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第二单元 空气与风
1.空气占据空间
一、教学核心素养目标
1.科学观念：通过实验探究，明确空气是一种物质，能占据一定空间且充满周围环境，区分固体、液体与空气占据空间的不同表现。
2.科学思维：通过对比“暴露气球”与“瓶中气球”的差异，培养基于现象提出猜想、用实验验证猜想的逻辑思维，能从实验现象中归纳空气占据空间的特点。
3.探究实践：独立或合作完成“瓶中气球吹气”“不会湿的纸团”等实验，掌握“提出问题—设计实验—观察现象—分析结论”的探究步骤，提升动手操作与现象记录能力。
4.态度责任：在小组实验中养成合作交流、认真观察的科学态度，感受空气占据空间在生活中的应用，激发探索身边科学现象的兴趣，培养尊重实验事实的科学精神。
二、教学重难点
1.教学重点：通过实验证明空气能占据空间，理解空气占据空间的具体表现（如瓶中空气阻碍气球变大、杯子里空气保护纸团不湿）。
2.教学难点：解释“瓶子钻孔后气球能吹大”“杯子倾斜纸团变湿”的原理，理解“空气占据的空间可被替换”，区分“空气占据空间”与“固体/液体占据空间”的差异。
三、教学准备
1.教师准备：PPT课件、演示用器材、实验记录表。
2.学生准备：每组1个空塑料瓶、2个气球、1个透明玻璃杯、3-4团干纸团、1个小水槽、1根牙签、抹布。
四、教学过程
（一）问题与猜想（5分钟）
1.情境导入：教师手持1个气球，先对着全班吹大，提问：“同学们，老师能轻松吹大这个气球，现在如果把气球套在空塑料瓶的瓶口上，再吹气球，你们觉得能吹得和刚才一样大吗？”邀请2-3名学生上台尝试，引导全班观察：套在瓶上的气球只能吹大一点点，而暴露在外的气球能吹得很大。
2.提出问题：结合学生的观察，追问：“为什么暴露的气球能吹大，瓶里的气球却吹不大？大家有什么猜想？”鼓励学生自由发言，教师记录关键猜想（如“瓶里有东西顶着气球”“气球漏气”“瓶里的空气不让气球变大”）。
3.聚焦猜想：针对“气球漏气”，教师现场检查气球是否破损（排除漏气可能）；针对“瓶里有空气顶着”，引导学生思考：“怎么才能证明瓶里有空气呢？我们可以通过实验来验证这个猜想。”自然过渡到探究环节。
（二）探究与结论（15分钟）
实验一：瓶中气球的“秘密”——空气占据瓶子空间
1.第一次实验：无孔瓶吹气球：每组学生将气球套在空塑料瓶瓶口，轮流尝试吹气，记录“气球只能吹大一点点”的现象。教师提问：“气球吹不大，是不是瓶里的空气在‘捣乱’？如果给瓶子钻个孔，让空气‘跑出去’，气球能吹大吗？”
2.第二次实验：带孔瓶吹气球：教师示范用牙签在塑料瓶侧壁钻1个小孔（提醒学生注意安全，教师可提前帮胆小的小组钻孔），学生将气球重新套在瓶口，再次吹气。引导观察：这次气球能吹得和暴露在外时差不多大。追问：“为什么钻孔后气球能吹大？”学生讨论后，教师总结：“瓶子里原本有空气，占据了瓶子的空间，阻碍气球变大；钻孔后，瓶里的空气从孔中跑出去，气球就能占据瓶子的空间，所以能吹大——这说明空气确实占据空间。”
3.第三次实验：水中钻孔瓶吹气球：教师将带孔瓶竖直放入水槽，让小孔被水淹没，学生再次吹瓶中的气球。观察现象：吹气球时，有气泡从瓶子的小孔中冒出来，气球能慢慢变大。引导分析：“气泡是什么？为什么会冒气泡？”得出结论：吹气球时，气球占据瓶子空间，把瓶里的空气“挤”出去，空气变成气泡从水中跑出来，进一步证明空气占据瓶子的空间。
实验二：不会湿的纸团——空气占据杯子空间
1.实验①：倒扣杯子压入水底：每组学生将干纸团紧紧塞在玻璃杯底部（确保纸团不掉落），将杯子垂直倒扣，慢慢压入水槽的水中（杯子完全浸没），然后竖直拿出杯子，观察纸团是否变湿。学生发现纸团依然干燥，教师提问：“水为什么没浸湿纸团？杯子里有什么挡住了水？”
2.实验②：倾斜杯子观察现象：学生重复实验①的步骤，但将杯子压入水中后轻轻倾斜，观察杯子里的变化。引导发现：杯子倾斜时，有气泡从杯口冒出来，拿出杯子后纸团变湿了。追问：“气泡是什么？为什么纸团会变湿？”小组讨论后分享：倾斜杯子时，杯里的空气从缝隙中跑出去（变成气泡），水趁机进入杯子，浸湿了纸团——说明原本杯子里的空气占据空间，挡住了水。
3.实验③④：杯底扎洞验证：学生用牙签在杯底扎1个小洞，塞好干纸团，用手指堵住小洞倒扣压入水底（纸团不湿），松开手指后观察：水进入杯子，纸团变湿。总结：堵住小洞时，空气留在杯子里占据空间；松开手指，空气从杯底跑出去，水占据杯子空间，进一步证明空气占据空间。
4.归纳结论：教师带领学生梳理两个实验的现象，明确结论：空气和书本、文具盒一样，能占据一定的空间；当空气占据的空间被其他物质（如水、气球）“挤走”时，其他物质才能进入原本的空间。
（三）反思与评价（7分钟）
1.回顾探究过程：教师提问：“这节课我们研究了哪里的空气？（瓶里的空气、杯子里的空气、周围环境的空气）这些空气有什么共同的性质？”引导学生总结：空气能占据空间，看不见摸不着，但能通过实验观察到它的存在。
2.拓展思考：“我们周围的其他物体（如书包、文具盒、空袋子）也占据空间吗？”学生结合生活经验举例（如书包里的书本占据空间，空袋子里的空气占据空间），教师补充：“固体、液体、空气都是物质，都能占据空间，这是所有物质的共同特点。”
3.小组评价：教师展示各小组的实验记录表，表扬观察认真、记录清晰的小组，鼓励发言积极的学生；针对实验中出现的问题（如纸团没塞紧导致提前变湿），引导学生分析原因，强调“实验要认真操作、尊重事实”的重要性。
（四）应用与迁移（8分钟）
1.趣味实验：“听话”的小球：教师演示实验步骤：去掉塑料瓶底部，在瓶盖上扎1个小孔并拧紧；将乒乓球放入水槽的水中，用手心堵住瓶盖小孔，用瓶子罩住乒乓球，压到水底——学生观察到“乒乓球停在水槽底部”。提问：“怎么让乒乓球‘上升’或‘停下’？大家可以参考之前‘空气占据空间’的知识，小组讨论并尝试操作。”
2.学生尝试与解释：学生分组实验，教师巡视指导。引导发现：松开堵住小孔的手，乒乓球会慢慢上升；再次堵住小孔，乒乓球会停下。追问：“为什么松开手乒乓球会上升？”学生讨论后，教师总结：“堵住小孔时，瓶里的空气被压缩，占据空间，把水挡在外面，乒乓球受重力停在底部；松开手，瓶外空气进入瓶内，水进入瓶子，将乒乓球‘推’上去——这也是空气占据空间的应用。”
3.生活联系：“生活中还有哪些地方用到了‘空气占据空间’的知识？”学生举例（如给篮球打气、用吸管喝饮料），教师补充图片（如吸盘挂钩利用空气压力固定、保温杯盖拧紧后空气阻碍打开），让学生感受科学与生活的紧密联系。
（五）阅读与新知（5分钟）
1.自主阅读：教师分发《“添堵”的空气》短文（简化版，配漏斗、醋、大壶的插图），学生自主阅读1-2分钟，思考：“为什么醋会停在漏斗里不往下流？怎么解决这个问题？”
2.交流分享：邀请学生分享收获，教师演示（将漏斗放在小瓶口，倒入少量醋，展示“醋停在漏斗里”的现象；轻轻提起漏斗再放下，醋顺利流下），解释原理：“醋倒入漏斗时，把漏斗颈里的空气堵住了，空气占据的空间无法‘跑出去’，醋就流不下去；提起漏斗时，空气从缝隙进入，醋就能占据漏斗的空间，顺利流入小瓶。”
3.课堂小结：“这节课我们通过实验证明了空气占据空间，还发现空气占据的空间能被‘替换’，也知道了空气占据空间既会给生活带来便利（如吸盘挂钩），也可能带来小烦恼（如漏斗堵醋）。希望大家课后多观察身边的现象，找找还有哪些‘空气占据空间’的例子，下节课和大家分享。”
五、板书设计
2.1 空气占据空间
一、问题与猜想
现象：暴露的气球能吹大，瓶里的气球吹不大
猜想：瓶里有空气顶着？（排除漏气）
二、探究与结论
1.瓶中气球实验
无孔瓶：气球吹不大→瓶里空气占空间
带孔瓶：气球能吹大→空气跑出去，空间被气球占据
水中带孔瓶：冒气泡→空气被挤出，水进入
2.不会湿的纸团实验
垂直倒扣：纸团不湿→杯子里空气挡水
倾斜杯子：纸团变湿→空气跑出去，水进入
杯底扎洞：松手纸团湿→空气跑出去，水占据空间
结论：空气是物质，能占据空间，空间可被替换
三、反思与评价
研究的空气：瓶里、杯子里、周围
共同性质：占据空间，充满环境
所有物质（固、液、气）都占据空间
四、应用与迁移
“听话”小球：堵孔停底，松孔上升→空气占空间影响物体运动
生活应用：吸盘挂钩、篮球打气、吸管喝饮料
五、阅读与新知
“添堵”的空气：醋堵漏斗→空气被堵；提漏斗→空气进入，醋流下
启示：空气占空间——便利与烦恼并存
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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