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空气占据的空间会改变吗
第一单元 空气
（教科版2024）四年级
上
第3课
课堂导入
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。
你能提出什么科学问题？
观看AI视频，思考：
探究新知
既然空气占满了瓶子的空间，为什么还是有少量的水可以进人呢？
带着这个问题，我们一起来探索。
探究新知
1. 请同学们在小组内讨论，说一说我们的想法：
空气占据的空间被压缩了。水被压入瓶子里。
……
我们用实验来验证一下我们的猜想吧。
探究新知
2.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？
空气
水
装空气的塑料瓶被挤压后变瘪了，空气被压缩了吗
装水的塑料瓶被挤压后变化很小。
探究新知
挤压装满空气的瓶子，轻松捏瘪了，空气占据空间变小；
挤压装满水的瓶子，很难捏动，水占据的空间几乎不变。
说明：空气的体积容易改变；水占据的空间基本固定。
空气
水
实验发现：
探究新知
3.用注射器研究空气和水占据的空间。
实验前，请同学们先预测一下结果，并说一说理由。
探究新知
实验步骤：
◎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。
◎ 重复上面的实验。
探究新知
根据实验观察，填写实验记录单：
水不容易被压缩，空气容易被压缩。
探究新知
4.用示意图解释注射器内空气和水占据空间的变化。
空气微粒间的间距大，容易被压缩。
空气是这样变化的，水是怎样变化的呢
探究新知
水
水
水微粒间的间距小，不容易被压缩。
探究新知
1.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。
大家可以互相交流，也可以借助网络、Ai工具查询。
探究新知
1.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。
对，因为注射器实验证明空气可以被压缩，塑料瓶中的空气同样会被压缩，占据空间变小。
探究新知
2.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
大家可以互相交流，也可以借助网络、Ai工具查询。
探究新知
2.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
因为空气容易被压缩，将装满空气的塑料瓶倒扣入水中时，水压将瓶子里的空气稍微压缩了一点，腾出一点点空间，所以有少量水进入。
探究新知
3.鼓起来的皮球为什么还可以继续充入空气
大家可以互相交流，也可以借助网络、Ai工具查询。
探究新知
3.鼓起来的皮球为什么还可以继续充入空气
因为空气容易被压缩，充气时，皮球内的新进入空气将原有的空气压缩，皮球内空气占据的空间可以略微增大，所以可以继续充入空气。
探究新知
小游戏：制作空气压缩枪
用注射器吸入一些空气，将橙子皮堵在注射器管口。用力压活塞，管口处的橙子皮会像子弹一样发射出去。
探究新知
一、选择题
1. 注射器实验中，空气能被压缩的根本原因是（ ）
A. 空气微粒之间空隙大 B. 空气没有重量 C. 空气会流动
2. 把空矿泉水瓶瓶口朝下按进水里，没有大量气泡冒出，但有水进入，是因为（ ）
A. 瓶子漏水了 B. 瓶内空气被压缩，让出少量空间 C. 水把空气全部挤出瓶子
3. 下列现象利用了空气可被压缩特点的是（ ）
A. 吹泡泡 B. 风吹树叶晃动 C. 给篮球充气
课堂练习
B
C
A
二、判断题（对的打√，错的打 ×）
1. 水占据的空间很难发生改变，空气占据的空间容易改变。（ ）
2. 堵住注射器管口，向外拉装空气的注射器活塞，空气占据的空间会变大。（ ）
3. 装满水的塑料瓶用力挤压，瓶身会明显变瘪。（ ）
4. 空气压缩枪能射出橙子皮，依靠的是被压缩空气产生的力量。（ ）
课堂练习
√
√
×
√
课堂小结
小朋友们，通过今天的学习，你有哪些收获呢？
作业布置
2.8 动物的生命周期
一、生命周期共同阶段
出生 → 生长发育 → 繁殖 → 死亡
二、典型动物
鱼：卵→幼体→幼鱼→成鱼（不变态发育）
蛙：卵→蝌蚪→幼蛙→成蛙（变态发育）
三、人类
胎儿→婴儿→儿童→成年→老年
四、生命理念
尊重生命，保护动物
1.观察生活中利用空气可压缩特性的物品，记录 2 个实例并简单说明原理；
2.回家自制简易空气压缩枪，安全完成小实验。
板书设计
第 3 课 空气占据的空间会改变吗
实验：空气易压缩，水难压缩
原理：空气微粒间隙大；水微粒间隙极小
应用：皮球充气、空气压缩枪、压瓶入水
课后反思
本课以入水塑料瓶现象设疑，两组分层对比实验层层递进，学生动手操作积极性高，能直观感知空气可压缩特性。多数学生能借助微粒模型解释现象，但少数学生难以区分 “压缩” 与 “流动”。课堂小游戏有效提升兴趣，后续可增加拓展小实验，引导学生自主对比气体、液体差异，强化科学思维训练，同时规范实验记录的指导。小学科学教科版(2024版)四年级上册
第一单元第3课《空气占据的空间会改变吗》教学设计
一、基本信息
教材版本：教科版 2024 小学科学四年级上册第一单元第 3 课
课时安排：1 课时（40 分钟）
授课对象：四年级学生
二、教学目标
（一）科学观念
1.知道空气占据的空间容易被压缩，水占据的空间很难发生变化；核心原因是空气微粒之间空隙大，水微粒间隙极小。
2.能运用空气可压缩的原理解释压瓶入水、皮球充气、空气压缩枪等生活实验现象。
3.区分液体（水）、气体（空气）体积变化的不同特点。
（二）科学思维
1.能根据入水塑料瓶的现象提出科学猜想，基于对比实验证据推理空气可压缩的本质。
2.通过空气、水注射器对比实验，建立微粒间距模型，用示意图逻辑解释两种物质体积差异。
3.能迁移实验结论，分析生活中利用空气压缩特性的实例，形成归纳、演绎思维。
（三）探究实践
1.独立完成挤压装空气、装水塑料瓶的对比小实验，观察记录形变差异。
2.规范操作注射器对比实验，预测、实操、记录刻度变化，整理实验发现。
3.小组合作交流猜想与实验结论，动手制作空气压缩枪小游戏，体验压缩空气的力量。
4.能完整填写实验记录，清晰表达实验过程与观察到的现象。
（四）态度责任
1.乐于动手操作科学实验，主动参与小组讨论，敢于表达自己的猜想与疑问。
2.养成严谨细致的实验习惯，如实记录实验数据，尊重客观实验现象。
3.感受空气特性在生活中的应用价值，体会科学与生活紧密联系，激发持续探究空气的兴趣。
三、教学重难点
教学重点：通过两组对比实验，得出空气占据空间易改变、水占据空间不易改变的结论。
教学难点：理解空气微粒间隙大是空气能被压缩的根本原因，能用微粒模型解释实验现象。
四、教学准备
教师教具：空塑料瓶、水槽、清水、同款塑料瓶（装满水）、两支相同注射器、橙子皮、多媒体 AI 实验视频；
学生分组材料：塑料瓶、清水、注射器、记录纸、铅笔。
五、教学过程（40 分钟）
（一）情境导入，提出问题（5 分钟）
教师演示实验：拿出空塑料瓶，瓶口竖直朝下完整压入盛有水的水槽中，学生观察现象。
引导观察提问：大家仔细看，瓶子压进水里几乎没有气泡冒出来，但是有少量水进到瓶子里面，结合上节课 “空气占据空间” 的知识，你们能提出什么科学问题？
学生自由发言，教师梳理核心问题：明明瓶内装满空气，空气已经占满瓶子空间，为什么还会有少量水进入瓶内？
过渡：带着这个疑问，观看 AI 实验演示视频，今天我们一起探究 —— 空气占据的空间会改变吗。板书课题。
（二）小组猜想，初次探究（6 分钟）
组织 4 人小组讨论，针对导入实验现象交流猜想，鼓励学生大胆说出想法。
小组代表依次分享猜想，教师汇总学生观点：部分学生认为瓶子缝隙漏水；部分学生猜测空气可以变小，腾出空间给水进入。
教师引导：猜想需要实验验证，我们先开展第一个对比小实验，对比空气和水装在塑料瓶中挤压后的不同变化。
（三）对比实验一：挤压塑料瓶，感知体积变化（8 分钟）
实验要求：每组两个相同塑料瓶，一个装满空气拧紧瓶盖，一个装满水拧紧瓶盖，双手分别用力挤压两个瓶子。
学生分组操作，教师巡回指导，提醒学生感受挤压时的阻力、观察瓶身形变。
集中交流实验现象：装满空气的瓶子轻松捏瘪，瓶内空气空间变小；装满水的瓶子很难捏动，瓶身几乎没有形变。
师生小结实验发现：空气占据的空间容易变小，水占据的空间基本固定，很难改变。
回扣导入问题：压瓶入水时，水压挤压瓶内空气，空气被压缩让出极小空间，所以少量水能进入瓶中，排除 “瓶子漏水” 的猜想。
（四）对比实验二：注射器定量探究空气与水（10 分钟）
预测环节：出示两支相同注射器，分别装入同等体积空气、水，提问学生堵住管口按压活塞会出现什么不同，学生说出预测理由。
讲解规范实验步骤：①两支注射器抽取相同刻度的空气、水，记录初始刻度；②手指完全堵住注射器管口，缓慢用力向内按压活塞，记录最终刻度；③重复两次实验保证结果准确。
学生分组实操，同步填写实验记录单，教师巡视纠正不规范操作（管口漏气、用力过猛等）。
汇总全班实验数据：装空气的注射器活塞能大幅下压，刻度明显减小；装水的注射器活塞几乎无法推动，刻度不变。
微粒模型讲解：用简单示意图解释原理，空气微粒之间空隙很大，按压时间距缩小，整体空间变小；水的微粒紧紧靠在一起，间隙极小，无法压缩。
小组讨论思考题：挤压空气塑料瓶时空气被压缩，这个说法是否正确？结合注射器实验说明理由。全班统一结论：说法正确，两个实验都证明空气微粒间隙大，受力后空间可以缩小。
（五）迁移应用，解释生活现象（6 分钟）
教师依次出示三个生活问题，小组轮流作答，结合本节课实验原理解释：
问题一：空瓶倒扣水中，少量水进入瓶内的原因。
预设答案：水的压力压缩瓶内空气，空气占据空间变小，腾出少量空间给水进入。
问题二：已经鼓起来的皮球，还能继续充气的原因。
预设答案：皮球内部空气可以被持续压缩，新充入的空气缩小原有空气微粒间距，皮球内部能容纳更多空气。
趣味小游戏：空气压缩枪。教师示范操作，注射器吸入空气，管口堵住橙子皮，用力下压活塞，橙子皮弹出。提问发射原理：被压缩的空气向外释放力量，推动橙子皮飞出。学生分组体验小游戏，直观感受压缩空气的作用力。
（六）课堂练习，巩固新知（3 分钟）
选择题三道，学生独立思考后集体订正，梳理每道题对应知识点：空气可压缩的根本原因是微粒空隙大；压瓶入水有水进入是空气被压缩；给篮球充气利用空气可压缩特点。
四道判断题，学生举手判断并说明对错理由，强化 “水难压缩、空气易压缩”“压缩空气有力量” 核心知识点。
（七）课堂小结与作业布置（2 分钟）
课堂小结：师生共同梳理本节课核心内容，先通过塑料瓶对比实验发现空气、水空间变化差异，再用注射器定量实验找到根本原因（空气微粒间隙大），最后用原理解释生活、游戏中的现象。
课后作业：
1.观察生活中利用空气可压缩特性的物品，记录 2 个实例并简单说明原理；
2.回家自制简易空气压缩枪，安全完成小实验。
六、板书设计
空气占据的空间会改变吗
实验：空气易压缩，水难压缩
原理：空气微粒间隙大；水微粒间隙极小
应用：皮球充气、空气压缩枪、压瓶入水
七、教学反思
本课以入水塑料瓶现象设疑，两组分层对比实验层层递进，学生动手操作积极性高，能直观感知空气可压缩特性。多数学生能借助微粒模型解释现象，但少数学生难以区分 “压缩” 与 “流动”。课堂小游戏有效提升兴趣，后续可增加拓展小实验，引导学生自主对比气体、液体差异，强化科学思维训练，同时规范实验记录的指导。
5 / 6小学科学教科版（2024版）四年级上册
第一单元第3课《空气占据的空间会改变吗》同步练习题
一、填空题
空气微粒之间的间距较______，容易被压缩；水微粒之间的间距较______，很难被压缩。
用注射器抽取相同体积的空气和水，堵住管口用力压活塞，装_________的注射器活塞能向下推动，装____________的注射器活塞几乎推不动。
空塑料瓶竖直倒扣压入水中，会有少量水进入瓶内，原因是瓶内_________被水压压缩，腾出了一小部分空间。
已经鼓起来的皮球还能继续打气，是因为空气可以被_________，皮球内部能容纳更多空气。
二、选择题
分别挤压装满空气和装满水的密封塑料瓶，下列说法正确的是（ ）
A. 两个瓶子都很难捏动
B. 装空气的瓶子容易捏瘪，装水的瓶子几乎不变形
C. 装水的瓶子容易捏瘪，装空气的瓶子几乎不变形
注射器实验中，空气能被压缩的根本原因是（ ）
A. 空气微粒之间空隙大
B. 空气没有重量
C. 空气会流动
把空矿泉水瓶瓶口朝下按进水里，没有大量气泡冒出，但有水进入，是因为（ ）
A. 瓶子漏水了
B. 瓶内空气被压缩，让出少量空间
C. 水把空气全部挤出瓶子
下列现象利用了空气可被压缩特点的是（ ）
A. 吹泡泡
B. 风吹树叶晃动
C. 给篮球充气
三、判断题（对的打√，错的打 ×）
水占据的空间很难发生改变，空气占据的空间容易改变。（ ）
堵住注射器管口，向外拉装空气的注射器活塞，空气占据的空间会变大。（ ）
装满水的塑料瓶用力挤压，瓶身会明显变瘪。（ ）
空气压缩枪能射出橙子皮，依靠的是被压缩空气产生的力量。（ ）
空气被压缩后，里面空气微粒的大小变小了。（ ）
四、简答题
挤压装满空气的塑料瓶，瓶子会变瘪；挤压装满水的塑料瓶，瓶子几乎没有变化，请说明出现这种差异的原因。
已经鼓起来的皮球，为什么还能继续充入空气？
将空塑料瓶瓶口朝下竖直压入水中，没有大量气泡冒出，却有少量水进入瓶内，请用本节课知识解释这个现象。
参考答案
一、填空题
大；小
空气；水
空气
压缩
二、选择题
1.B 2.A 3.B 4C
三、判断题
1.√ 2.√ 3.× 4.√ 5.×
四、简答题
空气微粒间隙大，容易被压缩，挤压瓶子时空气体积变小，瓶子就变瘪；水微粒间隙很小，很难被压缩，水的体积基本不变，所以装满水的瓶子很难捏变形。
空气容易被压缩，皮球内原有空气微粒之间还有空隙，打入新空气时，原有空气会被进一步压缩，皮球内部可以容纳更多空气，因此鼓起来的皮球还能充气。
塑料瓶里装满空气，水压会把瓶内空气轻微压缩，空气占据的空间变小，瓶内多出一小部分空隙，因此会有少量水进入瓶子，又因为空气只是轻微压缩，不会大量跑出，所以没有大量气泡产生。
2 / 3小学科学教科版（2024版）四年级上册
第一单元第3课《空气占据的空间会改变吗》课堂逐字稿
一、情境导入，提出问题（5 分钟）
同学们，上课！请大家坐端正，今天我们先来做一个有趣的演示实验。
大家看老师手里，这是一个空塑料瓶，里面装满了空气。这边水槽里盛好了清水，接下来我把瓶口竖直朝下，完整地把瓶子压进水里，请所有人睁大眼睛仔细观察，看看会出现什么现象。
（完成压瓶实验）好了，实验做完了，谁来说说你刚刚看到了什么？
没错，瓶子压进水里的时候，几乎没有气泡冒出来，但是有少量的水流进到瓶子里面。
上一节课我们学习了空气会占据空间，这个瓶子里原本满满都是空气，空气已经把瓶子的空间占住了，那大家心里有没有产生一个疑问？谁能说一说你想到了什么科学问题？
大家说得都很有想法，老师把咱们的核心问题梳理出来：明明瓶内装满空气，空气占满了瓶子的空间，为什么还会有少量水进到瓶子里面呢？
带着这个疑问，我们先一起来观看一段 AI 实验演示视频，看完之后我们就共同探究今天的新课内容。
（播放视频）视频看完了，今天我们要研究的课题就是 —— 空气占据的空间会改变吗，大家跟老师一起把课题读一遍。
二、小组猜想，初次探究（6 分钟）
现在请前后四位同学组成一个小组，围绕刚才压瓶入水的实验现象，互相讨论交流，大胆说一说你们小组的猜想，给大家三分钟时间。
时间到，哪个小组先来分享你们的猜想？
第一组，你们来说说。
还有不一样的想法吗？第二组。
老师把大家的观点汇总一下，一部分同学觉得是瓶子有缝隙，水漏进去了；还有一部分同学猜测，空气本身可以变小，腾出空间让水进去。
大家的猜想都很有道理，不过科学猜想不能只靠猜测，需要实验来验证。接下来我们开展第一个对比小实验，分别把空气和水装进塑料瓶，挤压瓶子，对比两者会出现什么不一样的变化。
三、对比实验一：挤压塑料瓶，感知体积变化（8 分钟）
请每组小组长来领取实验材料，每组会拿到两个一模一样的塑料瓶，一个装满空气拧紧瓶盖，另一个装满清水，同样拧紧瓶盖。
实验要求大家听清楚：两只手分别握住两个瓶子，同时用相同的力气用力挤压，仔细感受挤压时遇到的阻力，认真观察两个瓶子外形发生的变化。
实验过程中动作轻一点，不要把水洒出来，有任何发现可以先在小组内小声交流，现在开始动手操作。
（巡视指导）大家操作的时候注意瓶盖一定要拧紧，不然会漏水，用力均匀一点，对比感受两个瓶子的区别。
好，停止实验，把材料轻轻放在桌面，我们一起来交流大家观察到的实验现象。谁来说说挤压装空气的瓶子是什么感受？
说得很准确，装满空气的塑料瓶很轻松就能捏瘪，瓶内空气占据的空间明显变小了。那装满水的瓶子呢？
没错，装满水的瓶子很难捏动，瓶身几乎没有发生任何形变。
我们一起来总结这个实验的发现：空气占据的空间很容易变小，水占据的空间基本固定，很难发生改变。
现在我们再回到最开始压瓶入水的问题，大家就能解释清楚了。瓶子压入水中时，水产生压力挤压瓶内的空气，空气被压缩，让出了一点点空间，所以才会有少量水进到瓶子里，这也就排除了 “瓶子有缝隙漏水” 这个猜想。
四、对比实验二：注射器定量探究空气与水（10 分钟）
接下来我们进行第二个更精准的对比实验，大家看老师手中两支完全相同的注射器。
如果我们一支抽取空气，一支抽取同等体积的清水，用手指堵住注射器的管口，再用力向内按压活塞，大家先预测一下，两支注射器会出现什么不一样的结果？说一说你这么预测的理由。
大家的预测各不相同，我们通过实验来验证，先把规范的实验步骤讲清楚，每个人都要记牢：第一，两支注射器分别抽取相同刻度的空气和水，先把初始刻度记录在记录纸上；第二，手指完全堵死注射器管口，缓慢、均匀用力向内按压活塞，记下按压结束后的刻度；第三，整套实验重复操作两次，保证我们的实验结果准确可靠。
现在各组开始领取注射器、清水和记录纸，按照步骤分组实操，边做边填写实验记录单。
（巡视纠正操作）这位同学注意，手指一定要把管口完全堵住，漏气会影响实验结果；按压活塞不要突然用猛力，缓慢下压观察刻度变化。
各组实验完成，我们汇总全班的实验数据。装空气的注射器活塞能够大幅度向下压，刻度数值明显减小；装水的注射器活塞几乎推不动，刻度没有任何变化。
为什么会出现这样的区别？老师用微粒示意图给大家讲解背后的原理。空气里面的微粒之间空隙非常大，我们按压活塞的时候，微粒之间的距离缩小，整体占据的空间就变小了；而水的微粒紧紧靠在一起，微粒之间的间隙极小，没办法被压缩。
现在请小组内讨论一道思考题：挤压装满空气的塑料瓶，我们说里面的空气被压缩，这个说法对不对？结合刚刚的注射器实验，说一说你的理由，给大家两分钟讨论时间。
时间到，谁来分享小组讨论结果？
综合两个实验我们可以确定，这个说法是正确的。塑料瓶、注射器两组实验都能证明，空气微粒间隙大，受到外力之后，占据的空间能够缩小，也就是空气可以被压缩。
五、迁移应用，解释生活现象（6 分钟）
我们已经通过实验得出了结论，现在一起来用学到的知识，解释生活里的几种现象，三个问题轮流请小组作答。
第一个问题：空瓶子倒扣压入水中，会有少量水进入瓶内，这是什么原因？哪个小组来回答？
回答完整，核心就是水的压力压缩了瓶内空气，空气占据空间变小，腾出了少量空间，水才能进去。
第二个问题：皮球已经鼓起来了，我们还能继续往里面充气，这又是为什么？
说得很好，皮球内部原本的空气可以持续被压缩，新充进去的空气会缩小原有空气微粒之间的间距，皮球内部就能容纳更多空气。
接下来我们玩一个趣味小游戏 —— 空气压缩枪，先看老师示范操作。注射器吸入一部分空气，管口放上一小块橙子皮，手指堵住管口，用力向下按压活塞，橙子皮就会弹出去。
大家思考一下，橙子皮能够发射出去的原理是什么？
没错，被压缩的空气会向外释放力量，这个推力推动橙子皮飞出去。
现在每组轮流上来体验空气压缩枪，操作时不要对着同学、自己的脸，注意安全，轻轻按压活塞感受压缩空气的力量。
六、课堂练习，巩固新知（3 分钟）
体验结束，请大家坐回座位，我们完成几道课堂练习题，巩固今天学习的知识。
这里有三道选择题，大家独立思考，把答案在心里想好，等下我们集体订正。
第一题，空气能够被压缩的根本原因是什么？我们请一位同学报答案，再说说对应的知识点。
第二题，压瓶入水会有水进入瓶内，利用了空气的什么特点？谁来解释？
第三题，给篮球充气，用到了空气的哪一种特性？
三道选择题订正完毕，下面还有四道判断题，老师读题目，大家举手判断对或者错，并且简单说明理由。
第一题：水和空气一样，都容易被压缩。举手判断，说一说为什么错。
第二题：空气微粒之间空隙很大，所以可以被压缩。
第三题：压缩空气具备力量，能推动物体移动。
第四题：装满水的注射器，堵住管口也能轻松下压活塞。
七、课堂小结与作业布置（2 分钟）
现在我们一起来梳理本节课的全部内容，做课堂小结。
本节课我们先通过压瓶入水的现象提出疑问，完成塑料瓶对比实验，发现空气容易改变占据的空间，水很难；之后又用注射器做定量实验，找到根本原理 —— 空气微粒间隙大；最后我们运用这个原理，解释生活现象、体验空气压缩枪小游戏。
接下来布置今天的课后作业，一共有两项，大家记清楚：
第一，回家观察生活里利用空气可压缩特性的物品，记录下 2 个实例，并且简单写下对应的原理；
第二，利用家里的材料，自制一个简易空气压缩枪，操作时注意安全，独立完成小实验。
今天这节课就上到这里，下课！

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