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/ 让教学更有效 高效备课 | 科学学科
第1课时教学设计
课题 感受空气
课型 新授课 章/单元复习课□ 专题复习课□ 习题/试卷讲评课□ 学科实践活动课□ 其他□
1.教学内容分析 本课是教科版四年级上册第一单元《空气》的开篇内容，属于空气认知启蒙课。本节课围绕证明空气存在、探究空气特征、对比空气与水展开，依托塑料袋、水杯、粉笔、水槽等简易器材设计系列探究实验，引导学生直观感知空气无色、无味、透明、会流动、占据空间、质量轻、易压缩等基本性质。同时设置对比实验区分空气和水的异同，拓展探究土壤中的空气，紧密联系生活实际。本课实验简单易操作，侧重培养学生实证意识与科学探究能力，是本单元后续学习空气相关知识的基础，契合大单元感知、探究和应用的整体教学思路。
2.学习者分析 四年级学生在日常生活中能感知到风、呼吸等与空气相关的现象，也知晓人和动植物生存离不开空气，但普遍存在看不见就不存在的认知误区，对空气是真实物质、能占据空间等核心概念理解较模糊。该阶段学生好奇心强，动手意愿浓厚，具备基础的小组合作与观察能力，但实验中容易只关注表面现象，缺乏从现象推导结论的逻辑思维，对比归纳、总结提炼的能力需要教师进一步引导和训练。
3.学习目标确定 科学观念：知道空气是真实存在的，空气无色、无味、会流动。初步对比认识空气和水的相同点与不同点，了解空气的基本特征。 科学思维：能基于实验现象进行分析、推理，建立从现象、证据到结论的逻辑思维，学会用多种方法证明科学观点。 探究实践：能运用塑料袋、水杯、粉笔、水槽等简单器材设计实验，寻找空气存在的证据。学会用对比实验的方法区分空气和水的异同。 态度责任：乐于参与探究实验，养成细致观察、大胆发言、合作探究的习惯。意识到生活中处处有科学，激发探究空气相关奥秘的兴趣。
4.学习重点难点 重点：通过实验证明空气真实存在，掌握空气的基本特征。 难点：理解 “空气占据空间” 这一抽象概念；准确归纳空气和水的异同点。
5.学习评价设计 评价内容评价指标表现程度自评互评师评☆☆☆☆☆☆过程性评价能主动参与课堂探究活动，规范完成小组实验操作，细致观察实验现象，积极参与课堂交流发言，具备良好的合作探究能力。能基本能不能知识检测评价能准确掌握空气的基本特征、空气存在的证据、空气与水的异同点等核心知识点，顺利完成课堂习题检测。能基本能不能实践应用评价能独立完成课后土壤空气探究实验，准确观察并记录实验现象，具备基础的课外实践与知识迁移能力。能基本能不能学习收获
6.学习活动设计 教师活动学生活动环节一：聚焦问题教师活动1 1. 情境激趣：展示窗帘飘动、泡泡飘起、风车转动画面，提问学生：是什么东西让窗帘飘动、泡泡飘起、风车转动？ 2. 小结铺垫：根据学生回答总结：风是空气流动形成的，风就是流动的空气。 3. 递进提问：人和动植物生长都离不开空气，引导学生说说空气是什么样子？进一步抛出核心问题：空气看不见、摸不着，它真的存在吗？ 4. 引出课题：顺势导入本节课内容，板书课题《感受空气》。学生活动1 1. 观察图片，思考教师提问，回答是“风”让物体发生运动。 2. 结合生活认知，说出空气无色、无味、透明的特点。 3. 产生思考与疑惑：看不见摸不着的空气是否真实存在，进入探究学习状态。活动意图说明：利用生活常见现象唤醒学生已有经验，让学生直观感知空气流动形成风。通过层层设问制造认知冲突，解决学生看不见就不存在的认知误区，激发探究兴趣，为本课空气探究实验做铺垫。环节二：寻找空气存在的证据教师活动2 1. 提出探究核心问题：我们的身边有空气吗？怎样验证空气的存在？引导学生通过多组实验寻找证据。 2. 分步讲解四组实验：明确塑料袋装空气、空瓶子入水、固体浸水、生活现象找空气的实验器材、操作步骤及观察要点，强调小组合作、轻声实验、及时观察记录。 3. 巡视指导各组实验，及时纠正不规范操作，引导学生重点观察是否产生弹性、气泡等关键现象。 4. 实验结束组织全班交流，汇总四组实验现象，引导学生总结实验结论。学生活动2 1. 实验1（塑料袋装空气）：打开塑料袋在空中快速兜一下，迅速收紧袋口，用力按压塑料袋，观察袋子形态、感受按压弹性。 2. 实验2（空瓶子入水）：将空塑料瓶倾斜，慢慢压入清水水槽中，仔细观察瓶口是否有气泡冒出。 3. 实验3（固体浸水实验）：将粉笔、橡皮依次放入水中，认真观察两种物体表面的变化。 4. 实验4（生活找空气）：结合生活经验，交流风吹动植物等能证明空气流动、空气存在的现象。 5. 小组汇总实验现象，讨论交流，梳理空气存在的多项证据，参与班级汇报。活动意图说明：从密闭容器、固体缝隙、自然现象多角度取证，将看不见的空气转化为看得见、可感知的实验现象。培养学生实证意识，让学生明白科学结论需要实验证据支撑，提升观察与合作探究能力。环节三：对比空气和水教师活动3 1. 出示对比实验任务，讲解实验步骤：取两个相同塑料袋，一个装满空气、一个装满清水。 2. 明确对比观察方法：指导学生通过压一压、掂一掂两种方式对比观察，发放实验记录表。 3. 引导学生对比记录：分别记录装空气、装水塑料袋的形变情况、轻重差异。 4. 实验结束引导学生汇总对比结果，梳理空气和水的相同点与不同点，完善知识点。学生活动3 1. 小组合作完成对比实验，规范操作，认真完成压一压、掂一掂的对比操作。 2. 观察记录：装空气的塑料袋容易变形、弹性大、很轻；装水的塑料袋不易变形、质地硬、有一定重量。 3. 小组讨论归纳：总结空气与水的异同，主动分享小组观察结论。活动意图说明：采用控制变量法开展对比探究，直观区分空气和水的物理特征差异，突破本课难点。训练学生对比观察、归纳总结的科学思维，精准掌握空气轻、易压缩，水重、不易压缩的核心特点。环节四：土壤中有空气吗教师活动4 1. 抛出探究问题：土壤中有空气吗？引导学生大胆猜测。 2. 讲解验证方法：将土壤放入水中，若水中冒出气泡，即可证明土壤中含有空气。 3. 布置课后小实验：要求学生回家利用花盆土壤、水杯、清水完成实验，下节课分享实验结果。学生活动4 1. 结合本课所学知识，对土壤中是否存在空气进行合理猜测。 2. 记住实验验证方法与判断依据，明确课后实验任务与分享要求。活动意图说明：延伸空气探究场景，完善学生空气无处不在的认知。通过课后自主实验，培养学生知识迁移与课外探究能力，实现课堂与生活的衔接。
7.板书设计 一、证明空气存在（证据） 1. 塑料袋装空气 → 有弹性、袋子鼓起 2. 瓶子、粉笔入水 → 水中冒气泡 3. 风吹动植物 → 空气会流动 二、空气的特点 无色、无味、透明、看不见、会流动、很轻、占据空间、易压缩 三、空气 VS 水 相同点：都占据空间、都会流动 不同点：空气看不见、很轻、易变形；水看得见、较重、不易变形
8.作业与拓展学习设计 课堂练习： 一、选择题 1. 下列关于空气的说法，正确的是（ ） A. 空气是看得见、摸得着的气体 B. 空气无处不在，我们周围都充满空气 C. 空旷的地方没有空气 2. 下列现象中，能证明空气存在的是（ ） A. 河水流动 B. 树叶飘动 C. 阳光照射 3. 用塑料袋兜住空气，扎紧袋口后塑料袋鼓鼓的，说明空气（ ） A. 有质量 B. 占据空间 C. 会流动 4. 下列物品中，不能捕捉到空气的是（ ） A. 空塑料瓶 B. 干燥的杯子 C. 实心木块 二、判断题 1. 空气是无色、无味、透明的气体。（ ） 2. 固体、液体会占据空间，空气不会占据空间。（ ） 3. 我们呼吸、植物生长都离不开空气。（ ） 4. 空气只存在于地面上方，高空没有空气。（ ） 三、连线题 风吹动红旗飘扬 对着手心扇风凉凉的 空气会流动 打气筒给气球打气 空气占据空间 空袋子兜住空气变鼓 【参考答案】 选择题：1.B 2.B 3.B 4.C 判断题：1.√ 2.× 3.√ 4.× 连线题 风吹动红旗飘扬 —— 空气会流动 对着手心扇风凉凉的 —— 空气会流动 打气筒给气球打气 —— 空气占据空间 空袋子兜住空气变鼓 —— 空气占据空间 作业布置： 1. 课后实验：把花盆中的土壤放入清水中，观察是否产生气泡，记录实验现象，验证土壤中是否有空气。 2. 生活观察：找出生活中 3 种能证明空气存在的现象，和家人分享发现。 3. 预习下一课内容。
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单元基本信息
单元主题 空气
课标要求 一、核心概念 (一)物质的结构与性质 (十三)工程设计与物化 二、学习内容 1.2空气与水是重要的物质 ④说明空气有质量并占有一定的空间，空气会充满各处。 ⑤观察并描述空气受热上升的现象。 ⑥知道风是一种空气流动的现象，列举生活中常见的形成风的一些方法。 13.3工程是设计方案物化的结果 ⑤知道制作过程应遵循一定的顺序，制作简单的实物模型；尝试发现实物模型的不足，改进并展示。 三、学业要求 ①能说出空气受热会膨胀，风是空气流动的现象；能利用证据说明空气占据空间、充满各处的性质等；能在教师指导下设计方案，观察空气受热上升的现象。 ②能完成实物模型制作，发现实物模型的不足并进行改进。
单元课时设计 8课时
一、单元学习主题分析（体现学习主题的育人价值）
主题名称 空气
单元设计意图 1.本单元主题的提出 空气是生命存续、自然变化的核心物质，是小学物质科学领域重点探究内容。四年级学生可通过呼吸、刮风、充气玩具等生活场景感知空气，具备基础感性经验，但因空气无色、无形、透明的特质，学生认知较为碎片化，普遍存在“空气无质量、不占空间、风凭空产生”等错误前概念，无法科学解释生活中的空气相关现象。 基于学生认知短板与学段规律，教科版四年级上册设置《空气》单元，构建感知、求证、探究和应用的梯度化探究体系，贴合小学生认知发展规律。第1课时以趣味体验感知空气存在，打破学生“看不见即不存在”的误区，筑牢认知基础；第2至4课时通过对照、定量实验，逐一求证空气占据空间、可压缩、有质量三大核心性质，破除认知误区，建构空气的物质概念；第5至7课时延伸探究空气动态规律，研究空气流动、冷热对流特点，科学解读热气球、自然风等自然现象成因；第8课时以自制打气筒工程实践整合全单元知识，实现理论落地与素养升华。 本单元以实证探究为主线，将无形的空气转化为可操作、可验证的实验现象，打通生活与科学的壁垒，帮助学生建立系统的空气物质观念，培养严谨求实的科学品质，落实学科核心素养，同时为后续物质科学、声学、大气知识的学习筑牢基础。 2.本单元对《课程标准》的落实 本单元紧扣义务教育科学课程标准物质科学领域要求，依托对比实验、模拟实验、科学家故事、安全教育、生活科普，落实3~4阶段目标。 科学观念：认识常见物体的某些特征。 科学思维：能在教师引导下，观察并描述具体事物的构成要素，分析并表达要素之间的关系，找到它们之间重要的、共同的特征；利用模型解释简单的科学现象。 探究实践：能在教师引导下，通过对具体现象与事物的观察和比较，提出可探究的科学问题，并基于已有经验和所学知识，从现象和事件发生的条件、过程、原因等方面提出假设，制订简单的探究计划。 能运用感官和选择恰当的工具、仪器，观察并描述对象的外部形态特征及现象，用较准确的科学词汇、统计图表等记录和整理信息，并运用分析、比较、推理、概括等方法，分析结果，得出结论。 制作某种产品的简化实物模型并反映其中的部分科学原理；能发现作品的不足并进行改进。 态度责任：在好奇心驱使下，乐于动手操作感兴趣的事物；知道科学学科的学习与实践要实事求是，能如实记录和报告观察与实验的信息，具有基于事实表达观点的意识；能有依据地质疑别人的观点，尝试运用不同思路和方法完成探究和实践；愿意分享自己的想法，乐于倾听他人观点，改进和完善探究活动。 3.熟悉整套教材内容，明确该单元在整套教材中与其他单元的关系和作用。 4.本单元次级主题的构成及逻辑关系 本单元8课时遵循具象感知、本质探究、规律延伸和综合应用的认知逻辑层层递进。第1课时《感受空气》为启蒙基础，通过趣味体验证实空气存在，搭建感性认知。第2至4课时聚焦核心性质探究，依次验证空气占据空间、可压缩、有质量的特点，破除学生错误前概念，建构空气的物质科学概念。第5至7课时深入探究空气动态规律，先感知空气流动的力量，再探究冷热空气运动特点，最终整合知识推导风的成因，破解单元教学难点。第8课时通过自制打气筒工程实践，整合单元核心知识，实现理论落地与实操结合，同时梳理知识体系、渗透科学精神。整体课时由浅入深、由静到动、由理论到实践，贴合四年级学生具象思维特点，循序渐进完成知识建构、能力培养与素养落地，形成完整的单元探究闭环。
主题学情分析 四年级学生在生活中能感知风、气球、打气筒等空气相关事物，低年级初步认识空气无处不在；具备基础实验操作、小组合作、填写记录单的能力。空气无色透明，学生难以理解空气是物质，对占据空间、有质量、可压缩等抽象性质理解困难；逻辑推理能力较弱，难以通过模拟实验推导风、热气球的形成原理。好奇心强，喜爱动手实验、趣味游戏与手工制作；以具象思维为主，需要将无形空气转化为可视化现象辅助理解；实验操作规范性、用火与器材安全意识有待强化。
开放性学习环境 1.指导性预习：阅读+问题+检测； 2.大单元大概念大任务课堂学习：问题+探究+讲述+整合+实战； 3.现代教育新技术：PPTX+微视频+网络+师生互助
二、单元学习目标设计（基于标准、分析教材、结合学情，体现素养导向）
单元学习目标 科学观念
1. 借助实验证据证实空气真实存在，知道空气无色、无味、会流动、充满各处。
2. 掌握空气三大核心性质：空气占据一定空间、空气占据的空间可被压缩、空气具有质量，能区分空气与水的性质差异。
3. 了解热空气上升、冷空气下沉的规律，理解风是空气流动形成的，能解释热气球、自然风、海风的形成原理。
4. 列举生活中利用空气性质、空气流动力量的实例，知晓空气与人类生产、生活密切相关。
科学思维
1. 观察、对比、归纳实验现象，用实验证据支撑科学观点，建立证据思维。
2. 通过对比实验分析空气与水的异同，提升对比分析、归纳概括能力。
3. 借助模拟实验建构模型，推理自然现象成因，初步形成模型思维与逻辑推理能力。
4. 发现实验、手工制作中的问题，分析原因并尝试提出改进方案。
探究实践
1. 根据探究问题选择生活材料，独立或小组合作完成对比实验、模拟实验。
2. 规范使用实验器材，如实观察、记录现象与数据，熟练填写实验记录单。
3. 完成气球小火箭、空气压缩枪、模拟热气球、自制打气筒等实践活动，掌握简易手工制作技能。
4. 熟练运用对比实验、模拟实验两种基础科学探究方法。
态度责任
1. 保持对空气相关科学现象的探究兴趣，主动参与实验、讨论、制作等课堂活动。
2. 养成实事求是、严谨认真的实验习惯，如实记录实验结果，尊重客观事实。
3. 强化安全意识，规范使用蜡烛、注射器、尖锐工具等器材，知晓孔明灯存在火灾隐患，杜绝危险操作。
4. 学习钱学森等科学家的钻研精神与爱国情怀，树立保护空气、爱护自然环境的意识。
三、学习活动/任务设计（指向学习目标，强调学生的活动与体验）
第1课时 任务1 名称：感知空气存在 结合生活经验，回忆刮风、呼吸、吹气球、扇扇子等现象，初步说一说空气的特点。随后开展体验活动：用塑料袋兜空气、双手捂口鼻呼吸、用书扇风，亲身感受空气可以流动、能被捕捉、时刻围绕在身边。通过多种感官体验，直观感知空气真实存在、无处不在。 设计意图：从学生熟悉的生活场景入手，通过趣味体验将无形的空气变得可感知，激活学生已有经验，消除 “看不见就是没有” 的错误认知，为本课科学探究建立感性基础。
任务2 名称：寻找空气存在证据 以小组为单位开展取证实验。将空塑料瓶、海绵、粉笔等物体放入水中，认真观察物体表面冒出的气泡现象。记录实验现象，小组讨论气泡从哪里来、说明了什么，通过多个实验现象归纳得出：气泡是物体内的空气被水挤出来形成的，以此作为空气存在的有力证据。 设计意图：由感觉存在升级为证据证明存在，培养学生实证意识。利用可视化气泡现象，帮助学生用实验证据验证猜想。
任务3 名称：对比空气和水 学生分别观察装有空气、装有水的密封袋，通过看一看、捏一捏、压一压、晃一晃，从颜色、透明度、是否有固定形状、软硬、流动性、挤压变化等方面进行对比。小组讨论并整理空气和水的相同点与不同点，总结空气的独特特征。 设计意图：通过对比观察帮助学生区分气体与液体的差异，进一步明确空气无色透明、无固定形状、容易流动、质地轻柔的特点，提升学生对比分析、归纳总结的能力。
任务4 名称：土壤中有空气吗 学生先进行猜想：土壤里是否有空气，并说出自己的理由。随后分组实验：将干燥土壤轻轻放入盛水的烧杯中，仔细观察水面是否冒出气泡、土壤是否散开。根据实验现象得出结论，交流讨论土壤里空气的作用，理解植物根系需要土壤中的空气呼吸、生长。 设计意图：拓展空气存在的隐蔽场景，证明不仅空处有空气，土壤缝隙中也存在空气，充分印证空气无处不在的单元核心概念，实现知识迁移与拓展应用。
第2课时 任务5 名称： 猜想质疑 结合生活经验，针对“瓶子竖直压入水中，水能否进入瓶内”的问题大胆猜想，主动表达自身观点，形成探究疑问。 设计意图：制造认知冲突，激发学生探究欲望，聚焦本课核心探究问题，明确课堂学习方向，培养学生敢于质疑、主动思考的科学素养。
任务6 名称：空气占据空间实验 小组合作完成拧紧、拧开瓶盖的塑料瓶入水对照实验，细致观察瓶内小球位置变化，如实记录实验现象，规范完成实验操作。 设计意图：学习对比实验的基本操作方法，通过直观实验现象验证空气占据空间的核心知识点，培养学生细致观察、规范操作、如实记录的实验探究能力。
任务7 名称：小挑战 利用吸管、橡皮泥完成挤水趣味挑战，主动思考实践原理，运用本课知识解决实际问题，小组交流实践心得。 设计意图：实现知识点的生活化应用，让学生体会科学知识的实用性，深化对“空气占据空间”原理的理解，提升知识迁移与实践应用能力。
任务8 名称：总结梳理 全班研讨实验现象与实践结果，梳理实验原理，总结空气占据空间的核心性质，结合生活实例深化认知。 设计意图：整合课堂探究成果，梳理核心知识点，建立知识与生活的关联，帮助学生构建完整的知识体系，提升归纳表达能力。
第3课时 任务9 名称：问题聚焦 回顾上节课空气占据空间的知识，针对“压瓶入水仍有水进入”的特殊现象提出疑问，自主猜想空气占据空间是否可以改变。 设计意图：依托旧知自然衔接新知，引导学生主动发现问题、大胆猜想，层层递进聚焦本课核心探究主题，培养学生的问题意识。
任务10 名称：直观对比 分别挤压装有空气和水的塑料瓶，通过手部触感直观对比两者形态变化的差异，记录自身感知，初步区分空气与水的特性。 设计意图：通过具象化触感体验，让学生形成感性认知，为后续定量实验铺垫基础，培养学生直观观察、对比感知的能力。
任务11 名称：定量实验探究 利用注射器开展空气和水的挤压对比定量实验，观察刻度变化，精准记录实验数据与现象，对比分析实验结果。 设计意图：通过定量实验得出“空气可压缩、水不易被压缩”的科学结论，培养学生精准观察、数据记录、定量分析的科学探究能力，强化证据意识。
任务12 名称：制作空气压缩枪 小组合作制作空气压缩枪，规范开展趣味体验活动，认真学习实验器材使用规则，牢记安全实验要求。 设计意图：通过趣味实践巩固空气可压缩的核心性质，提升学生动手实践能力，同时强化实验安全意识，养成规范、安全的实验习惯。
第4课时 任务13 名称：问题聚焦 结合篮球打气、气球增重等生活场景，自主猜想空气是否具有质量，主动表达自身猜想与依据。 设计意图：立足生活场景导入，拉近科学与生活的距离，激发探究兴趣，明确本课探究核心，培养学生基于生活经验科学猜想的能力。
任务14 名称：检验我们的猜测 规范操作简易天平，观察充气前后天平的倾斜变化，细致记录实验现象，直观感知空气质量的存在。 设计意图：将抽象的空气质量具象化，通过直观实验现象验证猜想，培养学生规范操作实验、观察分析现象的能力，树立科学证据意识。
任务15 名称：测量空气的质量。 以绿豆为参照物，对标称量空气质量，完成从定性观察到定量测量的探究过程，记录量化数据。 设计意图：引导学生建立量化思维，学会简单的定量测量方法，提升科学探究的严谨性，突破空气无质量的认知误区。
任务16 名称：认识更多质量工具 试一试，用生活中的工具称出打进皮球的空气质量，比如电子秤、弹簧秤。 设计意图：拓展活动，旨在帮助学生认识更多测量质量的工具，并学会使用，多渠道寻找空气具有质量的证据，拓展学生视野。
第5课时 任务17 名称：聚焦问题 放飞充气气球，观察气球飞行状态，感受放气过程中气流产生的作用力，初步感知流动空气的力量。 设计意图：通过趣味直观的体验活动，让学生直观感知流动空气具有力量，快速聚焦本课探究主题，激发探究积极性。
任务18 名称：受空气流动的力量 用充满气的气球吹动纸杯。想一想，是什么力量使纸杯移动 设计意图：通过活动亲自体验空气不仅会流动，还具有能量，激发探究兴趣。
任务19 名称：用空气流动的力量。 小组合作组装气球小火箭，反复测试观察气流方向与火箭运动方向的关联，记录运动规律。 设计意图：锻炼学生动手组装、实验测试的实践能力，引导学生自主发现空气流动与物体运动的规律，培养逻辑观察能力。
任务20 名称：集利用空气流动产生力量的例子 小组讨论交流，搜集整理风力发电、帆船航行、风筝飞舞等生活实例，分享空气流动力量的应用场景。 设计意图：建立科学知识与生活的紧密关联，让学生体会科学的应用价值，拓宽知识视野，提升知识迁移能力。
任务21 名称：自制空气炮 制作简易空气炮，有序开展趣味体验活动，严格遵守活动纪律与安全规则，总结实践收获。 设计意图：通过拓展实践深化知识点记忆，进一步感知空气流动的力量，同时强化课堂秩序与安全实操意识。
第6课时 任务22 名称：聚焦问题 观赏热气球实景图片、视频，结合生活见闻猜想热气球升降的原理，主动表达自身猜想与疑问。 设计意图：借助直观情景激发学生探究兴趣，引导学生主动思考热空气的运动特点，聚焦本课核心探究问题。
任务23 名称：模拟制作热气球，探索其中的原因 小组合作利用塑料袋、蜡烛模拟热气球实验，细致观察塑料袋受热、冷却后的升降现象，精准记录，总结热空气上升的科学原理。 设计意图：利用生活化材料完成模拟实验，将热空气上升的抽象规律具象化，精准掌握热气球升降原理，突破知识难点。
任务24 名称：孔明灯 查阅资料，了解孔明灯，说一说孔明灯能留在空中较长时间的原因。 设计意图：了解孔明灯结构和工作原理，认真学习孔明灯的火灾隐患，牢记消防安全知识。
第7课时 任务25 名称：聚焦问题 对比电风扇产生的人造风与大自然的自然风，思考两者差异，提出自然风如何形成的核心探究问题。 设计意图：通过对比辨析制造认知疑问，精准聚焦本课重难点，引导学生主动探究自然风的形成原理，培养思辨能力。
任务26 名称：了解大气环境特点 观察大气温度分布示意图，自主分析地面与高空、不同区域的空气温度差异，梳理温度分布特点。 设计意图：为模拟实验搭建认知支架，帮助学生提前掌握温度差异基础认知，降低后续原理推导的难度，培养读图分析能力。
任务27 名称：模拟风的形成 利用蜡烛、蚊香、塑料筒开展风的形成模拟实验，借助烟雾清晰观察空气流动路线，记录实验现象。 设计意图：通过可视化模拟实验还原冷热空气对流过程，引导学生推理自然风的成因，培养模型建构与逻辑推理的科学思维。
任务28 名称：解释海风形成原因。 结合本课所学的冷热对流原理，对照示意图自主分析海风的形成原因，小组交流分享解读思路。 设计意图：实现知识的迁移与生活化应用，让学生能用所学科学原理解释自然现象，提升知识运用与逻辑表达能力。
第8课时 任务29 名称：明确任务 学生回顾本单元空气能占据空间、可压缩、有质量、会流动等核心性质，明确本节课工程实践任务：利用简易材料制作一个可以正常充气的自制打气筒。结合生活中打气筒的使用场景，思考打气筒工作需要满足的科学条件，清晰梳理制作目标与核心要求。 设计意图：以单元知识为基础，明确工程制作任务与目标，建立科学原理指导实践制作的认知，培养学生任务意识与目标思维，为后续设计制作活动筑牢理论基础。
任务30 名称：设计制作 小组合作开展设计与制作活动，先根据提供的吸管、气球皮、塑料瓶、胶带等材料，讨论绘制简易制作草图，确定打孔、固定、密封的制作方案；再按照规范步骤分工操作，完成打孔、固定单向气球皮、组装密封配件等流程，全程规范操作、互帮互助，自主完成简易打气筒的整体制作。 设计意图：落实工程实践核心环节，锻炼学生方案设计、动手组装、团队协作的能力，引导学生将空气可压缩、占据空间的原理落地应用，实现科学知识与实践操作的深度融合。
任务31 名称：展示交流 各小组依次展示自制打气筒作品，现场演示充气效果，清晰介绍作品结构、制作思路以及对应的空气科学原理。全班开展交流研讨，分享各组制作亮点、实操心得，互相欣赏、互相提问，梳理不同小组作品的优势与特色。同时结合课堂学习，共同梳理本单元8课时核心知识，搭建完整单元知识框架。 设计意图：通过作品展示与交流，锻炼学生语言表达、成果展示能力，实现小组经验共享互补；结合单元知识梳理，帮助学生系统化整合所学内容，构建完整的单元知识体系，夯实单元学习成果。
任务32 名称：评估改进 学生结合作品展示效果，开展自我评估与小组互评，重点从气密性、充气效果、结构稳定性、美观度四个维度评价作品，主动发现漏气、充气卡顿、密封不严等问题。小组集中讨论问题成因，结合空气性质原理研讨优化方案，对作品进行二次调整改进。同时阅读科学家故事，反思学习态度，总结单元学习不足与改进方向。 设计意图：培养学生客观评估、反思纠错、精益求精的科学态度，形成制作、评估和改进的闭环实践思维；结合德育感悟渗透科学精神与家国情怀，全方位落实科学核心素养与单元育人目标。
四、单元学习评价设计
评价要素 针对单元整体描述
评价内容 第 1 课时 感受空气
1. 实验完成度：能否独立完成三组实验，观察到气泡、袋子膨胀等现象；
2. 知识表达：能否说出 2 种以上证明空气存在的方法；
3. 对比能力：能否简单描述空气与水的异同；
4. 常规表现：小组合作、实验记录、课堂纪律情况。
第 2 课时 空气能占据空间吗
1. 实验操作：能否规范完成对照实验，观察小球位置变化；
2. 原理理解：能否根据现象解释 “空气占据空间”；
3. 知识应用：能否完成吸管挤水趣味挑战；
4. 课堂表达：发言逻辑、用词准确性。
第 3 课时 空气占据的空间会改变吗
1. 实验操作：能否完成挤压瓶身、注射器两组对比实验；
2. 结论总结：能否说出空气可压缩、水不易被压缩的特点；
3. 安全规范：游戏过程中是否遵守安全规则；
4. 记录情况：实验数据、现象记录是否完整准确。
第 4 课时 空气有质量吗
1. 器材使用：能否规范操作简易天平；
2. 实验理解：能否看懂绿豆对标空气质量的实验思路；
3. 知识总结：能否得出 “空气有质量” 的结论；
4. 团队协作：小组分工、配合情况。
第 5 课时 空气流动有力量
1. 实践制作：能否完成气球小火箭并描述运动现象；
2. 知识应用：能否列举 3 个以上空气流动的生活应用实例；
3. 规律认知：能否说出气流与物体运动的关系；
4. 参与度：动手、交流积极性。
第 6 课时 我们来做 “热气球”
1. 用火安全：能否规范使用蜡烛完成实验；
2. 现象描述：能否完整说出塑料袋升降变化；
3. 原理理解：能否解释热气球升降的科学原理；
4. 安全认知：是否牢记孔明灯的安全隐患。
第 7 课时 风的成因
1. 实验观察：能否借助烟雾看清空气流动路线；
2. 推理能力：能否说出自然风的形成原因；
3. 知识迁移：能否解释海风的形成原理；
4. 读图分析：对示意图的解读能力。
第 8 课时 自制打气筒 1. 作品制作：打气筒能否正常充气，结构是否完整；
2. 改进能力：能否发现作品问题并提出改进方案；
3. 知识梳理：能否完整回顾单元空气的全部性质；
4. 素养表现：科学家故事感悟、作品展示与互评表现。
评价指标 第1课时《感受空气》
1. 科学观念：知道空气是真实存在的，空气无色、无味、会流动。初步对比认识空气和水的相同点与不同点，了解空气的基本特征。 2. 科学思维：能基于实验现象进行分析、推理，建立从现象、证据到结论的逻辑思维，学会用多种方法证明科学观点。 3. 探究实践：能运用塑料袋、水杯、粉笔、水槽等简单器材设计实验，寻找空气存在的证据。学会用对比实验的方法区分空气和水的异同。 4. 态度责任：乐于参与探究实验，养成细致观察、大胆发言、合作探究的习惯。意识到生活中处处有科学，激发探究空气相关奥秘的兴趣。
第2课时《空气能占据空间吗》
1. 科学观念：掌握“空气占据空间”的核心科学概念，能够结合实验现象和生活实例理解、解释空气占据空间的科学原理，厘清空气占据空间的基本特性。
2. 科学思维：能够针对探究问题大胆猜想，辨析对照实验的探究逻辑，依托实验现象推理科学规律，建立实验现象与科学知识的关联，具备基础思辨能力。
3. 探究实践：能够独立或合作完成对照实验，规范开展实验操作、观察实验变化、记录实验现象，能运用所学知识完成趣味实践应用任务。
4. 态度责任：敢于质疑、主动思考，积极参与课堂研讨与实验探究，严谨对待实验操作，自觉遵守课堂与实验规范，养成实事求是的探究态度。
第3课时《空气占据的空间会改变吗》
1. 科学观念：掌握“空气可被压缩、水不易被压缩”的核心性质，明确空气与水在形态变化上的核心差异，了解压缩空气的基本特点与生活应用价值。
2. 科学思维：能够通过定量实验对比、分析实验现象与数据，归纳不同物质的特性差异，学会通过对比实验总结科学规律，形成基础量化探究思维。
3. 探究实践：能够规范完成挤压实验、注射器定量对比实验，精准观察、记录实验数据与现象，熟练参与趣味实践活动，严格遵守实验安全规则。
4. 态度责任：严谨对待实验记录与操作，重视实验探究的严谨性，自觉遵守实验安全准则，主动反思实验过程中的问题，养成规范探究的良好习惯。
第4课时《空气有质量吗》
1. 科学观念：建立“空气有质量”的科学认知，破除空气无质量的错误观念，知晓空气质量可以通过实验定量测量，掌握本课核心知识。
2. 科学思维：能够基于天平实验现象推导科学结论，理解定量测量的探究思路，学会依托实验证据得出科学观点，培养严谨的实证思维。
3. 探究实践：能够规范操作天平实验器材，细致观察实验变化，完成空气质量定量探究与数据记录，熟练掌握本课核心实验探究方法。
4. 态度责任：严谨对待定量实验，尊重实验数据与客观事实，主动交流实验问题，积极配合小组分工合作，具备良好的团队协作意识。
第5课时《空气流动有力量》
1. 科学观念：知晓流动的空气具有力量，掌握气流方向与物体运动的关联规律，能够列举生活中空气流动产生力量的应用实例，理解空气流动的实用价值。
2. 科学思维：能够结合实践实验现象，归纳空气流动的运动规律，建立实验现象与科学原理的对应关系，提升逻辑归纳与分析能力。
3. 探究实践：能够主动参与趣味体验、作品制作与测试活动，熟练完成气球火箭、空气炮等实践操作，精准观察并记录实验现象。
4. 态度责任：积极主动参与探究实践活动，严格遵守课堂秩序与活动安全规则，乐于分享探究收获与感悟，保持持续的科学探究热情。
第6课时《我们来做“热气球”》
1. 科学观念：掌握热空气上升、冷空气下沉的科学规律，能够科学解释热气球升降的工作原理，了解孔明灯的消防安全隐患，兼具科学认知与安全认知。
2. 科学思维：能够依托模拟实验现象，推理冷热空气的运动规律，结合实验细节分析核心科学原理，形成现象观察、逻辑推理的科学思维模式。
3. 探究实践：能够规范、安全完成热气球模拟实验，通过多感官观察实验变化，完整记录实验现象与结果，熟练完成本课探究任务。
4. 态度责任：严格遵守用火安全实验规范，牢固树立消防安全意识，认真细致完成实验探究，主动反思实验过程中的不足与问题。
第7课时《风的成因》
1. 科学观念：掌握冷热空气对流的基本规律，明确自然风是空气流动形成的，能够完整阐述风的形成原因，可自主解释海风等自然对流现象。
2. 科学思维：能够借助模拟实验建构空气对流模型，通过实验现象自主推理自然风的形成原理，具备基础的模型建构与逻辑推理能力。
3. 探究实践：能够细致观察烟雾流动轨迹与空气对流现象，完整记录实验过程与实验结果，熟练完成风的形成模拟探究，学会解读温度示意图。
4. 态度责任：主动探究自然科学奥秘，积极参与课堂研讨与实验探究，严谨对待每一个实验环节，乐于思考、善于交流，保持探究主动性。
第8课时《自制打气筒+单元小结》
1. 科学观念：系统整合单元空气的全部核心性质，熟练掌握自制打气筒的工作原理，构建完整的单元知识体系，实现单元知识的系统化认知。
2. 科学思维：能够结合单元所学知识分析实践作品的缺陷与问题，自主思考作品优化、改进方案，培养问题反思、创新优化的科学思维。
3. 探究实践：能够独立或合作完成打气筒的制作、测试与优化，保障作品正常使用，能够系统梳理、回顾单元全部核心知识，完成单元知识整合。
4. 态度责任：认真打磨实践作品，秉持精益求精的探究态度，主动学习科学家钻研精神与爱国情怀，梳理单元学习收获，树立良好的科学探究信念与责任意识。
评价方法 课上评价 1.教师激励评价 2.学生自我反思评价 3.成果展示，学生互评：赞赏性评价和质疑性评价 5.使用评价量化表，延时评价 课后评价 1.课时作业 2.单元测试
五、单元作业设计
一、填空题（每空2分，共20分） 1. 空气是一种看不见、摸不着的_______，它_______（填“占据”或“不占据”）空间。 2. 空气具有一定的________，可以用简易天平验证。 3. 空气占据的空间________（填“可以”或“不可以”）改变，空气容易被________，水不易被压缩。 4. 空气受热后会________，受冷后会________。 5. 风是由________流动形成的。 6. 压缩的空气具有________，可以制作空气炮、打气筒等物品。 二、判断题（每题2分，共20分，对的打“√”，错的打“×”） 1. 空气是无色、无味、透明的气体，只存在于天空中。（ ） 2. 空瓶子里面什么东西都没有。（ ） 3. 空气占据空间，所以竖直压入水中的密封瓶子，水很难进去。（ ） 4. 空气没有质量，所以我们感受不到它的重量。（ ） 5. 挤压装满水的塑料瓶，瓶内水的体积几乎不会变化。（ ） 6. 热气球能上升，是因为热空气比冷空气轻。（ ） 7. 空气流动会产生力量，能推动物体运动。（ ） 8. 自然风的形成与空气的冷热对流无关。（ ） 9. 打气筒是利用空气可压缩的原理工作的。（ ） 10. 孔明灯存在火灾隐患，不可以随意燃放。（ ） 三、选择题（每题3分，共30分） 1. 下列方法不能证明空气存在的是（ ） A. 吹气球 B. 看树叶飘动 C. 观察静止的石头 2. 将带盖塑料瓶竖直压入水中，水进不去瓶内，主要原因是（ ） A. 瓶子很硬 B. 空气占据瓶内空间 C. 水的浮力太大 3. 对比空气和水，下列说法正确的是（ ） A. 空气可压缩，水不易压缩 B. 水和空气都不能压缩 C. 水和空气都容易压缩 4. 用天平做空气质量实验，充气后的气球会（ ） A. 一端上扬 B. 一端下沉 C. 保持平衡 5. 下列现象利用了空气流动有力量的是（ ） A. 风筝飞翔 B. 蜡烛燃烧 C. 水结冰 6. 热气球升空的主要原理是（ ） A. 空气有质量 B. 热空气上升 C. 空气能占据空间 7. 自然风形成的根本原因是（ ） A. 人类活动 B. 空气冷热对流流动 C. 地球自转 8. 下列关于压缩空气说法错误的是（ ） A. 压缩空气有弹性 B. 压缩空气没有力量 C. 打气筒用到压缩空气原理 9. 关于空气的特点，描述错误的是（ ） A. 无处不在 B. 会流动 C. 有固定形状 10. 海边白天海风从大海吹向陆地，原因是（ ） A. 陆地空气热、上升，海面冷空气补充过来 B. 海面空气热、上升 C. 与空气冷热无关 四、简答题（每题7分，共14分） 1. 请简单说说空气具有哪些主要特点？（至少写出4点） 2. 简要说说大自然中风是怎样形成的？ 五、实验探究题（每空2分，共16分） 在“风的成因”模拟实验中，用到蜡烛、蚊香、塑料筒等材料，请根据实验完成填空。 1. 实验中，蚊香的作用是让________可视化，方便观察。 2. 点燃蜡烛后，筒内空气被加热，热空气会________，筒内气压变低，筒外的________空气会流入筒内，形成________。 3. 熄灭蜡烛后，温差消失，________也随之消失。 4. 该实验说明：空气受热会________，受冷会________，冷热空气的________形成了风。 参考答案及评分标准 一、填空题（每空2分，共20分） 1. 物质；占据 2. 质量 3. 可以；压缩 4. 上升；下沉 5. 空气 6. 力量（弹力） 二、判断题（每题2分，共20分） 1.× 2.× 3.√ 4.× 5.√ 6.√ 7.√ 8.× 9.√ 10.√ 三、选择题（每题3分，共30分） 1.C 2.B 3.A 4.B 5.A 6.B 7.B 8.B 9.C 10.A 四、简答题（每题7分，共14分） 1. 答：空气无色、无味、透明；无处不在、会流动；能占据空间；有质量；可以被压缩。（写出4点即可得满分） 2. 答：大自然中，不同区域的空气受热温度不同，热空气上升，冷空气下沉、流动补充，空气的冷热对流流动，就形成了自然风。 五、实验探究题（每空2分，共16分） 1. 空气流动 2. 上升；冷；风 3. 风 4. 上升；下沉；流动（对流）
六、单元教学结构图
七、反思性教学改进（实施后填写）
实施后填写
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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