资源简介

(共25张PPT)
教科版四年级上册
第一单元《空气》
提出和聚焦问题
把空的塑料瓶倾斜压入水中，
瓶口有气泡冒出，水会进入瓶内。
瓶口竖直向下压入
水中时，水能够进
入瓶内吗 ？
寻找空气存在的证据
空气能占据空间吗 ？
剪掉空塑料瓶的下半部分，将上半部分竖直
压入水中，水会进入瓶子里吗？用这个实验
来检验我们的推测。
寻找空气存在的证据
空气能占据空间吗 ？
压杯入水实验步骤：
拧紧瓶盖，慢慢将塑料
瓶的上半部分压入水中，
观察小球的位置并记录。
拧开瓶盖，把空气放出
来，观察小球的位置有
什么变化并记录。
向瓶中注入空气，瓶中的水
位会发生什么变 化 ？观 察
现象并记录。
空气能占据空间吗 ？
压瓶入水实验步骤（实验视频）
空气能占据空间吗 ？
瓶中注入空气实验（实验视频）
向瓶中注入空气，瓶中的水
位会发生什么变 化 ？观 察
现象并记录。
压瓶入水实验记录
拧紧瓶盖，慢慢将塑料
瓶的上半部分压入水中，
观察小球的位置并记录。
实验观察记录：
第一个实验
水很难大量进入瓶内，瓶底的红色小
球基本停留在瓶子底部，不会上浮；
实验现象：
瓶子整体会受到向上的浮力，按压时能明显感受到一股向上的阻力。
压瓶入水实验记录
实验观察记录：
第二个实验
拧开瓶盖，把空气放出
来，观察小球的位置有
什么变化并记录。
水顺着瓶口快速涌入塑料瓶内部，瓶内水位明显上升
瓶底的红色小球随着进水慢慢向
上浮起来，靠近瓶口位置
按压瓶子的阻力明显变小，不再有很强向上顶手的感觉。
压瓶入水实验记录
实验观察记录：
第三个实验
能清晰看到有水从瓶口往外涌出
向瓶中注入空气，瓶中的水
位会发生什么变 化 ？观 察
现象并记录。
瓶内的水会被空气挤压，从瓶口向外排出，瓶中水位快速下降
瓶里的红色小球随着水位下降，重新落回瓶子底部
压瓶入水实验记录
实验原理：
瓶盖拧紧后瓶内空气密闭，空气占据
瓶内空间，阻挡水进入，小球被空气
隔绝在瓶底。
拧开瓶盖，瓶内空气能排出，原本被
空气占据的空间空出来，水就能进入
瓶中，小球受水的浮力上浮。
空气会占据空间，不断往瓶内打入空气，
空气挤占了水的空间，水就被空气挤出
瓶子，水位下降后小球失去水的浮力，
下沉到瓶底。
实验总结论：
空气会占据空间，空气和水不
能同时占据瓶子里的同一处空间。
总结研讨
瓶中水位的变化是怎样产生的 ？
同学们！你们知道
什么叫《水位》吗？
水平线又是什么 ？
瓶中水位的变化是怎样产生的？
现象原理
瓶盖拧紧后瓶内空气密闭，空气占据瓶内空间，阻挡水进入
拧紧瓶盖
水位变化
水很难大量进入瓶内部
水位变化的本质是空气和水争抢瓶内空间
瓶中水位的变化是怎样产生的？
现象原理
拧开瓶盖，瓶内空气能排出，原本被空气占据的空间空出来，水就能进入瓶中
拧开瓶盖
水位变化
水顺着瓶口
快速涌入
水位变化的本质是空气和水争抢瓶内空间
空气能占据空间吗？
还有其他方法
可以证明空气
的这一性质吗？
空气能占据空间。本实验里的空气
会阻挡水进入瓶子，就能直接证明。
其他证明方法：
纸巾不湿实验
气球吹入塑料瓶实验
空气能占据空间其他证明方法
实验一：纸团会湿吗 ？
把纸窝成团，然后塞
进玻璃底部，压紧
杯口向下，竖直地倒扣在
装有一定水的水槽中
空气能占据空间其他证明方法
实验一：纸团会湿吗 ？
竖直移出，擦干杯口，
观察：杯子里的纸团湿了吗？
没湿
空气能占据空间其他证明方法
压杯入水实验步骤（实验视频）
空气能占据空间的其他证明方法
如果把气球套入瓶
内，然后对着气球
吹气，瓶里的气球
能够被吹大吗？
吹套在瓶子里的气球
空气能占据空间的其他证明方法
实验现象：
气球吹不大
实验原理：
瓶内空气占据了
一定的空间
自制简单饮水装置
我们用空气占据
空间的原理能否
做一个饮水机 ？
自制简单饮水装置
自制饮水机原理（实验视频）
空气能占据空间吗 ？
板书设计
1.拧紧瓶盖 → 空气密闭 → 水难进 → 球不上浮
2.拧开瓶盖 → 空气排出 → 水进入 → 球上浮
3.注入空气 → 空气挤占空间 → 水被挤出 →
球下沉空气和水不能同时占据同一空间
布置作业
同学们！汽车
轮胎打气应用了
空气的什么性质
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版 权 声 明《1.2 空气能占据空间吗》教学设计
一、教材分析
本课为本单元第二课时，承接第一课《感受空气》，在学生认识空气无色、会流动、有质量等基础上，聚焦核心概念 —— 空气能占据空间，是建构空气物质属性的关键一课。
教材遵循 “生活类比 — 对比实验 — 研讨验证 — 拓展应用” 逻辑：先用食盐、水占据玻璃杯空间做具象铺垫，再设计带瓶盖塑料瓶浮球实验、杯底纸团入水实验两组核心探究活动，直观证明空气占据空间；最后设置 “空气挤水” 拓展挑战，深化学生对空气挤占空间现象的理解。
本课实验操作简单、现象反差明显，为后续学习空气可压缩、空气有重量打下核心认知基础，完整建立 “空气是真实物质，会占据空间” 的科学观念。
二、学情分析
经过《感受空气》学习，四年级学生已能通过冒泡、吹风等现象证明空气存在，知道空气无色、很轻、会流动，但普遍存在认知误区：认为空气看不见，不会占据空间，水可以随意进入空容器。
学生动手探究欲望强，能完成简单分组实验，但难以自主解释水位、纸团干湿变化背后的原理，逻辑推理能力较弱。借助小球、纸团等可视化道具，可将看不见的空气空间转化为看得见的水位变化，贴合四年级具象思维特点；同时对比两组不同实验，帮助学生归纳统一结论，完善物质认知。
三、课标分析
本课依据 2022 版义务教育科学课程标准物质科学领域要求：认识空气是一种物质，空气会占据一定空间；能利用简单工具完成对比实验，根据实验现象推理得出科学结论。
落实科学观念、科学思维、探究实践、态度责任四维核心素养，引导学生通过实证推翻原有错误认知，建立物质均会占据空间的统一认知，体会空气性质在生活中的应用。
四、四维核心素养教学目标（2022 新课标）
1. 科学观念
知道固体、液体、空气都会占据空间，空气虽然看不见，但同样占据容器内的空间；
理解空气进出容器会改变水位：空气流出，水进入；空气注入，水被挤出。
2. 科学思维
能根据小球位置、纸团干湿等实验现象，推理空气占据空间；
对比塑料瓶实验、纸团杯实验，归纳统一结论，形成证据意识；
能解释拓展实验中空气把水挤出的原理。
3. 探究实践
规范完成带盖塑料瓶压水实验，分三步观察、记录小球位置变化；
独立操作纸团倒扣入水实验，观察纸团干湿情况，收集实验证据；
小组合作完成拓展 “空气挤水” 挑战实验，掌握密封、吹气操作要点。
4. 态度责任
实验中轻拿轻放器材，缓慢操作，如实记录现象，养成严谨实验习惯；
乐于小组合作交流，主动分享实验发现；
了解空气占据空间原理在生活中的应用，体会科学知识服务生活。
五、教学准备
教师教具
教学 PPT、水槽、剪去下半部分的塑料瓶、乒乓球、打气筒、注射器、塑料杯、纸巾、泡沫漂浮物、半瓶矿泉水、橡皮泥、两根吸管
学生分组材料
水槽、半截塑料瓶、乒乓球、带盖塑料瓶、纸巾、一次性塑料杯、泡沫碎、矿泉水瓶、橡皮泥、两根吸管、实验记录单
六、教学过程（完全匹配 PPT 内容）
（一）聚焦导入（6 分钟）
出示玻璃杯，分别倒入食盐、水，提问：是什么占据了玻璃杯内部空间？学生回答食盐、水。
演示实验：空塑料瓶倾斜压入水中，瓶口冒出气泡，水进入瓶内。
抛出思考问题：如果瓶口竖直向下压入水中，水能进入瓶内吗？引发学生猜想，板书课题《空气能占据空间吗》。
（二）探索活动一：塑料瓶浮球对比实验（16 分钟）
实验准备：剪掉塑料瓶下半部分，瓶内放入乒乓球浮于水面，明确实验三步操作与安全提示。
温馨提示：
①压瓶子动作缓慢，防止水溅出；
②瓶盖拧紧不漏气；
③平视观察小球位置；
④使用打气筒 / 注射器注空气，禁止用嘴吹。
分组分步操作并记录：
①拧紧瓶盖，缓慢压入水中，观察小球位置；
②拧开瓶盖释放空气，观察小球位置变化；
③向瓶内注入空气，再次观察水位、小球变化。
小组汇总记录，师生小结：空气能占据空间。拧紧瓶盖空气无法跑出，水进不去；开盖空气流出，水进入；注入空气，空气又将水挤出去。
（三）探索活动二：纸团入水验证实验（10 分钟）
补充探究方法，操作步骤：
①在塑料杯底部粘紧纸团；
②水槽水面撒泡沫漂浮物，便于观察水位；
③杯子竖直倒扣全部压入水中，再竖直取出。
学生观察现象：杯底纸团没有打湿。
原理分析：杯内充满空气，空气占据杯子空间，水无法接触纸团，再次证明空气占据空间。
（四）研讨交流（7 分钟）
研讨 1：瓶内水位、小球位置发生变化的原因是什么？
答：瓶内空气占据空间，空气流出，水占据空间；空气注入，挤走水，水位随之改变。
研讨 2：空气能占据空间吗？除塑料瓶实验外还有什么证明方法？
答：空气能占据空间；杯底纸团倒扣入水不潮湿，同样可以证明。
（五）拓展挑战：空气挤水小实验（4 分钟）
出示材料：半瓶水、橡皮泥、两根吸管，提出任务：不倾斜瓶子，利用空气把水挤出来。
分步操作讲解：
①两根吸管插入瓶内，一根浸水中，一根在水面上方；
②橡皮泥密封瓶口，不留缝隙；
③向无水的吸管持续吹气；
④空气进入瓶内挤压水面，水从另一根吸管流出。
学生分组尝试操作，直观感受空气挤占空间挤出水分。
七、板书设计
1.2 空气能占据空间吗
固体、液体都会占据空间
实验 1：塑料瓶 + 乒乓球
拧紧瓶盖→空气不出→水进不去
拧开瓶盖→空气跑出→水进入
注入空气→空气挤水→水位下降
实验 2：杯底纸团
空气占满杯子→水无法进入→纸团不湿
结论：空气能占据空间
拓展：吹气进瓶，空气挤出水
八、教学反思（约 200 字）
本课以两组对比实验为主线，可视化小球、纸团有效化解 “看不见空气” 的认知难点，学生参与热情较高，多数能通过现象得出空气占据空间的结论。课堂存在两处不足：部分小组瓶盖密封不严，出现漏气干扰实验现象；拓展实验中橡皮泥封口操作难度大，耗时较长。其次少数学生只能描述现象，无法独立用 “空气占据空间” 解释原理。后续教学可提前准备密封完好的瓶子，简化橡皮泥操作示范；增加小组说理环节，引导学生完整表述实验逻辑，进一步落实科学思维与严谨探究的态度责任素养。
九、课后作业设计
（一）基础习题（3 填空 + 2 选择）
填空题
食盐、水、空气都会\\__容器内的空间。
塑料杯底粘纸团竖直压入水中，纸团不会湿，是因为\\__占据了杯内空间。
向密封水瓶吹气，空气增多会把\\__从吸管挤出来。
选择题
拧紧瓶盖的半截塑料瓶竖直压水里，乒乓球位置不变，原因是（）
A. 水太重 B. 瓶内空气占空间 C. 乒乓球浮着
做空气挤水实验，橡皮泥作用是（）
A. 加重瓶子 B. 密封瓶口，防止空气跑出 C. 堵住水管
（二）开放性实践作业
同学们！汽车轮胎打气应用了空气的什么性质
参考答案
填空：1. 占据 2. 空气 3. 水
选择：1.B 2.B《空气能占据空间吗》第一课时
无声试讲逐字稿
（提示：逐字稿仅为参考，自己的发挥和创新思路才是最重要的）
师：同学们，上课！大家先看老师手里拿一个空塑料瓶，现在我把这个瓶子倾斜着压进水槽里，仔细观察瓶口会出现什么现象？（教师演示倾斜压瓶入水） 生：瓶口冒出好多气泡，水还跑进瓶子里面了！ 师：观察得特别仔细！那老师现在有一个疑问，如果我把这个空瓶子竖直向下、瓶口朝下，直直压到水里，水还能大量进到瓶子里面吗？大家先来猜一猜。 生 1：我觉得水能进去一点！ 生 2：我认为水进不去，瓶子里好像有东西挡住了。 师：大家都有自己的猜想，瓶子里明明看起来空空的，到底是什么东西挡住水呢？今天我们就一起来探究核心问题 —— 空气能占据空间吗？（板书课题） 师：为了方便我们观察瓶内水面变化，老师提前在瓶子里放了一个红色小球，小球会漂浮在水面，小球的位置变化，就能告诉我们水有没有进到瓶子里。我们今天就用剪掉下半部分的塑料瓶上半段，搭配小球、水槽来做三组对比实验，验证我们的猜想。
二、探索活动一：拧紧瓶盖，压瓶入水
师：首先我们进行第一个实验，大家看实验步骤，第一步把瓶盖拧紧，保证瓶子完全密封，接着慢慢把瓶子竖直压入水中，全程保持瓶口朝下，仔细观察小球位置、按压瓶子的手感，等下做好实验记录。现在四人小组分发器材，每组水槽、去底塑料瓶、乒乓球、瓶盖，开始操作，分工：1 人操作、1 人观察、1 人记录、1 人汇报。 （学生分组动手实验，教师巡视指导） 师：好，时间到！哪个小组先来分享你们看到的现象？ 小组代表：我们拧紧瓶盖往下压瓶子，红色小球一直待在瓶子底部，没有往上浮；而且我们往下按的时候，明显感觉有一股力量往上顶手，很难把瓶子完全按进水里，水几乎没有进到瓶子里。 师：说得非常完整！老师再重复一遍实验现象：瓶盖拧紧，瓶内空气被密封住，水很难大量进入瓶内，小球停留在瓶底，按压瓶子有明显向上的阻力。那大家思考一下，为什么水进不来？ 生：瓶子里有空气，空气占了瓶子的地方，水就进不去了。 师：总结得很棒！拧紧瓶盖后，瓶内空气跑不出去，空气占据了瓶子内部全部空间，把水隔绝在外，所以小球没有水托着，只能待在底部。大家把这个现象记录在实验记录表 “拧紧瓶盖” 一栏。
三、探索活动二：拧开瓶盖，释放空气
师：接下来我们做第二组对照实验，不用拿出瓶子，直接把瓶盖拧开，继续保持瓶子压在水中，仔细观察小球、水位、按压手感的变化，和刚才拧紧瓶盖的现象对比。小组继续操作。 （学生动手实验，教师巡回提醒学生不要大幅度晃动瓶子） 师：停止实验，谁来说说拧开瓶盖后发生了什么？ 生：一拧开瓶盖，水一下子从瓶口冲进瓶子，瓶里水位变高了，乒乓球跟着水往上浮，漂到瓶口附近；而且现在按瓶子一点阻力都没有，不会往上顶了。 师：观察十分细致！我们梳理现象：拧开瓶盖后，瓶内空气顺着瓶口跑出去，原本空气占着的空间空了出来，水立刻涌入瓶内；小球漂浮在上升的水面上，同时没有空气阻挡，按压瓶子的阻力消失。 师：大家思考，水位上升的根本原因是什么？ 生：空气跑走了，空出空间，水就进去占据空间了。 师：没错，水位变化本质就是空气和水在争抢瓶子里的空间。现在把本组观察到的现象填写在记录表 “拧开瓶盖” 一栏。
四、探索活动三：向瓶内注入空气，挤出水分
师：现在我们做第三个拓展实验，保持瓶子压在水中，用打气筒往瓶子里面打入空气，观察水位和小球又会怎么变化？大家认真看瓶口有没有水流出来。 （学生分组打气、观察） 师：谁来汇报第三组实验现象？ 小组代表：我们往瓶里打气，瓶口不断有水涌出来，瓶子里水位快速下降，红色小球跟着水位往下落，又回到瓶底了。 师：完全正确！我们分析原理：持续往瓶内注入空气，新增的空气会挤占瓶内水的空间，水没有地方待，就只能从瓶口被挤压排出；水位下降后，小球失去水的浮力，重新落回瓶底。大家把现象记录在记录表 “注入空气” 一栏。 师：现在结合三组实验，谁能总结我们的共同发现？ 生：空气会占据空间，空气和水不能同时待在瓶子同一个地方。 师：这就是本节课核心结论！空气能占据空间，空气、水会互相挤占容器内的空间，一方占据，另一方就无法停留。
五、研讨交流，理解水位与水平线
师：现在我们开展研讨，第一个问题：瓶中水位的变化是怎样产生的？先搞懂两个名词，什么是水位？什么是水平线？ 师：水位，指容器里水面距离容器底部的高度；当水静止不动时，不管容器怎么倾斜，水面都是平直的，这条平直的水面线，就叫水平线。大家记住这两个概念。 师：我们分三种情况梳理水位变化： 第一种，拧紧瓶盖：空气密闭占满瓶内空间，水进不来，瓶内水位很低； 第二种，拧开瓶盖：空气排出，空间空出，大量水涌入，水位升高； 第三种，打入空气：空气挤占水的空间，水被挤出，水位快速下降。 师：所以所有水位变化，根源都是空气和水争抢瓶内的空间。
六、拓展验证：其他证明空气占据空间的小实验
师：除了我们今天的压瓶实验，还有两个经典小实验，同样能证明空气占据空间，我们一起来看一看。
实验 1：纸团不湿实验
师：第一步，把纸团紧紧塞进玻璃杯底部压紧；第二步，杯口竖直朝下，完全倒扣进水槽；第三步，垂直拿出杯子，擦干杯口。大家猜猜纸团湿了吗？ 生：没湿！ 师：没错，杯子里装满空气，空气占据杯内空间，水无法进入碰到纸团，所以纸保持干燥，直接证明空气占据空间。
实验 2：瓶内吹气球实验
师：把气球塞进塑料瓶内部，气球口套在瓶口，现在大家试着往气球里吹气，能把气球吹大吗？ 生：吹不大！ 师：原理很简单，瓶子内部充满空气，空气占据了瓶内全部空间，气球没有膨胀的位置，所以再用力也吹不大，再次验证空气会占据空间。
七、拓展挑战：自制简易饮水装置
师：接下来我们来一个动手小挑战，桌上有半瓶水、橡皮泥、两根吸管，不倾斜瓶子，怎么利用空气占据空间的原理，把水从瓶子里挤出来？ 师：提示大家：一根吸管露出水面进气，另一根吸管伸到水底，用橡皮泥密封瓶口。从进气吸管吹气，空气进入瓶内挤占空间，水就会从另一根吸管被压出来，这就是简易饮水机的工作原理，课后大家可以动手制作。
八、课堂总结 + 板书梳理
师：我们整体回顾本节课内容，看板书梳理三点：
拧紧瓶盖→空气密闭占据空间→水难进入，小球沉底；
拧开瓶盖→空气流出腾出空间→水涌入，小球上浮；
注入空气→空气挤占水的空间→水被挤出，小球下沉。 总结论：空气能占据空间，空气和水不能同时占据同一处空间。

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