观感知空气的存在与流动性，将抽象的科学概念转化为具象的实验现象，突破“空气看不见就不存在”的认知误区。 (三)新知探究二：多元实验探究，归纳空气完整特征(教材核心活动二) 教师结合教材第二板块探究内容，开展气球充气、传递空气实验，引导学生全面归纳空气核心特征，层层递进开展师生问答与小组研讨。师：我们已经知道空气真实存在、会流动，接下来我们通过吹气球实验，继续探究空气的更多特点。请大家吹起气球，观察气球的变化，思考：气球为什么会变大? 生：我们把空气吹进气球里，空气填满了气球，气球就鼓起来了。师：如果我们把吹好的气球捏成圆形、椭圆形、长条形，空气的形状会跟着改变吗?这说明空气有没有固定形状? 生：空气的形状会跟着气球改变，空气没有固定的形状。师：大家闻一闻、尝一尝气球里的空气，说说空气有味道、有颜色吗? 生：空气没有颜色、没有味道，也没有气味。教师结合教材原文总结空气基础特征：空气无色、无味、透明、无固定形状、会流动、无处不在。随后教师组织教材拓展活动：小组传递空气。将装满空气的塑料袋在小组内传递，平稳移动不撤漏空气，感受空气可以被收集、可以流动、能够占据一定空间的特点。师：在传递空气的过程中，大家发现空气重不重?搬运装满空气的袋子费力吗? 生：一点都不费力，空气特别轻。师：教材明确指出，空气的质量非常轻，这也是空气区别于水、石头的重要特点。设计意图：依托教材系列探究活动，通过递进式实验与问答，引导学生自主观察、自主总结，完整梳理空气的物理特征，培养学生的实验观察能力与科学归纳能力，落实科学思维与探究实践核心素养。 (四)新知探究三：对比辨析，区分空气、固体与液体(教材研讨板块 ) 教师结合教材研讨问题，出示石头、水、空气三种物质，组织学生小组讨论，完成对比辨析，通过表格梳理知识点，清晰突破认知难点。师：我们之前学习过，石头是固体、水是液体，今天学习的空气是气体。请大家结合本节课实验发现，对比三种物质的特点，完成课堂对比表格。物质类型是否有固定形状是否会流动质量特点石头(固体) 有固定形状不会流动质量较重水(液体) 无固定形状会流动有一定质量空气(气体) 无固定形状会流动质量极轻小组讨论结束后，师生共同核对表格内容，教师结合教材知识点答疑辨析。师：通过对比我们可以发现，空气和水一样没有固定形状、会流动，但空气的质量远远轻于水；空气和石头差异最大，形状、流动性、质量都完全不同。这也是空气最核心的辨识特点。师：结合生活想一想，为什么风可以吹动树叶、吹动风车? 生：因为空气会流动，流动的空气就形成了风。设计意图：利用表格可视化对比，帮助学生理清不同物质的形态差异，突破本课教学难点，培养学生对比分析、归纳梳理的科学思维，深化对空气特征的理解。 (五)拓展延伸：空气与生命的关系教师带领学生研读教材拓展板块内容，结合生活案例讲解空气的重要作用。师：教材告诉我们，空气是生命赖以生存的重要物质。请大家说一说，人类、动物、植物都需要空气做什么? 生1:人类和动物需要呼吸空气，没有空气就无法生存。生2:植物需要空气进行生长，帮助自身发育。师：除此之外，生活中的燃烧、风车发电、风筝飞行等现象，都离不开空气的作用。干净的空气能保障生命健康，因此我们要主动保护空气环境，拒绝污染空气。设计意图：结合教材拓展内容，实现科学知识与生活价值的融合，落实态度责任核心素养，引导学生树立保护环境、爱护空气的科学意识。六、课堂小结师生共同梳理本节课核心知识点，回扣教材全文内容，系统梳理知识体系：本节课我们通过多元实验，证实了空气是真实存在的物质，全面掌握了空气的核心特征：无色、无味、透明、无固定形状、会流动、无处不在、质量极轻；学会了区分空气、水、石头三种不同形态的物质；了解了空气是生命生存的基础，与人类生活、自然环境息息相关。同时掌握了通过实验观察、证据求证的科学探究方法，为后续探究空气占据空间的特点打下了坚实基础。后续我们将进一步深入探究空气的神奇特性，解锁更多空气的科学奥秘。《空气能占据空间吗》教学设计-2026-2027学年教科版(新教材) 小学科学四年级上册一、学情分析通过上一节课《感受空气》的学习，四年级学生已经明确空气真实存在，掌握了空气无色、会流动、无固定形状等基础特征，具备初步的实验观察与小组探究能力，为本课学习奠定了知识与能力基础。但学生的认知仍存在明显局限：学生普遍认为只有看得见的固体、液体才能占据空间，对于看不见的空气能否占据空间存在强烈的认知疑惑，无法理解“无形物质占据空间”的科学原理，这是本课核心认知障碍。四年级学生好奇心强，对反差性、趣味性实验探究兴趣浓厚，愿意动手操作、主动思考，但逻辑推理能力较弱，难以将实验现象与科学原理建立关联，容易只关注实验趣味，忽略现象背后的科学本质。同时，学生实验操作的严谨性不足，在密闭实验操作中容易出现漏气、操作不规范等问题，导致实验现象不明显。本课需要通过密闭性对照实验、阶梯式问答、现象推理，引导学生基于证据得出结论，突破认知误区，培养学生的逻辑推理与实证思维。二、教材分析《空气能占据空间吗》是第一单元《空气》的第二课时，属于单元核心探究课，承接第一课空气基础特征，衔接第三课空气占据空间可变性，是单元知识体系的关键中枢。本课核心教学价值是帮助学生建立“空气占据空间”这一核心科学概念，是后续学习空气压缩、空气流动、大气压力等知识的基础。教材编排严格遵循新课标探究式学习流程，以“提出问题—猜想假设一实验验证一得出结论一拓展应用”为核心逻辑。教材开篇直接抛出核心探究问题：看不见的空气能不能占据空间?引发学生认知冲突；核心环节设计两个经典对照实验：杯底纸巾不湿实验、水底打气浮球实验，通过密闭与开放的对比操作，直观呈现空气占据空间的现象；教材正文详细解读实验原理，明确空气和水、石头一样，都能占据空间，所有物质都会占据一定空间；最后设置生活拓展板块，结合吹气球、水杯倒水等生活现象，引导学生运用新知解释生活问题，实现学以致用。教材实验设计经典、现象直观、逻辑严谨，通过对照实验排除干扰，让抽象的空间概念具象化，精准适配四年级学生的认知水平，重点培养学生的实证意识与逻辑推理能力，凸显小学科学“以实验为基础”的学科特点。三、核心素养教学目标(对标最新科学新课标) 1. 科学观念明确空气和固体、液体一样，能够占据一定的空间，这是空气的核心基本性质；理解密闭环境中空气占据空间会阻挡其他物质进入；能够运用“空气占据空间”的科学原理解释生活中的常见现象。 2. 科学思维能够针对核心问题做出合理猜想，通过对照实验现象进行逻辑推理，自主归纳得出科学结论；学会区分对照实验中的变量与不变量，初步建立对比探究、证据推理的科学思维模式。 3. 探究实践能规范完成教材中的纸巾不湿、水底打气两组对照实验，熟练掌握密闭实验的操作要点；能细致观察、准确记录实验现象，对比分析不同操作下的现象差异，独立梳理实验结论；能规范开展小组合作，分工完成实验、观察、记录、汇报等任务。 4. 态度责任养成大胆猜想、严谨实验、尊重证据、实事求是的科学探究态度；乐于用所学科学知识解释生活现象，感受科学与生活的紧密联系，增强科学探究的成就感与积极性。四、教学重难点教学重点通过对照实验验证空气可以占据空间，掌握空气占据空间的核心科学概念；能结合实验现象准确阐述实验原理。教学难点理解密闭环境下空气占据空间的作用原理，能够将实验现象与科学原理精准关联；运用新知自主解释生活中的空气占据空间现象。五、教学过程 (一)复习导入，设问激趣，引发认知冲突教师通过师生问答复习上节课核心知识，衔接新课内容，结合教材导入问题创设认知冲突。师：上节课我们认识了空气的基本特征，谁能简单说一说空气有哪些特点? 生：空气无色、无味、透明、会流动、没有固定形状、无处不在。师：我们知道石头、水都能占据空间，把石头放进水杯，水面会上升，这就是石头占据了水的空间。那大家大胆猜想一下，看不见的空气，能不能占据空间? 生1:不能，空气看不见，不会占地方。生2:应该可以，吹气球的时候空气占了气球的空间。师：大家的猜想各不相同，到底空气能不能占据空间?今天我们就通过教材的经典科学实验，用实验证据验证猜想，学习新课《空气能占据空间吗》。(板书课题) 设计意图：复习旧知夯实基础，通过开放性设问引发学生认知冲突，激发学生探究欲望，让学生带着问题进入实验探究，培养大胆猜想的科学探究意识。 (二)新知探究一：纸巾不湿对照实验，初步验证空气占据空间(教材核心实验一) 教师详细解读教材第一个核心实验的器材、步骤、观察要点，强调对照实验的操作规范，组织小组实验，全程互动答疑、现象分析、原理讲解。师：教材为我们设计了第一个对照实验，实验器材有透明水杯、纸巾、水槽、清水。请大家仔细阅读教材实验步骤，第一步将纸巾紧紧塞在杯底，保证纸巾不会掉落；第二步将杯子竖直倒扣压入水底；第三步缓慢竖直取出杯子，观察纸巾状态。学生分组规范操作实验，仔细观察现象，小组内交流讨论，教师巡视指导，纠正不规范操作。师：请大家说一说，竖直倒扣入水后，杯底的纸巾有没有湿? 生：纸巾完全是干的，一点都没有湿。师：大家非常疑惑，水明明已经没过了杯口，为什么纸巾不会被水浸湿?结合本节课探究主题思考原因。生：杯子里有空气，空气挡住了水，水进不去杯子。教师结合教材原文逐句讲解原理：杯子内部并不是空的，里面充满了空气，空气占据了杯子内部的全部空间。当杯子竖直密闭入水时，空气无法流出，牢牢占据杯内空间，阻挡了水的进入，因此杯底的纸巾不会被浸湿。师：接下来我们做对照操作，将杯口倾斜入水，大家再次观察现象。学生操作后汇报：杯口倾斜后，水里冒出气泡，纸巾很快就湿了。师：气泡是什么?为什么纸巾会变湿? 生：气泡是杯子里的空气跑出来了，空气跑走后，水就占据了杯子的空间，浸湿了纸巾。教师总结对照实验结论：密闭状态下，空气占据杯内空间，阻挡水进入；开放状态下，空气流出，水占据空间，充分证明空气可以占据空间。设计意图：依托教材经典对照实验，通过正反两组现象对比，直观呈现空气占据空间的现象，让学生通过亲眼观察、自主推理得出结论，落实探究实践与科学思维素养，突破本课核心重点。 (三)新知探究二：水底打气实验，深化空气占据空间认知(教材核心实验二) 教师解读教材第二个拓展实验，讲解实验器材与操作流程，引导学生进一步验证新知，深化原理理解。师：为了进一步验证结论，我们完成教材第二个实验：水底打气浮球实验。将带孔塑料球沉入水底，用注射器向球内打气，观察小球的变化。学生分组实验，观察现象后汇报：向球内打气后，小球慢慢浮出水面，球内进入了空气。师：为什么打入空气后，小球会浮出水面? 生：打入的空气占据了小球内部的空间，把水挤了出去，小球变轻就浮起来了。教师结合教材知识点深化讲解：空气进入密闭球体，占据内部空间，排出原有水体，这是空气占据空间的典型表现。无论是固体容器还是空心球体，空气都能占据其中的空余空间，再次验证了空气占据空间的科学结论。师：结合两个实验，大家能不能总结出空气和石头、水的共同特点? 生：石头、水、空气都能占据空间，所有物质都会占据一定的空间。设计意图：通过第二个实验多角度验证核心结论，避免单一实验的偶然性，深化学生对空气占据空间的理解，培养学生严谨的科学求证态度。 (四)新知研讨：生活现象辨析，学以致用(教材研讨板块) 教师结合教材生活研讨问题，开展师生互动辨析，引导学生运用新知解释生活现象。师：教材提出生活问题：为什么瓶口套气球，气球很难吹大?请大家结合今天所学知识思考回答。生：瓶子里面充满了空气，空气占据了瓶子的空间，没有多余空间让气球变大，所以很难吹大。师：如果我们在瓶身上扎一个小孔，气球就能轻松吹大，这是为什么? 生：扎孔后，瓶内的空气可以从小孔流出，腾出空间，气球就能变大了。教师补充多个生活案例：水杯倒水冒泡、吸盘吸附墙面、注射器推液排气等现象，都是空气占据空间的生活体现，引导学生举一反三。设计意图：对接教材生活研讨内容，实现实验知识与生活实际的结合，帮助学生活用科学原理，突破教学难点，提升知识应用能力。六、课堂小结师生共同梳理本节课核心知识，回扣教材全部内容：本节课我们通过两组对照实验，用充足的实验证据证明了核心结论——空气可以占据空间；理解了密闭环境中空气占据空间、阻挡其他物质进入的科学原理；知晓了空气与石头、水一样，都是能占据空间的物质，填补了无形物质的认知空白；同时学会了对照实验的探究方法，能够运用空气占据空间的原理解释吹气球、纸巾不湿、水中冒泡等生活常见现象。本课的核心概念，是我们下节课探究空气占据空间能否改变的重要基础，为后续空气特性的深度探究做好了铺垫。 2. 空气能占据空间吗一、学情分析通过上一节课《感受空气》的学习，四年级学生已经明确空气真实存在，掌握了空气无色、会流动、无固定形状等基础特征，具备初步的实验观察与小组探究能力，为本课学习奠定了知识与能力基础。但学生的认知仍存在明显局限：学生普遍认为只有看得见的固体、液体才能占据空间，对于看不见的空气能否占据空间存在强烈的认知疑惑，无法理解“无形物质占据空间”的科学原理，这是本课核心认知障碍。四年级学生好奇心强，对反差性、趣味性实验探究兴趣浓厚，愿意动手操作、主动思考，但逻辑推理能力较弱，难以将实验现象与科学原理建立关联，容易只关注实验趣味，忽略现象背后的科学本质。同时，学生实验操作的严谨性不足，在密闭实验操作中容易出现漏气、操作不规范等问题，导致实验现象不明显。本课需要通过密闭性对照实验、阶梯式问答、现象推理，引导学生基于证据得出结论，突破认知误区，培养学生的逻辑推理与实证思维。二、教材分析《空气能占据空间吗》是第一单元《空气》的第二课时，属于单元核心探究课，承接第一课空气基础特征，衔接第三课空气占据空间可变性，是单元知识体系的关键中枢。本课核心教学价值是帮助学生建立“空气占据空间”这一核心科学概念，是后续学习空气压缩、空气流动、大气压力等知识的基础。教材编排严格遵循新课标探究式学习流程，以“提出问题—猜想假设一实验验证一得出结论一拓展应用”为核心逻辑。教材开篇直接抛出核心探究问题：看不见的空气能不能占据空间?引发学生认知冲突；核心环节设计两个经典对照实验：杯底纸巾不湿实验、水底打气浮球实验，通过密闭与开放的对比操作，直观呈现空气占据空间的现象；教材正文详细解读实验原理，明确空气和水、石头一样，都能占据空间，所有物质都会占据一定空间；最后设置生活拓展板块，结合吹气球、水杯倒水等生活现象，引导学生运用新知解释生活问题，实现学以致用。教材实验设计经典、现象直观、逻辑严谨，通过对照实验排除干扰，让抽象的空间概念具象化，精准适配四年级学生的认知水平，重点培养学生的实证意识与逻辑推理能力，凸显小学科学“以实验为基础”的学科特点。三、核心素养教学目标 1. 科学观念明确空气和固体、液体一样，能够占据一定的空间，这是空气的核心基本性质；理解密闭环境中空气占据空间会阻挡其他物质进入；能够运用“空气占据空间”的科学原理解释生活中的常见现象。 2. 科学思维能够针对核心问题做出合理猜想，通过对照实验现象进行逻辑推理，自主归纳得出科学结论；学会区分对照实验中的变量与不变量，初步建立对比探究、证据推理的科学思维模式。 3. 探究实践能规范完成教材中的纸巾不湿、水底打气两组对照实验，熟练掌握密闭实验的操作要点；能细致观察、准确记录实验现象，对比分析不同操作下的现象差异，独立梳理实验结论；能规范开展小组合作，分工完成实验、观察、记录、汇报等任务。 4. 态度责任养成大胆猜想、严谨实验、尊重证据、实事求是的科学探究态度；乐于用所学科学知识解释生活现象，感受科学与生活的紧密联系，增强科学探究的成就感与积极性。四、教学重难点教学重点通过对照实验验证空气可以占据空间，掌握空气占据空间的核心科学概念；能结合实验现象准确阐述实验原理。教学难点理解密闭环境下空气占据空间的作用原理，能够将实验现象与科学原理精准关联；运用新知自主解释生活中的空气占据空间现象。五、教学过程 (一)复习导入，设问激趣，引发认知冲突教师通过师生问答复习上节课核心知识，衔接新课内容，结合教材导入问题创设认知冲突。师：上节课我们认识了空气的基本特征，谁能简单说一说空气有哪些特点? 生：空气无色、无味、透明、会流动、没有固定形状、无处不在。师：我们知道石头、水都能占据空间，把石头放进水杯，水面会上升，这就是石头占据了水的空间。那大家大胆猜想一下，看不见的空气，能不能占据空间? 生1:不能，空气看不见，不会占地方。生2:应该可以，吹气球的时候空气占了气球的空间。师：大家的猜想各不相同，到底空气能不能占据空间?今天我们就通过教材的经典科学实验，用实验证据验证猜想，学习新课《空气能占据空间吗》。(板书课题) 设计意图：复习旧知夯实基础，通过开放性设问引发学生认知冲突，激发学生探究欲望，让学生带着问题进入实验探究，培养大胆猜想的科学探究意识。 (二)新知探究一：纸巾不湿对照实验，初步验证空气占据空间(教材核心实验一) 教师详细解读教材第一个核心实验的器材、步骤、观察要点，强调对照实验的操作规范，组织小组实验，全程互动答疑、现象分析、原理讲解。师：教材为我们设计了第一个对照实验，实验器材有透明水杯、纸巾、水槽、清水。请大家仔细阅读教材实验步骤，第一步将纸巾紧紧塞在杯底，保证纸巾不会掉落；第二步将杯子竖直倒扣压入水底；第三步缓慢竖直取出杯子，观察纸巾状态。学生分组规范操作实验，仔细观察现象，小组内交流讨论，教师巡视指导，纠正不规范操作。师：请大家说一说，竖直倒扣入水后，杯底的纸巾有没有湿? 生：纸巾完全是干的，一点都没有湿。师：大家非常疑惑，水明明已经没过了杯口，为什么纸巾不会被水浸湿?结合本节课探究主题思考原因。生：杯子里有空气，空气挡住了水，水进不去杯子。教师结合教材原文逐句讲解原理：杯子内部并不是空的，里面充满了空气，空气占据了杯子内部的全部空间。当杯子竖直密闭入水时，空气无法流出，牢牢占据杯内空间，阻挡了水的进入，因此杯底的纸巾不会被浸湿。师：接下来我们做对照操作，将杯口倾斜入水，大家再次观察现象。学生操作后汇报：杯口倾斜后，水里冒出气泡，纸巾很快就湿了。师：气泡是什么?为什么纸巾会变湿? 生：气泡是杯子里的空气跑出来了，空气跑走后，水就占据了杯子的空间，浸湿了纸巾。教师总结对照实验结论：密闭状态下，空气占据杯内空间，阻挡水进入；开放状态下，空气流出，水占据空间，充分证明空气可以占据空间。设计意图：依托教材经典对照实验，通过正反两组现象对比，直观呈现空气占据空间的现象，让学生通过亲眼观察、自主推理得出结论，落实探究实践与科学思维素养，突破本课核心重点。 (三)新知探究二：水底打气实验，深化空气占据空间认知(教材核心实验二) 教师解读教材第二个拓展实验，讲解实验器材与操作流程，引导学生进一步验证新知，深化原理理解。师：为了进一步验证结论，我们完成教材第二个实验：水底打气浮球实验。将带孔塑料球沉入水底，用注射器向球内打气，观察小球的变化。学生分组实验，观察现象后汇报：向球内打气后，小球慢慢浮出水面，球内进入了空气。师：为什么打入空气后，小球会浮出水面? 生：打入的空气占据了小球内部的空间，把水挤了出去，小球变轻就浮起来了。教师结合教材知识点深化讲解：空气进入密闭球体，占据内部空间，排出原有水体，这是空气占据空间的典型表现。无论是固体容器还是空心球体，空气都能占据其中的空余空间，再次验证了空气占据空间的科学结论。师：结合两个实验，大家能不能总结出空气和石头、水的共同特点? 生：石头、水、空气都能占据空间，所有物质都会占据一定的空间。设计意图：通过第二个实验多角度验证核心结论，避免单一实验的偶然性，深化学生对空气占据空间的理解，培养学生严谨的科学求证态度。 (四)新知研讨：生活现象辨析，学以致用(教材研讨板块) 教师结合教材生活研讨问题，开展师生互动辨析，引导学生运用新知解释生活现象。师：教材提出生活问题：为什么瓶口套气球，气球很难吹大?请大家结合今天所学知识思考回答。生：瓶子里面充满了空气，空气占据了瓶子的空间，没有多余空间让气球变大，所以很难吹大。师：如果我们在瓶身上扎一个小孔，气球就能轻松吹大，这是为什么? 生：扎孔后，瓶内的空气可以从小孔流出，腾出空间，气球就能变大了。教师补充多个生活案例：水杯倒水冒泡、吸盘吸附墙面、注射器推液排气等现象，都是空气占据空间的生活体现，引导学生举一反三。设计意图：对接教材生活研讨内容，实现实验知识与生活实际的结合，帮助学生活用科学原理，突破教学难点，提升知识应用能力。六、课堂小结师生共同梳理本节课核心知识，回扣教材全部内容：本节课我们通过两组对照实验，用充足的实验证据证明了核心结论——空气可以占据空间；理解了密闭环境中空气占据空间、阻挡其他物质进入的科学原理；知晓了空气与石头、水一样，都是能占据空间的物质，填补了无形物质的认知空白；同时学会了对照实验的探究方法，能够运用空气占据空间的原理解释吹气球、纸巾不湿、水中冒泡等生活常见现象。本课的核心概念，是我们下节课探究空气占据空间能否改变的重要基础，为后续空气特性的深度探究做好了铺垫。 3. 空气占据的空间会改变吗一、学情分析经过前两课的学习，四年级学生已经熟练掌握空气的基础特征，牢固建立了“空气能占据空间”的核心科学概念，具备扎实的知识基础和规范的实验探究能力，能够独立完成简单的对照实验、观察记录、现象分析。但学生的认知仍存在局限性：学生默认所有物质占据的空间都是固定不变的，认为水、石头占据的空间无法改变，因此主观认定空气占据的空间也不会改变，对空气可压缩、可扩张的特性完全陌生。四年级学生具象思维发达，对“压缩空气”的趣味实验充满探究热情，但抽象推理能力不足，难以理解“空气微粒间距变化导致空间改变”的微观原理，容易混淆空气与水的压缩差异。同时，学生在实验操作中，难以精准控制力度、均匀观察变化，对“压缩、扩张”的科学定义理解模糊。本课通过水与空气的对照压缩实验，直观对比二者差异，用通俗化语言拆解微观原理，贴合学生学情，帮助学生建立空气可压缩的全新认知，完善空气特性的知识体系。二、教材分析《空气占据的空间会改变吗》是第一单元《空气》的收官总结课，是对前两课知识的延伸与升华，完成单元空气特性的完整知识闭环。本课承接上一课“空气占据空间”的固定认知，进一步探究空气占据空间的可变性，区分空气与液体、固体的本质差异，是单元重难点突破的核心课程。教材编排逻辑层层递进、严谨科学，贴合新课标大单元教学理念。教材开篇承接上节课知识点，提出思辨问题：空气占据的空间是否固定不变?引发学生深度思考；核心环节设计本课重点对照实验：注射器压缩空气与压缩水的对比实验，通过直观现象对比，凸显空气可压缩、可扩张，水不可压缩的核心差异；教材正文通过简易微粒模型图，通俗解释空气占据空间可变的原理：空气微粒间距大，受力可缩小、放松可变大，而水、固体微粒间距固定，空间无法改变；最后设置生活应用板块，列举打气筒、气垫床、喷雾器等压缩空气的生活应用，实现科学知识的生活化落地。教材通过对照实验、模型辅助、生活应用三维设计，突破本课抽象难点，既注重实验探究能力培养，又注重科学原理的理解与应用，帮助学生完整掌握空气区别于固、液物质的核心特性，构建系统的空气科学概念。三、核心素养教学目标 1. 科学观念知道空气占据的空间可以发生改变，具备可压缩、可扩张的特性；清晰区分空气与水、石头的本质差异：空气可压缩，液体、固体难以压缩；了解压缩空气具有弹性，掌握压缩空气在生活中的广泛应用。 2. 科学思维能通过对照实验对比空气和水的压缩差异，归纳空气占据空间可变的核心特点；能借助微粒模型简单推理空气压缩的微观原理，建立宏观现象与微观结构的关联思维；能辩证区分固、液、气三类物质的空间变化特性。 3. 探究实践能规范完成注射器对照压缩实验，精准控制实验变量，细致观察空气、水的压缩现象差异；能准确记录实验数据与现象，自主分析实验结果、归纳实验结论；能独立完成小组探究任务，规范开展合作、观察、汇报等探究活动。 4. 态度责任养成尊重实验证据、严谨思辨、勇于探究的科学态度；感受空气特性对生活、生产的重要价值，体会科学技术源于探究、服务于生活的理念；激发持续探究自然科学现象的好奇心与求知欲。四、教学重难点教学重点通过对照实验证实空气占据的空间可以改变，掌握空气可压缩、可扩张的特性；区分空气与水的压缩差异。教学难点初步理解空气压缩的微观原理(微粒间距变化);结合生活实例灵活运用空气可压缩的特性解释生活现象。五、教学过程 (一)复习回顾，思辨导入，聚焦课题教师通过师生问答复习旧知，结合教材导入思辨问题，引发深度思考，导入新课。师：上节课我们学习了空气的重要特性，谁能说一说空气有什么特点? 生：空气真实存在、会流动、无色无味、可以占据空间。师：我们知道石头、水占据的空间是固定的，石头多大、占据空间就多大，水的体积不变、占据空间也不变。那大家思考教材提出的核心问题：空气占据的空间会改变吗?是固定不变的吗? 生1:应该不会变，空气占据的空间是固定的。生2:可能会变，吹气球的时候空气多少可以改变。师：大家的猜想各不相同，今天我们就通过精准的对照实验，探究空气占据空间的变化特点，学习新课《空气占据的空间会改变吗》。 (板书课题) 设计意图：精准衔接上节课核心知识点，通过思辨问题打破学生固有认知，制造认知冲突，激发学生深度探究的欲望，快速聚焦本课核心探究主题。 (二)新知探究一：注射器对照实验，对比空气与水的压缩差异(教材核心实验) 教师详细解读教材核心对照实验的器材、变量、操作步骤与观察重点，组织学生分组实验，全程互动答疑、现象记录、对比分析。师：教材为我们设计了精准的对照实验，实验器材为相同规格的注射器、清水。本次实验只有一个变量：注射器内的物质，一组装空气，一组装水，其他条件全部相同。请大家严格按照教材步骤操作。实验步骤讲解：第一，将注射器抽取一定量空气，堵住管口，用力向下压活塞，观察活塞移动距离；第二，放松活塞，观察活塞变化；第三，将注射器抽取等量清水，重复上述操作，对比两组现象。学生分组规范实验，细致观察现象，小组内对比交流，教师巡视指导规范操作。师：先说一说压缩空气时，你们看到了什么现象? 生：堵住管口压活塞，活塞可以向下移动，空气的体积变小了；松开手后，活塞又弹回原来的位置。师：那压缩水的时候，现象一样吗? 生：不一样!用力压装水的活塞，活塞几乎一动不动，水的体积完全没有变化，根本压

展开阅读全文