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第 4 课：认识空气
教学内容
青岛版六三制小学科学二年级下册第一单元第 4 课，新课标 “物质科学” 领域延伸内容，在 “捉空气” 的基础上，进一步探究空气的组成成分，了解氮气、氧气、二氧化碳等主要气体的占比，知道氧气和二氧化碳在生活中的常见用途，探究空气与生命的关系，深化学生对空气的认知，培养学生的信息收集能力和环保意识。
教学目标
科学观念：能说出空气是由多种气体组成的，知道空气中氧气约占 21%、氮气约占 78%、二氧化碳约占 0.03%，能准确说出氧气和二氧化碳在生活中的常见用途，知道空气是生命生存的必要条件。
科学探究：能通过查阅资料、小组讨论收集关于空气组成和气体用途的信息，能参与简单的 “氧气助燃、二氧化碳灭火” 趣味实验，能对收集的信息进行简单整理和分享，培养信息收集和合作探究能力。
科学思维：能根据空气的组成和气体用途，推理出 “氧气对生命重要、二氧化碳不可或缺” 的结论，能分析 “空气中各气体比例保持稳定” 的重要性，初步培养分析和推理能力。
科学态度与责任：保持对空气组成的探究兴趣，乐于查阅资料和参与小组讨论，养成尊重事实、基于资料得出结论的科学习惯；深刻认识到空气对生命的重要性，树立保护空气、防治空气污染的环保意识，培养初步的社会责任感。
教学重点
了解空气的主要组成成分及各气体的大致占比，知道氧气和二氧化碳在生活中的常见用途。
教学难点
理解空气各组成气体之间的相互作用，能运用所学知识解释 “为什么空气污染会影响人类和动植物的生存”，初步形成 “空气成分平衡对生命重要” 的认知。
教学准备
教师准备：多媒体课件（空气组成示意图、气体用途视频、空气污染图片）、空气组成比例模型（可活动）、蜡烛、火柴、烧杯、澄清石灰水、吸管、小木条；学生准备：预习资料单（课前查阅的空气相关知识）、实验记录单、铅笔、橡皮、彩笔（用于绘制空气组成示意图）。
教学过程
1. 复习回顾，导入新课（10 分钟）
空气知识小抢答：教师提出问题，学生快速抢答，复习上节课内容：① 空气有哪些基本性质？② 我们可以用什么方法证明空气的存在？③ 空气对我们有什么基本作用？
提出新问题：在学生抢答的基础上，教师提问：“我们知道空气是真实存在的，也知道了空气的基本性质，那同学们有没有想过，这看不见、摸不着的空气，里面到底装了些什么呢？它是由一种物质组成的，还是由多种物质组成的？”
学生自由发言，分享自己课前查阅的资料或猜想，教师梳理：“空气并不是由一种物质组成的，它是一个‘混合大家庭’，里面有多种气体，今天我们就一起来深入认识空气，探究空气这个大家庭里的成员。”（板书课题：认识空气）
2. 探究新知，认识空气的组成（30 分钟）
本环节通过模型展示、知识讲解、趣味实验相结合的方式，让学生了解空气的组成成分及各气体占比，突破教学重点，让抽象的知识变得具象化。
环节一：空气组成 “大家庭”—— 认识主要气体及占比
① 教师展示空气组成比例模型（用一个圆形代表空气，其中大部分为蓝色代表氮气，小部分为红色代表氧气，极小部分为绿色代表二氧化碳和其他气体），结合多媒体课件中的空气组成示意图，讲解：“空气是一种混合气体，它的成员主要有氮气、氧气、二氧化碳，还有少量的稀有气体和水蒸气等。其中，氮气占的比例最大，约占 78%；氧气排在第二位，约占 21%；二氧化碳的占比非常小，只有 0.03%；剩下的 0.97% 是稀有气体和水蒸气等。”
② 学生动手操作：在实验记录单上，用彩笔绘制空气组成示意图，按照比例给不同气体涂上颜色，并标注气体名称和占比，教师巡视指导，确保学生掌握各气体的大致占比。
③ 趣味记忆：教师编简单的口诀帮助学生记忆：“空气组成不难记，氮七八，氧二一，二氧化碳点零三，其他气体占剩余。” 带领学生反复朗读，加深记忆。
环节二：趣味实验 —— 感知氧气和二氧化碳的特点
① 实验一：氧气助燃实验。教师操作：点燃两根相同的小蜡烛，将其中一根用烧杯罩住，另一根放在外面，让学生观察两根蜡烛的燃烧情况。学生观察到：外面的蜡烛继续燃烧，被烧杯罩住的蜡烛慢慢熄灭。教师讲解：蜡烛燃烧需要氧气，烧杯罩住后，里面的氧气被消耗完，蜡烛就熄灭了，这说明氧气能支持燃烧，是蜡烛燃烧的必要条件。
② 实验二：二氧化碳灭火实验。教师操作：将澄清石灰水倒入烧杯中，用吸管向石灰水中吹气，让学生观察石灰水的变化；再将吹过气的澄清石灰水靠近点燃的蜡烛，观察蜡烛的变化。学生观察到：向石灰水中吹气后，石灰水变浑浊（说明呼出的气体中有二氧化碳）；靠近蜡烛后，蜡烛慢慢熄灭。教师讲解：二氧化碳不能支持燃烧，还能灭火，这是二氧化碳的重要特点。
③ 学生分组记录实验现象，教师强调：实验操作由教师完成，学生重点观察现象、记录结论，注意用火安全。
3. 小组讨论，了解气体的生活用途（25 分钟）
本环节以小组讨论为核心，结合学生课前查阅的资料，让学生自主探究氧气和二氧化碳在生活中的用途，培养学生的信息收集能力和合作交流能力。
环节一：分组讨论 —— 氧气的用途
① 教师提出问题：“氧气在空气中的占比约 21%，是我们生命中不可或缺的气体，那氧气在生活中有哪些用途呢？请同学们结合课前查阅的资料和生活经验，在小组内讨论交流。”
② 学生以 4 人小组为单位进行讨论，将讨论结果记录在实验记录单上，教师巡视指导，参与学生的讨论，引导学生从 “生命呼吸、生产生活、医疗救援” 等方面思考。
③ 小组代表发言，分享氧气的用途，教师结合多媒体课件的图片和视频进行补充，梳理氧气的主要用途：
人类和动植物的呼吸都需要氧气，没有氧气，生命就无法生存；
医疗救援中，给病人输氧，帮助呼吸困难的病人维持生命；
工业生产中，氧气用于炼钢、焊接金属；
航天、潜水等领域，工作人员需要携带氧气瓶，保证呼吸。
环节二：分组讨论 —— 二氧化碳的用途
① 教师提出问题：“二氧化碳在空气中的占比虽然只有 0.03%，但它的作用也很大，那二氧化碳在生活中有哪些用途呢？请同学们继续小组讨论。”
② 学生小组讨论，记录结果，教师巡视引导，让学生结合实验中 “二氧化碳能灭火” 的特点思考。
③ 小组代表发言，教师补充梳理二氧化碳的主要用途：
灭火：利用二氧化碳不能支持燃烧的特点，制作二氧化碳灭火器；
制作碳酸饮料：二氧化碳溶解在水中，能形成碳酸，制作汽水、可乐等饮料；
植物光合作用：植物的光合作用需要二氧化碳，二氧化碳是植物生长的 “养料”；
人工降雨：将干冰（固态二氧化碳）撒入高空，干冰升华吸热，使云层中的水蒸气凝结成小水滴，形成降雨。
环节三：认识氮气的用途
① 教师提问：“氮气在空气中的占比最大，约 78%，那氮气有什么用途呢？”
② 教师结合图片讲解氮气的主要用途：氮气化学性质稳定，不易与其他物质反应，可用于食品保鲜（如膨化食品中的氮气包装，防止食品变质）、焊接金属时作保护气、制作化肥等。
4. 深化认知，空气与生命、空气保护（10 分钟）
空气与生命的关系：教师提问：“为什么说空气是生命的摇篮？如果空气中的氧气含量减少，或者二氧化碳含量过多，会对人类和动植物造成什么影响？” 学生自由发言，教师总结：空气的组成比例是长期形成的，保持相对稳定，氧气供人类和动植物呼吸，二氧化碳供植物光合作用，植物光合作用又能产生氧气，形成循环，一旦这个平衡被打破，就会影响所有生命的生存。
空气污染的危害：播放空气污染的图片和短视频，展示雾霾天气、工厂废气、汽车尾气、垃圾焚烧等造成的空气污染，以及空气污染对人类健康（如呼吸道疾病）、动植物生长（如植物叶片枯萎）、环境（如酸雨）的危害，让学生直观感受空气污染的严重性。
保护空气的行动：组织学生讨论：“作为小学生，我们能为保护空气做些什么？” 鼓励学生说出具体的行动，教师梳理并发起倡议：① 绿色出行，多走路、骑自行车，少坐汽车；② 节约用电，减少电厂废气排放；③ 多植树种草，净化空气；④ 不乱扔垃圾，不焚烧秸秆和垃圾；⑤ 提醒家人不随地吐痰，不在公共场所吸烟。
5. 课堂小结与作业布置（5 分钟）
课堂小结：教师带领学生回顾本节课的主要内容，梳理空气的组成成分及占比、氧气和二氧化碳的用途、空气与生命的关系、保护空气的方法，强调：空气是由多种气体组成的混合气体，是生命生存的必要条件，保护空气就是保护我们自己的生命，我们要从身边小事做起，守护清新空气。
作业布置：
① 基础作业：完成实验记录单，向爸爸妈妈说说空气的组成成分，以及氧气和二氧化碳在生活中的用途。
② 实践作业：制作一份 “保护空气” 的手抄报，内容包括空气的组成、气体的用途、空气污染的危害、保护空气的方法，下节课进行展示评比。
③ 探究作业：和爸爸妈妈一起观察家里和小区周围的空气情况，记录一处 “空气清新的地方” 和一处 “可能存在空气污染的地方”，并思考如何改善。
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