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2026年教科版新教材小学科学四年级上册第一单元
《3.空气占据的空间会改变吗》教学设计
【教学目标】
1.科学观念：知道空气占据的空间可以发生改变，具备可压缩、可扩张的特性；清晰区分空气与水、石头的本质差异：空气可压缩，液体、固体难以压缩；了解压缩空气具有弹性，掌握压缩空气在生活中的广泛应用。
2.科学思维：能通过对照实验对比空气和水的压缩差异，归纳空气占据空间可变的核心特点；能借助微粒模型简单推理空气压缩的微观原理，建立宏观现象与微观结构的关联思维；能辩证区分固、液、气三类物质的空间变化特性。
3.探究实践：能规范完成注射器对照压缩实验，精准控制实验变量，细致观察空气、水的压缩现象差异；能准确记录实验数据与现象，自主分析实验结果、归纳实验结论；能独立完成小组探究任务，规范开展合作、观察、汇报等探究活动。
4.态度责任：养成尊重实验证据、严谨思辨、勇于探究的科学态度；感受空气特性对生活、生产的重要价值，体会科学技术源于探究、服务于生活的理念；激发持续探究自然科学现象的好奇心与求知欲。
【教学重点】
通过对照实验证实空气占据的空间可以改变，掌握空气可压缩、可扩张的特性；区分空气与水的压缩差异。
【教学难点】
初步理解空气压缩的微观原理(微粒间距变化);结合生活实例灵活运用空气可压缩的特性解释生活现象。
【教学过程】
一、复习回顾，思辨导入，聚焦课题
教师通过师生问答复习旧知，结合教材导入思辨问题，引发深度思考，导入新课。
师：上节课我们学习了空气的重要特性，谁能说一说空气有什么特点
生：空气真实存在、会流动、无色无味、可以占据空间。
师：我们知道石头、水占据的空间是固定的，石头多大、占据空间就多大，水的体积不变、占据空间也不变。那大家思考教材提出的核心问题：空气占据的空间会改变吗 是固定不变的吗
生1:应该不会变，空气占据的空间是固定的。
生2:可能会变，吹气球的时候空气多少可以改变。
师：大家的猜想各不相同，今天我们就通过精准的对照实验，探究空气占据空间的变化特点，学习新课《空气占据的空间会改变吗》。(板书课题。)
二、注射器对照实验，对比空气与水的压缩差异
教师详细解读教材核心对照实验的器材、变量、操作步骤与观察重点，组织学生分组实验，全程互动答疑、现象记录、对比分析。
师：教材为我们设计了精准的对照实验，实验器材为相同规格的注射器、清水。本次实验只有一个变量：注射器内的物质，一组装空气，一组装水，其他条件全部相同。请大家严格按照教材步骤操作。
实验步骤讲解：第一，将注射器抽取一定量空气，堵住管口，用力向下压活塞，观察活塞移动距离；第二，放松活塞，观察活塞变化；
第三，将注射器抽取等量清水，重复上述操作，对比两组现象。
学生分组规范实验，细致观察现象，小组内对比交流，教师巡视指导规范操作。
师：先说一说压缩空气时，你们看到了什么现象
生：堵住管口压活塞，活塞可以向下移动，空气的体积变小了；松开手后，活塞又弹回原来的位置。
师：那压缩水的时候，现象一样吗
生：不一样!用力压装水的活塞，活塞几乎一动不动，水的体积完全没有变化，根本压不动。
教师结合教材原文逐句讲解实验结论：空气占据的空间可以改变，受力压缩时空间变小、体积缩小，放松后空气恢复原有体积，具备弹性；水占据的空间不能改变，无法被压缩，体积始终固定。这是空气区别于液体的核心特性。
师：反复压缩、放松空气，活塞反复伸缩，这说明压缩后的空气有什么特点
生：压缩空气有弹性，可以恢复原来的状态。
三、模型解读，理解空气压缩微观原理
教师结合教材空气微粒模型图，通俗拆解微观原理，攻克本课教学难点，搭配师生互动问答深化理解。
师：为什么空气可以被压缩，水却不可以 教材用微粒模型为我们做出了解释。我们可以把空气想象成无数细小的微粒，空气微粒之间的距离非常大，空隙很多。
师：当我们按压注射器活塞时，微粒之间的空隙会怎样变化 占据的空间会怎样
生：空隙变小，微粒挤在一起，空气占据的空间就变小了。
师：松开活塞后，微粒之间的空隙恢复原状，空气体积就回弹了。而水和石头的微粒排列紧密，几乎没有空隙，因此无法被压缩，占据的空间固定不变。
教师结合教材模型总结核心原理：空气微粒间距大，可伸缩、可调节，因此空气占据的空间可以压缩、可以扩张，具备可变性；固、液体微粒间距极小，空间无法改变。
四、生活应用探究，活用科学知识
教师带领学生研读教材生活应用板块，结合教材案例开展互动辨析，梳理压缩空气的生活用途。
师：教材列举了很多压缩空气的生活应用，我们一起来分析原理。首先是打气筒，为什么打气筒可以给篮球、气球充气
生：打气筒压缩空气，将压缩后的空气送入球内，利用空气可压缩的特性实现充气。
师：气垫床、充气城堡、喷雾器、汽车减震器，这些物品都利用了空气的什么特点
生：利用空气可压缩、有弹性的特点。
教师引导学生自主列举生活中的同类现象，小组交流分享，进一步巩固新知，实现学以致用。
五、单元对比梳理，构建完整知识体系
教师通过表格梳理单元三类物质特性，帮助学生系统整合前三课知识，形成完整认知。
师生共同核对总结，梳理单元核心知识，完善知识体系。
六、课堂小结
师生共同梳理本课及本单元核心知识点，完成单元知识闭环：本节课我们通过对照实验证实了空气占据的空间可以改变，掌握了空气可压缩、可扩张、具有弹性的核心特性；通过微粒模型理解了空气可压缩的微观原理，明确了空气微粒间距大是空间可变的根本原因；精准区分了空气与水、石头的本质差异，知晓固、液体占据空间固定，空气占据空间可变；同时了解了压缩空气在生活、生产中的广泛应用。至此，我们完整完成了第一单元《空气》的全部探究，系统掌握了空气的存在、基本特征、占据空间、空间可变性的全部科学知识，构建了完整的空气科学概念，提升了实验探究与科学思维能力。
【教学反思】
21世纪教育网(www.21cnjy.com)

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