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第2课时 空气能占据空间吗
课型 实验探究课 课时 1
学情分析 上一节课学生已经知道空气真实存在，具有无色无味、会流动、很轻等特点，但学生很难理解“看不见的空气也会占据空间”这一事实。在三组对比实验中，学生容易混淆瓶盖开合、打气带来的水位变化；在分析水位变化的因果逻辑时，难以把空气的进出和瓶内水位变化建立联系；拓展吸管挤水实验对学生的空间思维要求更高，需要分步引导。
核心素养目标 科学观念 知道空气能够占据一定的空间；空气可以被转移、释放，改变占据空间的状态。 掌握空气占据空间的原理：拧紧瓶盖时空气留在瓶内，阻挡水进入；打开瓶盖空气流出，水进入瓶内；往瓶内打气，空气变多，把水向外挤压。 科学思维 通过三组对比实验，对比小球水位变化，推理空气进出和水位变化的因果关系，建立“空气占据空间”的逻辑模型。 探究实践 小组协作完成三组对比实验，观察小球位置变化，如实填写《空气占据空间实验》记录单。 利用橡皮泥、吸管、水瓶，完成“利用空气排水”的拓展挑战实验。 态度责任 学会利用对比实验寻找证据，养成通过现象推理科学原理的严谨习惯。 2. 能用空气占据空间的原理解释生活现象，体会空气性质在生活中的应用。
教学重难点 重点 通过三组对比实验，证明空气能占据空间。
难点 根据瓶内水位、小球的位置变化，推理空气占据空间的原理。
教学准备 教师准备 教学课件、分组实验器材（剪去下半部分的塑料瓶、透明水槽、乒乓球）。
学生准备 乒乓球、橡皮泥。
教学过程 师生活动指导 设计意图
一、聚焦 （2分钟） 回顾旧知：上节课我们通过把空塑料瓶倾斜压入水中证明了空气真实存在。 出示教材图片，抛出探究问题：把瓶口竖直向下压进水里，水还能进入瓶子里面吗？ 3. 学生进行猜想，教师板书课题。 依托上节课知识衔接新课，抛出探究问题，锁定本课探究方向。
二、探索 （21分钟） 活动：开展三组对比实验，观察小球位置、水位变化 1.拧紧瓶盖，将塑料瓶竖直压入水中，观察瓶内小球位置及水位。 现象：瓶内水位很低，小球位置靠下，水很难进入瓶内。瓶里空气占据空间，阻挡水进入。 2.拧开瓶盖，释放瓶内空气，观察小球位置及水位。 现象：空气跑出去，水进入瓶内，水位上升，小球上浮。 3.向瓶内注入空气，观察小球位置和水位变化。 现象：打入空气，瓶内空间被空气填满，将水挤压出去，水位下降，小球回到瓶底。 4.小组整理三组实验现象，完成《空气占据空间实验》记录单，标注三种情况下小球的位置。 5.师生小结：空气会占据瓶子内部的空间，空气进出会改变瓶内的水位。 6.讲解“水位、水平线”的概念，完善学生认知。 通过三组对照实验，控制“瓶内空气”变量，对比水位变化，让学生直观看到空气占据空间的现象，降低抽象推理的难度。
三、研讨 （7分钟） 瓶内的水位变化是怎么产生的？ （小结：拧紧瓶盖，空气留在瓶内占据空间，水进不去；拧开瓶盖，空气流出，水进入瓶内；向瓶内吹气，空气变多，把水挤出去。） 空气能占据空间吗？你还能举出哪些实例证明？ （举例：吹鼓的气球、打气筒充气、塑料袋兜住空气。） 依托实验证据梳理核心概念，让学生把实验原理延伸到生活实例，巩固空气占据空间的科学概念。
四、拓展 （10分钟） 抛出挑战任务：利用半瓶水、橡皮泥、两根吸管，在不倾斜瓶子的前提下，借助空气把水挤出来，自主设计实验，展示方案与成果。 提示：用橡皮泥密封瓶口，一根吸管吹气，一根吸管排水。 延伸课外探究，运用本节课原理解决实际问题，加深学生对空气占据空间知识的应用。
板书设计 空气能占据空间吗 拧紧瓶盖：空气留在瓶内→占据空间，水进不来 拧开瓶盖：空气流出→空间空出，水进入瓶内 瓶口打气：空气变多→挤压空间，水被挤出 结论：空气能够占据空间
【教学反思】
本课以三组对比实验为核心，通过控制变量，对比小球位置及水位变化，让学生具象感知空气占据空间，承接上一课空气的基础性质，层层递进构建新知。课堂存在三处不足：第一，部分小组压瓶子时倾斜，空气提前漏出，干扰实验结果；再教时实验前强调瓶子必须竖直下压，小组操作员固定动作，减少实验误差。第二，学生很难独立把“空气流动”和“水位变化”建立因果；再教时研讨环节分步拆解逻辑，理清空气和水争抢空间的关系。第三，拓展的吸管挤水实验学生思路受限；再教时可以提前出示简单的示意图，引导学生明白吹气进气、另一根水管出水的原理，保证课后探究可以落地。

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