资源简介

(共23张PPT)
教科版四年级上册
第一单元《空气》
提出和聚焦问题
把空塑料瓶瓶口朝下竖直压入水中，没有
气泡产生，但还是有少量的水进入瓶子里。
空气占满了瓶子的空间，为什么还是少量的水进入呢？
寻找空气存在的证据
检 验 我 们 的 猜 测
同学们说一说！空气占满的瓶子为什么还是少量的水进入呢？
寻找空气存在的证据
空气和水、石块一样，都能占据空间吗？
装水的塑料瓶被挤压后变化很小
装空气的塑料瓶被挤
压后变瘪了，空气被
压缩了吗？
用手分别挤压装满空气和水的塑料瓶，说一说感觉有什么不同。瓶中的空气和水占据的空间发生变化了吗？
寻找空气存在的证据
用注射器研究空气和水占据的空间
针筒
活塞
刻度
注射器
借助注射器，你发现空气有什么特征？
实验前，可以先预测一
下结果并 说一说 理由。
用注射器研究空气和水占据的空间
如何公平地比较水和
空气是否可以被压缩 ？
水和空气的量要相同（10ml）
要用相同的力
堵住注射器，避免水和空气泄漏
用注射器研究空气和水占据的空间
空气能否压缩空气（实验视频）
用注射器研究空气和水占据的空间
用两个相同的注射器分别抽
进同样多的空气和水，记录
注射器的初始刻度。
用手堵住注射器管口，慢慢
用力压活塞，直到压不动为
止，观察并记录此时的刻度。
用注射器研究空气和水占据的空间
在实验记录单中画出水和空气的初始刻度以及你的猜测，用“_____”表示活塞位置。
用注射器研究空气和水占据的空间
观察1：记下初始刻度，堵住管口，慢慢用力向下压活塞，手不放开，记录水和空间占据空间的变化情况，然后松开手，观察有什么变化？
记录初始刻度
记录占据空间变化情况
向下压活塞
且手不放开
放开手
观察活塞的变化
用注射器研究空气和水占据的空间
水：活塞不变，数值几乎不变化
往下压！
空气：活塞下降到六分
用注射器研究空气和水占据的空间
我发现：水不容易被压缩，空气很容易被压缩，且压缩的空气有弹性。
用示意图解释注射器内空气和水占据空间的变化
开始时
向下压
向上拉
空气是有一个个微粒组成的，我们可以用○表示一个个的微粒。
原来，空气微粒之间的距离是很容易改变的，因此很容易被压缩。在压缩过程中，微粒的大小和数量保持不变。
用注射器研究空气和水占据的空间
观察2：慢慢用力向上拉活塞，手不放开，再次记录水和空间占据空间的变化情况，然后松开手，观察又有什么变化。
记录初始刻度
记录占据空间变化情况
向上拉活塞
且手不放开
放开手
观察活塞的变化
总结研讨
根据注射器实验我们可以推测，在探索 2 中当我们挤压装空气的
塑料瓶时，瓶中的空气被压缩了，这样说对吗？说一说理由。
说法是对的。
理由：空气容易被压缩，挤压塑料瓶时，
瓶内空气微粒之间的间隙变小，空气占
据的空间缩小，瓶子变瘪，所以瓶里的
空气被压缩了；而水很难被压缩，挤压
装满水的瓶子几乎不会变形，也能反向
证明空气可压缩。
将装满空气的塑料瓶倒扣入水中，为什么还会有水进入瓶中 ？
因为空气能够被压缩。塑料瓶
倒扣水里时，水的压力挤压瓶
内空气，空气微粒间距缩小、
体积变小，腾出了空间，所以
水就能进入瓶子里。
鼓起来的皮球为什么还可以继续充入空气？
空气可以被压缩。皮球鼓起来只是里面有一部分空气，空气微粒之间
还有很大空隙，继续打气时，新的空气能挤进球内，空气微粒间隙进
一步缩小，皮球就会变得更鼓，因此还能继续充入空气。
扩展提升
制作空气压舱枪
安全提示
游戏时，注射器管口不能对着别人哦！
1.在注射器内吸入一些空气。
2.将橙子皮堵在注射器管口。
3.用力压活塞，橙子皮就会像
子弹一样弹出去。
制作步骤：
制作空气压舱枪
制作空气压舱枪（实验视频）
空气占据的空间会改变吗 ？
板书设计
一、对比实验
1.塑料瓶挤压：空气瓶易变瘪；水瓶几乎不变
注射器实验
空气：可压缩、有弹性，活塞能回弹
水：不可压缩，活塞不动
二、微观解释
下压→间隙变小（压缩）
上拉→间隙变大（扩张）
布置作业
回家和爸爸妈妈一起完成
注射器压缩空气小实验，
把空气可以被压缩的原理
讲给家人听《1.3 空气占据的空间会改变吗？》教学设计
一、教材分析
本课是单元第三课时，承接前两课《感受空气》《空气能占据空间吗》，在学生建立 “空气占据空间” 认知基础上，进一步探究空气占据的空间可以被压缩、扩张，水占据的空间不易改变这一核心概念。
教材以生活疑问导入：空瓶压入水中仍有水进入，引发探究；通过挤压塑料瓶、注射器对比两组分层实验，借助微粒模型直观解释压缩原理；研讨环节回扣导入问题，结合皮球充气生活实例巩固知识；最后设计空气压缩枪趣味拓展实验，实现理论与实践结合。
本课微粒模型是学生初次接触微观视角解释物质变化，为后续空气有质量、空气应用等内容铺垫，是搭建宏观现象到微观解释的关键一课。
二、学情分析
四年级学生已知空气会占据空间，但普遍认为空气所占空间固定不变，无法理解 “压缩空气”；生活中接触皮球、打气筒，却不能用科学原理解释现象。学生动手操作能力较强，注射器实验操作简单、现象直观，符合具象思维特点；但难以自主想象空气微粒、微粒间隙等微观概念，需要画图建模辅助理解。同时学生区分不开空气和水的压缩差异，需通过对照实验对比归纳，建立清晰认知。
三、课标分析
依据 2022 版义务教育科学课程标准物质科学领域要求：知道空气占据的空间可改变，水占据的空间难以改变；能运用对比实验收集证据，借助简单模型解释物质变化现象。
落实科学观念、科学思维、探究实践、态度责任四维核心素养，引导学生通过实验对比得出结论，建立微观微粒模型思维，理解压缩空气在生活中的用途，树立规范、安全开展实验的意识。
四、四维核心素养教学目标（2022 新课标）
1. 科学观念
空气占据的空间容易被压缩、扩张；水占据的空间很难发生变化。
压缩空气具有弹性，空气微粒间存在间隙，压力改变会让间隙大小改变。
能解释空瓶压水进水、皮球持续充气等生活现象。
2. 科学思维
通过注射器刻度变化对比，推理空气可压缩、水不可压缩；
利用圆圈微粒示意图建模，从微观角度解释空气体积变化；
运用本课结论解答导入疑问、生活实例，做到证据与结论对应。
3. 探究实践
完成挤压装空气、装水塑料瓶对比实验，描述两者形变差异；
规范操作注射器对照实验，记录空气、水受压前后刻度；
安全制作空气压缩枪，体验压缩空气的力量，遵守实验安全规则。
4. 态度责任
实验如实记录刻度数据，不篡改现象，养成实证严谨的探究习惯；
小组合作有序操作器材，轻拿轻放注射器、塑料瓶；
牢记空气压缩枪安全规范，管口不对人，树立实验安全责任意识；感受压缩空气的生活价值，体会科学服务生活。
五、教学准备
教师教具
教学 PPT、空塑料瓶、装满水塑料瓶、相同注射器 2 支、清水、记录单、白板（画微粒示意图）、橙子皮、空气压缩枪演示器材
学生分组材料
塑料瓶（空、装满水各 1 个）、2 支相同注射器、清水、水槽、实验记录单、橙子皮小块
六、教学过程（完全匹配 PPT 内容）
（一）聚焦导入（5 分钟）
教师演示：空塑料瓶瓶口朝下竖直压入水中，无大量气泡，但有少量水进入瓶内。
抛出核心思考：明明空气占满瓶子空间，为什么还能进去少量水？学生自由发言猜想。
板书课题：1.3 空气占据的空间会改变吗？引出本节课探究任务。
（二）探索探究活动（18 分钟）
活动 1：挤压塑料瓶对比
分组操作：分别用力挤压装满空气、装满水的塑料瓶。
观察现象：装空气的瓶子明显变瘪；装水的瓶子几乎无变化。
提问思考：空气和水占据的空间是否发生变化？学生初步感知空气能被压缩。
活动 2：注射器标准对比实验
实验步骤：
①取两支相同注射器，分别抽取等量空气、水，记录初始刻度；
②手指堵住注射器管口，缓慢下压活塞，压至极限，记录刻度；
③松开手，观察活塞回弹情况，重复实验 2 次。
现象总结：
空气组：活塞能向下移动，松手后活塞回弹，空气可压缩，压缩空气有弹性；
水组：活塞几乎无法下压，松手无变化，水不能被压缩。
填写实验记录单，标注两组刻度变化。
活动 3：微粒模型画图解释
讲解微粒模型：用圆圈代表空气微粒，微粒数量不变，间隙可变。
画图要求：画出三种状态 —— 初始状态、下压活塞、上拉活塞。
原理梳理：下压活塞，微粒间隙变小，空气空间被压缩；上拉活塞，间隙变大，空气空间扩张；水分子间隙极小，无法压缩。
（三）研讨交流（8 分钟）
研讨 1：挤压空气瓶变瘪，说明空气被压缩，这个说法对吗？理由是什么？
答：说法正确。注射器实验证明空气受压体积变小，塑料瓶变瘪就是内部空气被压缩，证据一致。
研讨 2：空瓶竖直压水里会进少量水，原因是什么？
答：空气可以被压缩，水压挤压瓶内空气，空气微粒间隙缩小，让出部分空间，少量水就能进入。
研讨 3：皮球已经鼓起来，为什么还能继续打气？
答：皮球内空气微粒之间存在缝隙，压缩空气能把更多空气压进缝隙，因此可以持续充气。
（四）拓展小游戏：空气压缩枪（4 分钟）
操作步骤：注射器吸入少量空气，管口堵橙子皮，用力下压活塞，橙子皮弹出。
安全强调：注射器管口严禁对准自己、同学，防止误伤。
原理小结：压缩空气产生推力，将橙子皮发射出去。
七、板书设计
1.3 空气占据的空间会改变吗？
一、对比实验
塑料瓶挤压：空气瓶易变瘪；水瓶几乎不变
注射器实验
空气：可压缩、有弹性，活塞能回弹
水：不可压缩，活塞不动
二、微观解释（微粒○）
下压→间隙变小（压缩）
上拉→间隙变大（扩张）
三、生活解释
空瓶压水能进水：空气可压缩
皮球能反复充气：空气微粒有间隙
四、拓展：空气压缩枪（压缩空气有力量）
八、教学反思（约 200 字）
本课依靠两组对照实验直观呈现空气可压缩特性，微粒画图模型有效降低微观知识理解难度，学生课堂参与积极性高，基本能区分空气与水压缩的不同。课堂存在短板：部分学生推拉注射器力度把控不好，刻度记录误差较大；少数学生仅记住现象，无法用微粒间隙解释压缩原理。同时压缩枪游戏环节学生兴奋，易忽视安全规则。后续教学可提前示范标准操作，统一按压力度；增加同桌互讲微粒模型环节，强化微观思维；课前反复强调实验安全，更好落实探究实践与态度责任素养。
参考答案
填空：1. 间隙 2. 弹性 3. 不能
选择：1.B 2.B《空气占据的空间会改变吗》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，前面我们已经学习过，空气和水、石头一样，都会占据空间，大家还记得这个知识点吗？谁能举个例子说一说空气占据空间的现象？ 生 1：把杯子倒扣水里，杯子里有空气，水进不去。 生 2：塑料袋一兜，里面装满空气，袋子鼓起来，说明空气占了袋子里的空间。 师：大家说得都很棒！老师今天带来一个有趣的小实验，大家仔细看。（教师演示：空塑料瓶瓶口朝下，竖直压入水中）大家观察到什么现象？有没有大量气泡跑出来？ 生：没有气泡，但是有一点点水进到瓶子底部了！ 师：问题来了，瓶子明明被空气全部占满了空间，为什么压进水里，还会有少量水进到瓶里呢？空气占据的空间，难道是可以变化的？今天我们就一起来探究 —— 空气占据的空间会改变吗？（板书课题）
二、探索活动一：挤压塑料瓶对比实验
师：想要弄明白刚才瓶子进水的疑问，我们先做一组对比小实验，桌上有两个一模一样的塑料瓶，一个装满空气，一个装满水，请大家用手分别用力挤压瓶子，仔细感受，待会分享你的发现。给大家三分钟时间动手操作。 （学生分组动手挤压瓶子，教师巡视指导） 师：时间到，谁来说说挤压两个瓶子分别是什么感受？瓶子发生了什么变化？ 生 1：装空气的瓶子一捏就瘪下去了，很容易挤压；装满水的瓶子怎么用力捏，形状几乎不变，硬邦邦的。 师：观察得很仔细！那大家思考，两个瓶子里，空气、水各自占据的空间，有没有发生变化？ 生 2：装空气的瓶子变瘪，空气占的空间变小了；装水的瓶子没变形，水占据的空间几乎没变。 师：大家有一个大胆猜想：装空气的瓶子被挤扁，是不是瓶里的空气被压缩了？光靠捏瓶子观察不够准确，我们需要更精准的工具做实验，这个工具就是注射器。
三、探索活动二：注射器对比实验 —— 压活塞
（一）明确实验要求，保证实验公平
师：请大家看桌上的注射器，有刻度、活塞、管口。我们要对比水和空气能不能被压缩，做对比实验最重要的就是保证公平，小组讨论一下，怎样做才能公平对比？ 生 1：要用两个一模一样的注射器。 生 2：抽进去的水和空气得一样多，不能一个多一个少。 生 3：堵紧管口，不能漏气漏水，用力大小也要一样。 师：总结大家的想法，实验三条公平规则：①相同注射器；②抽取 10ml 等量空气、水；③手指堵紧管口，使用相同力度推拉活塞。老师把实验步骤读一遍，大家认真记：
两个注射器分别抽 10ml 空气、10ml，记录初始刻度；
手指紧紧堵住管口，慢慢向下压活塞，压到再也推不动为止，记录此时刻度；
手保持按住活塞不松开，观察刻度；再松开手，观察活塞会怎样；
重复 2 次实验，记录数据，填写实验记录单。 师：动手之前先预测，大家猜一猜，向下压活塞，装空气的注射器刻度会变吗？装水的呢？说说你的理由。 生 1：我觉得空气能压下去，空气轻飘飘的；水应该压不动，水装满瓶子捏不动。
（二）学生分组动手实验，教师巡视
（学生分组操作，记录初始刻度、下压后刻度，观察松手后活塞变化）
（三）汇总实验现象，初步得出结论
师：现在请小组分享你们观察到的现象，先说装水的注射器。 生小组代表：装水的注射器，用力压活塞，刻度一点没变，活塞完全推不动，松开手也没有任何变化。 师：那装空气的注射器呢？ 生小组代表：空气的活塞能往下推很多，刻度明显变小，空气占据的空间变小了；按住不松手刻度不变，一松开手，活塞自己弹回原来的刻度！ 师：非常关键的两个现象：第一，水很难被压缩，挤压后占据空间几乎不变；第二，空气容易被压缩，压缩之后松开手，活塞回弹，说明压缩后的空气有弹性。
（四）微观模型解释原理
师：为什么空气能被压缩，水却不行？我们可以用小圆 “○” 代表空气微粒。大家看示意图： 初始状态，空气微粒之间有很大空隙；向下压活塞，微粒本身大小、数量一点没变，只是微粒之间的空隙变小，整体占的空间就缩小了；松开手，空隙重新变大，活塞回弹。 而水的微粒之间几乎没有空隙，再怎么用力挤压，空隙也无法变小，所以水不能被压缩。
探索活动三：注射器对比实验 —— 拉活塞
师：刚刚我们只做了下压活塞的实验，现在我们试试向上拉活塞，继续观察水和空气的区别，实验步骤不变：
记录初始 10ml 刻度；
堵住管口，用力向上拉活塞，固定不动，记录刻度；
松开手，观察活塞变化。 （学生再次分组操作） 师：谁来说说拉活塞的现象？ 生：装水的注射器还是拉不动活塞，刻度不变；装空气的注射器活塞能拉上去，空间变大，松手后活塞又回到原来位置。 师：没错，向上拉活塞时，空气微粒之间的空隙变大，空气占据的空间变大，这个过程叫空气扩张；水微粒没有空隙，无法扩张。 师：我们总结核心发现：空气微粒间距容易改变，既能被压缩（空隙变小），也能扩张（空隙变大）；水微粒间距极小，很难压缩、很难扩张。
五、研讨答疑，解决课前疑问
问题 1：挤压装满空气的塑料瓶，瓶内空气是被压缩了吗？理由是什么？
师：回到最开始捏塑料瓶的实验，有同学说挤压瓶子时空气被压缩，这个说法对不对？小组讨论两分钟。 生小组代表：说法正确。挤压瓶子，瓶子变瘪，瓶内空气微粒空隙变小，空气占据空间缩小，空气被压缩；装满水的瓶子挤压几乎不变形，对比就能证明空气可以压缩。
问题 2：空塑料瓶竖直压入水中，为什么会有水进入瓶底？
师：还记得上课一开始老师的演示实验吗？装满空气的瓶子压水里，为什么还有少量水进去？谁能用今天学到的知识解释？ 生：水在瓶子外面有压力，挤压瓶内空气，空气微粒之间的空隙缩小，空气占据的空间变小，瓶子里多出一点空间，水就能流进去一点点。
问题 3：已经鼓起来的皮球，为什么还能继续打气充入空气？
师：生活里我们都玩过皮球，皮球已经鼓鼓的，打气筒还能打进空气，这是什么道理？ 生：皮球鼓起来只是里面有一部分空气，空气微粒之间还有很大空隙。继续打气，新的空气进入皮球，原有空气微粒空隙进一步缩小，更多空气挤进去，皮球会更鼓，所以还能充空气。
六、拓展实践：制作空气压舱枪
师：学会空气可压缩的特点，我们可以做一个趣味小玩具 —— 空气压舱枪，大家看制作步骤，课后可以在家尝试：
注射器吸入少量空气；
橙子皮小块堵住注射器管口；
用力向内压活塞，压缩注射器内空气，橙子皮会像子弹一样弹出去。 师：这里有重要安全提示！玩的时候注射器管口绝对不能对准同学、家人，避免误伤，一定要注意安全。
七、课堂总结 + 板书梳理
师：我们今天一整节课的探究，谁来梳理本节课学到的知识点？ 生 1：空气占据的空间可以改变，水不行。 生 2：空气容易被压缩，压缩空气有弹性，松手会回弹。 生 3：原理是空气微粒之间空隙能变大变小，水微粒几乎没有空隙。 师：老师结合板书再梳理一遍：
对比实验结论 ① 挤压塑料瓶：装满空气的瓶子易变瘪；装满水的瓶子几乎不变形 ② 注射器实验：空气可压缩、可扩张，压缩后有弹性；水难以压缩、难以扩张
微观原理：下压活塞→空气微粒间隙变小（压缩）；上拉活塞→空气微粒间隙变大（扩张）
八、布置课后作业
师：今天的课后实践作业，请同学们回家和爸爸妈妈一起完成注射器压缩空气小实验，亲手操作之后，把 “空气可以被压缩” 的科学原理完整讲给家人听，下节课我们分享大家在家的实验小故事。
九、下课
师：今天的科学探究课到此结束，同学们下课！

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