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自制打气筒
第一单元 空气
（教科版2024）四年级
上
第8课
课堂导入
节日庆典上，万球齐飞，无数气球飞向空中，表达着美好的寓意。这么多的气球，它们是用嘴吹出来的吗？
观看视频，思考：
课堂导入
很多庆典活动会用到大量气球，如果没有打气筒，靠人用嘴吹气球将是一件很辛苦的事。
我们能自己制作一个打气筒吗？打气筒应该如何来制作呢？
我们一起来试试。
探究新知
探究新知
我们来明确一下本节课的任务：
用身边的材料制作一个简易的打气筒，能方便快捷地给气球充气。
明确任务
探究新知
要用什么材料呢？
用气球和塑料瓶试一试。
明确任务
探究新知
挤压时：把空气打进了气球。
松开手：气球中的空气又跑了出去。
要把气球充满气还要解决什么问题
明确任务
探究新知
设计制作
制作材料：
塑料瓶
胶带
剪刀
气球
探究新知
设计制作
观看视频，先大致了解制作步骤：
探究新知
设计制作
我们再来按步骤进行制作：
每完成一步，测试一下打气效果。思考：下一步要解决什么问题？
① 在塑料瓶的瓶盖上打个小孔。
探究新知
设计制作
② 剪一块长条形的气球皮。
③ 用胶带将气球皮固定在瓶盖上，盖住小孔。
气球皮要绷紧！
探究新知
设计制作
④ 在瓶身上打一个小孔。
⑤ 将气球套在瓶口处，挤压时，手指堵住瓶身上的小孔；松手时，手指从小孔上移开。
探究新知
设计制作
挤压时堵住瓶身小孔，瓶内气压升高推开瓶盖气球皮，空气流入气球；
松手时松开瓶身小孔，外界空气进入瓶内，瓶盖气球皮回弹闭合，气球空气不会倒流。
能打入空气的原理：
探究新知
展示交流
用图画表示自制打气筒给气球充气时空气流动的过程，与同学分享。
探究新知
评估改进
使用自制打气筒的过程中，我们发现还有哪些需要改进的问题？
试着提出几个解决方案。
探究新知
评估改进
有没有柔韧性更好一些的瓶子呢
多次使用后，自制打气筒的瓶身容易变形，打气效率降低。
一、选择题
1. 直接把气球套在塑料瓶口，挤压瓶子松手后气球漏气，主要缺少哪个结构？（ ）
A. 瓶身小孔 B. 盖住瓶盖小孔的气球皮 C. 胶带
2. 使用自制打气筒给气球充气，挤压瓶身时我们要怎么做？（ ）
A. 手指堵住瓶身上的小孔 B. 手指放开瓶身上的小孔 C. 不用管小孔
3. 松手回收瓶子、准备下一次打气时，手指需要（ ）
A. 堵住瓶身小孔 B. 移开、露出瓶身小孔 C. 一直按住小孔不动
课堂练习
A
B
B
二、判断题（对的打√，错的打 ×）
1. 只在瓶盖上打孔，不在瓶身打孔，也能持续给气球充气。（ ）
2. 瓶盖处的气球皮一定要绷紧，才能实现单向进气、不漏气。（ ）
3. 挤压瓶子堵住小孔，瓶内空气压力变大，推开气球皮进入气球。（ ）
4. 松手打开瓶身小孔，空气流入瓶内，气球内的空气会倒流回瓶子。（ ）
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 实践作业：回家利用课堂讨论的改进方案，制作第二代优化版打气筒，下节课带来课堂展示。
② 拓展作业：查阅资料、询问家长，研究生活中金属打气筒的内部结构与工作原理，对比自制简易装置的异同。
板书设计
第 8 课 自制打气筒
结构：瓶身透气孔、瓶盖单向气球皮阀门
原理：挤压堵孔→气压升高进气；松手开孔→阀门闭合保气
关键：气球皮绷紧，实现空气只进不出
课后反思
本节课以生活充气场景导入，动手实验充分调动学生探究兴趣，分步制作搭配即时测试，多数学生能掌握单向阀门原理。但部分学生打孔尺寸把控不好，装置漏气影响实验体验，课堂实操指导时间稍显紧张。下次教学可提前准备打好孔的备用瓶盖，简化操作难度；增加小组互助环节，让完成较快的学生协助操作薄弱同学，同时预留更多时间开展作品优化研讨，深化学生工程实践思维。小学科学教科版(2024版)四年级上册
第一单元第8课《自制打气筒》教学设计
一、基本信息
学科：小学科学
版本：教科版 2024 四年级上册
单元：第一单元《空气》
课时：第 8 课《自制打气筒》
授课对象：四年级学生
课时时长：40 分钟
二、教学目标
（一）科学观念
1.空气占据空间，挤压密闭容器会增大内部气压，推动空气向外流动。
2.绷紧的气球皮可充当单向阀门，实现气体只进不出，明白打气筒依靠气压差完成充气。
3.完整掌握自制打气筒工作流程：堵孔挤压进气、开孔回瓶补气。
（二）科学思维
1.通过对比 “无阀门漏气” 和 “带阀门充气” 两种现象，对比推理单向阀门的作用。
2.能根据制作中出现的漏气、瓶身变形等问题，分析故障成因并提出改进方案。
3.能用画图、文字梳理空气流动路径，建立气压变化的逻辑模型。
（三）探究实践
1.独立准备塑料瓶、气球、胶带、剪刀等材料，按规范步骤完成打气筒制作。
2.分步测试装置，每完成一步开展充气实验，记录漏气、充气无力等问题。
3.小组合作展示自制打气筒，绘制空气流动记录单，交流制作与改进思路。
（四）态度责任
1.体会空气知识在生活工具中的应用，感受简易发明的乐趣，激发工程创造兴趣。
2.养成规范使用剪刀、小心打孔的安全实验习惯，爱护实验材料。
3.乐于小组合作探究，主动分享发现，懂得反复调试、优化作品的科学探究精神。
三、教学重难点
教学重点
1.利用塑料瓶、气球等材料完成简易打气筒的制作。
2.理解单向进气原理，掌握挤压、松手时空气流动规律。
教学难点
理解瓶盖气球皮的单向阀门作用，能用科学语言解释气压变化与空气流动的关系。
四、教学准备
教师准备
庆典气球充气实拍视频、空气流动板书简图、课堂练习题单、成品打气筒示范教具、打孔工具。
学生准备
空塑料饮料瓶、普通气球、透明胶带、安全剪刀、草稿记录纸、铅笔。
五、教学过程（40 分钟）
（一）课堂导入：情境激趣，提出问题（6 分钟）
情境播放：播放庆典上万只气球统一释放的实拍视频，教师提问引导学生观察思考。
教师提问：画面里大量气球如果全部用嘴吹，会有什么困难？学生自由发言，总结出费力、耗时、吹不多等问题。
生活联结：出示气球装饰图片，引导学生说出生活中依靠打气筒快速充气，顺势抛出核心矛盾：只用塑料瓶套气球，挤压瓶子能充气，但松手气球立刻漏气，无法持续打气。
引出课题：怎样改造塑料瓶，做出能留住空气、持续给气球充气的简易打气筒？今天我们一起动手设计、制作《自制打气筒》，板书课题。
（二）探究新知：明确任务，初步感知原理（7 分钟）
出示本节课核心任务：利用身边废旧塑料瓶、气球，制作简易打气筒，实现快速、不漏气给气球充气。
分组小实验：学生直接将气球套在瓶口，反复挤压、松开塑料瓶，亲身观察现象。
学生汇报实验现象：挤压瓶子，气球变大；一松手，气球立刻瘪掉，空气回流到瓶子里。
思考研讨：要让空气留在气球里，我们需要解决什么关键问题？
师生共同总结：需要一个只能单向通气的 “阀门”，挤压时空气能冲进气球，松手时阻挡空气倒流。
（三）设计制作：分步实操，边做边测（15 分钟）
认识制作材料：教师逐一介绍塑料瓶、气球、胶带、剪刀四种材料，说明每种材料用途，强调剪刀使用安全，禁止追逐打闹。
分步示范制作，学生同步操作，每完成一步立刻测试，及时发现问题：
步骤一：处理瓶盖，在瓶盖中心打出小孔。教师示范轻柔打孔，提醒孔不要过大，避免漏气。完成后单独测试瓶盖，观察孔洞通气效果。
步骤二：裁剪气球皮。取完整气球，剪下长条弹性皮，要求皮面完整无破损，拉伸后有弹性。
步骤三：制作单向阀门。将拉伸绷紧的气球皮贴在瓶盖内侧，完全盖住小孔，用胶带多层缠绕固定严实。重点强调气球皮必须绷紧，松弛会导致阀门失效漏气。
步骤四：瓶身打孔。在塑料瓶中下部打出一个透气小孔，这是瓶子回气通道。
步骤五：组装充气装置。将完整气球套在瓶口固定，正式测试打气功能。
操作规范讲解：充气分为两个动作，一是挤压瓶身，手指紧紧堵住瓶身小孔，瓶内空间缩小，气压升高，顶开瓶盖气球皮，空气流入气球；二是松开瓶身，手指移开露出瓶身小孔，外界空气进入瓶内补充，瓶盖气球皮依靠弹性回弹闭合，气球内部空气无法回流。
学生自主制作，教师巡回指导：针对胶带粘贴不牢、气球皮松弛、孔洞过大漏气等问题单独指导，鼓励学生反复调试装置。
（四）展示交流：梳理空气流动，模型表达（5 分钟）
发放空气流动记录单，学生用简笔画分别画出挤压、松手两个阶段空气流动路线，标注阀门开合状态。
小组轮流上台展示成品打气筒，边操作边讲解空气流动过程：堵孔挤压→气压升高→阀门打开→空气进气球；开孔松手→外界进气→阀门闭合→空气不回流。
小组互评：从充气速度、是否漏气、装置牢固度三个维度评价同伴作品，说出优点与不足。
（五）评估改进：发现问题，优化装置（3 分钟）
集中梳理制作中普遍出现的问题：长期挤压后塑料瓶变软变形，打气效率下降；瓶盖胶带脱落，阀门漏气；气球皮弹性不足，单向通气效果差。
分组讨论改进方案：瓶身变形可更换壁厚、柔韧性更强的矿泉水瓶；胶带易脱落可增加缠绕层数；气球皮易破损可双层叠加粘贴。
拓展思考：生活中打气筒、充气泵也是依靠单向阀门和气压差工作，为课后作业铺垫。
（六）课堂练习：巩固知识，当堂检测（2 分钟）
选择题三道，学生独立完成后集体订正，讲解易错点，强化阀门、小孔操作要点。
判断题四道，辨析阀门作用、打孔必要性、气压变化相关知识点，纠正 “松手空气会倒流” 的错误认知。
（七）课堂小结 + 作业布置（2 分钟）
课堂小结：师生共同回顾本节课核心内容，简易打气筒依靠气压差和气球皮单向阀门实现充气，掌握堵孔挤压、开孔回气的操作方法，体会空气性质在工具中的应用。
分层作业：
① 实践作业：回家利用课堂讨论的改进方案，制作第二代优化版打气筒，下节课带来课堂展示。
② 拓展作业：查阅资料、询问家长，研究生活中金属打气筒的内部结构与工作原理，对比自制简易装置的异同。
六、板书设计
自制打气筒
结构：瓶身透气孔、瓶盖单向气球皮阀门
原理：挤压堵孔→气压升高进气；松手开孔→阀门闭合保气
关键：气球皮绷紧，实现空气只进不出
七、教学反思
本节课以生活充气场景导入，动手实验充分调动学生探究兴趣，分步制作搭配即时测试，多数学生能掌握单向阀门原理。但部分学生打孔尺寸把控不好，装置漏气影响实验体验，课堂实操指导时间稍显紧张。下次教学可提前准备打好孔的备用瓶盖，简化操作难度；增加小组互助环节，让完成较快的学生协助操作薄弱同学，同时预留更多时间开展作品优化研讨，深化学生工程实践思维。
6 / 6小学科学教科版（2024版）四年级上册
第一单元第8课《自制打气筒》同步练习题
一、填空题
自制简易打气筒用到的基础材料有：塑料瓶、__________、剪刀、气球。
制作打气筒时，需要在两个位置打孔，分别是__________和瓶身。
挤压塑料瓶、堵住瓶身小孔时，瓶内气压会__________，空气会流入气球。
松手、松开瓶身小孔后，外界空气进入瓶内，瓶盖处的气球皮回弹闭合，气球里的空气不会________。
简易打气筒里，瓶盖小孔上的气球皮起到了________________________的作用。
二、选择题
直接把气球套在塑料瓶口，挤压瓶子松手后气球漏气，主要缺少哪个结构？（ ）
A. 瓶身小孔
B. 盖住瓶盖小孔的气球皮
C. 胶带
使用自制打气筒给气球充气，挤压瓶身时我们要怎么做？（ ）
A. 手指堵住瓶身上的小孔
B. 手指放开瓶身上的小孔
C. 不用管小孔
松手回收瓶子、准备下一次打气时，手指需要（ ）
A. 堵住瓶身小孔
B. 移开、露出瓶身小孔
C. 一直按住小孔不动
多次使用后塑料瓶容易变形、打气效果变差，合理的改进方法是（ ）
A. 换硬度、柔韧性更好的瓶子
B. 多缠几层胶带盖住气球
C. 把瓶身小孔钻得更大
三、判断题（对的打√，错的打 ×）
只在瓶盖上打孔，不在瓶身打孔，也能持续给气球充气。（ ）
瓶盖处的气球皮一定要绷紧，才能实现单向进气、不漏气。（ ）
挤压瓶子堵住小孔，瓶内空气压力变大，推开气球皮进入气球。（ ）
松手打开瓶身小孔，空气流入瓶内，气球内的空气会倒流回瓶子。（ ）
胶带的作用是固定气球皮，防止漏气。（ ）
四、简答题
说一说自制打气筒完整的制作步骤。
简单描述打气筒挤压、松手两个阶段空气分别是怎样流动的。
你的自制打气筒使用时可能会出现哪些问题？写出至少两条改进方案。
参考答案
一、填空题
胶带
瓶盖
升高
倒流
单向阀门（或填：单向通气）
二、选择题
1.B 2.A 3.B 4.A
三、判断题
1.× 2.√ 3.√ 4.× 5.√
四、简答题（参考作答）
①在塑料瓶瓶盖上打小孔；②剪长条气球皮；③用胶带把气球皮绷紧固定在瓶盖，盖住小孔；④在瓶身侧面打一个小孔；⑤将完整气球套在瓶口。
挤压阶段：手指堵住瓶身小孔，瓶内空间变小、气压升高，顶开瓶盖的气球皮，瓶内空气流入气球；松手阶段：手指移开露出瓶身小孔，外界空气进入瓶内，瓶盖气球皮回弹闭合，气球内空气无法回流。
示例问题与改进：①塑料瓶易变形，更换韧性更强的饮料瓶；②瓶盖气球皮容易破损，加厚气球皮或双层粘贴；③接口漏气，增加胶带缠绕层数密封。
1 / 3小学科学教科版（2024版）四年级上册
第一单元第8课《自制打气筒》课堂逐字稿
一、课堂导入：情境激趣，提出问题（6 分钟）
同学们，上课！
今天上课之前，老师先给大家播放一段精彩的视频，请大家认真观察画面里的物品。
（播放庆典气球释放视频）
视频看完了，大家仔细想一想，如果现场这么多气球全都靠我们用嘴吹，会遇到哪些麻烦？
这位同学你举手最快，你来分享一下你的想法。
说得很到位，还有没有其他同学补充？
大家说得都没错，用嘴吹气球不仅特别费力，还非常耗费时间，一次也吹不了多少个气球。
大家再看老师手里这张气球装饰的图片，平时我们给气球快速充气，都会用到什么工具呀？
对，就是打气筒。现在老师这里有一个塑料瓶，我直接把气球套在瓶口，咱们一起来试一试挤压瓶子充气。
大家看，我一挤压瓶子，气球变大了，可是只要我一松手，气球马上就瘪了，里面的空气全部流回瓶子里，根本没办法持续打气。
那我们该怎么改造这个普通塑料瓶，做出一个能锁住空气、持续给气球充气的简易打气筒呢？
今天这节科学课，我们就一起动手设计、制作《自制打气筒》，大家看黑板，我们今天的课题就是自制打气筒。
二、探究新知：明确任务，初步感知原理（7 分钟）
先来明确咱们本节课的核心任务：只用身边废旧塑料瓶、气球，做出简易打气筒，做到充气速度快、不会漏气。
接下来我们分组做一个小实验，请每位同学把气球直接套在塑料瓶口，反复挤压、松开瓶身，仔细观察出现的现象。
好，实验时间到，谁来说一说你刚刚观察到了什么现象？
你观察得特别仔细，挤压瓶子的时候气球会变大，可只要松开手，气球立刻变瘪，瓶内和气球里的空气会互相回流。
那大家认真思考，想要让空气一直留在气球里面，我们最需要解决的关键问题是什么？
没错，我们需要一个只能单向通气的装置，我们把它叫做 “阀门”。
这个阀门要满足两个要求：挤压瓶子的时候，空气能冲进气球；松开瓶子的时候，能挡住空气倒流回来。
三、设计制作：分步实操，边做边测（15 分钟）
现在请大家看向桌面，我们今天制作打气筒需要用到四种材料：塑料饮料瓶、普通气球、透明胶带、安全剪刀，老师给大家分别介绍每种材料的作用。
塑料瓶是打气筒的主体，气球用来制作单向阀门，胶带用来密封固定，剪刀用来裁剪气球皮。
这里老师着重强调安全规则：使用剪刀时只能对着桌面操作，不能拿着剪刀追逐、打闹，避免划伤自己和同学。
接下来老师分步示范制作步骤，大家跟着同步动手操作，每完成一步就要立刻测试，及时发现漏气、不通气这类问题。
第一步，处理瓶盖，我们在瓶盖正中心打出一个小孔。大家打孔的时候动作轻柔一点，孔的尺寸不能太大，孔洞过大后续会出现严重漏气。
打好孔之后，大家单独拿着瓶盖测试，对着小孔吹气，感受孔洞通气的效果。
第二步，裁剪气球皮。拿出完整气球，剪出长条弹性皮，一定要保证皮面完整没有破损，拉伸之后要有弹性。
第三步，制作核心部件 —— 单向阀门。把拉伸绷紧的气球皮贴在瓶盖内侧，完全盖住刚刚打好的小孔，再用胶带多层缠绕，牢牢固定严实。
这里是制作的重点，气球皮必须拉紧绷直，如果松弛，阀门就会失效，充气的时候持续漏气。
第四步，瓶身打孔。在塑料瓶中下部打出一个透气小孔，这个小孔是瓶子补充空气的回气通道，千万不要忘记打孔。
第五步，组装整套充气装置，把完整气球套在瓶口，用胶带固定好，我们就能正式测试打气功能了。
现在老师给大家讲清楚充气的两组标准操作动作，大家一定要记牢。
第一个动作：挤压瓶身，同时用手指紧紧堵住瓶身下方的透气小孔。瓶内空间缩小，内部气压升高，气压会顶开瓶盖处绷紧的气球皮，空气顺着孔洞流入气球内部。
第二个动作：松开瓶身，同时移开手指，露出瓶身透气小孔。外界空气会从小孔进入瓶子内部补充空气，瓶盖的气球皮依靠自身弹性回弹闭合，气球里的空气就没办法倒流回瓶中。
现在大家自主动手制作，老师会在教室巡回指导。
如果遇到胶带粘贴不牢固、气球皮松弛、孔洞尺寸过大漏气这些问题，随时举手找老师。
大家不要怕出错，做完之后反复调试装置，保证打气筒能正常充气。
四、展示交流：梳理空气流动，模型表达（5 分钟）
现在请每位同学拿出桌上的空气流动记录单，拿出铅笔，分别画出挤压瓶身、松开瓶身两个阶段的空气流动路线，同时标注清楚阀门打开、闭合的状态。
接下来各个小组轮流上台展示你们做好的打气筒，上台之后一边动手操作，一边完整讲解空气流动的全过程。
讲解思路可以参考：堵孔挤压→瓶内气压升高→阀门打开→空气进入气球；开孔松手→外界空气进入瓶内→阀门闭合→空气不会回流。
全部小组展示完毕后，我们开展小组互评活动。
评价从三个维度进行：充气速度快慢、装置是否漏气、整体装置牢固程度，每位同学说一说同伴作品的优点和存在的不足。
五、评估改进：发现问题，优化装置（3 分钟）
刚刚展示过程中，老师发现大家制作的打气筒普遍存在几个相同问题，我们一起来梳理一下。
第一，反复挤压之后塑料瓶容易变软变形，打气效率会明显下降；第二，瓶盖处的胶带容易脱落，阀门密封失效漏气；第三，气球皮弹性不足，单向通气的效果很差。
现在大家以小组为单位讨论，针对这三类问题，想一想可行的改进方案。
谁愿意分享小组讨论的改进办法？
大家的思路都很棒，老师总结一下：瓶身容易变形，可以更换壁厚、柔韧性更好的矿泉水瓶；胶带容易脱落，就多缠绕几层胶带加固；气球皮容易破损，我们可以把两层气球皮叠加粘贴，增强弹性。
大家联系生活想一想，我们平时使用的金属打气筒、充气泵，也是依靠单向阀门和气压差完成充气的，这也是我们课后作业需要研究的内容。
六、课堂练习：巩固知识，当堂检测（2 分钟）
现在我们进行当堂检测，桌面上有课堂练习题单，包含三道选择题、四道判断题，请大家独立完成。
好，答题时间结束，我们集体订正所有题目。
老师重点讲解几道易错题目，帮大家分清阀门作用、打孔的必要性、气压变化相关知识点，纠正 “松开瓶子空气会倒流回瓶子” 这个错误认知。
七、课堂小结 + 作业布置（2 分钟）
我们一起来回顾本节课的核心知识点，谁能说一说简易打气筒的工作原理？
总结得非常完整，简易打气筒依靠气压差和气球皮做成的单向阀门完成充气，操作核心就是堵孔挤压进气、开孔松手补气。
本节课我们也感受到空气的性质能够运用在各类生活工具里，科学和我们的生活密不可分。
接下来布置分层课后作业，分为实践作业和拓展作业两类。
第一类实践作业：回家运用课堂上我们讨论的改进方案，制作第二代优化版打气筒，下节课带来课堂展示。
第二类拓展作业：查阅相关资料，或者询问爸爸妈妈，研究生活中金属打气筒的内部结构和工作原理，对比我们自制简易打气筒，找出两者的相同点和不同点。
今天这节课就上到这里，下课！

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