资源简介

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13. 吹气球
【单元主题】
《空气的性质》
【单元教学目标】
空气是地球上所有生物赖以生存的重要物质。但学生一般会直观地认识空气的基本特征，误以为“看不见的物体不占据空间”“空气没有质量”“风是凭空产生的”“空气静止不动”，不会意识到冷热空气与风的形成之间的关系。本单元的学习将帮助学生突破认知障碍，进一步认识空气的性质。帮助学生初步理解空气性质与空气运动，不仅是科学启蒙的起点，更是培养未来公民应对气候挑战、推动技术创新的基石。
本单元将抽象的空气性质转化为10多个可操作的探究任务支撑观念建构，通过“做中学、学中思、思中用”的闭环设计，培养学生用科学眼光观察世界、用创新思维解决问题的终身能力。通过“瓶中气球吹不大”“倒扣杯子纸巾不会湿”等活动，学生直观感受空气占据空间的性质，学会利用证据说明空气占据空间、充满各处的性质。通过“冷热瓶烟流实验”“模拟自然风装置”
等直观活动形成完整逻辑链，助力学生形成整合性科学观念。
【本课在单元中的任务】
本单元由《吹气球》《称空气》《热气球》《风的形成》四课组成。本单元以日常空气现象或事件为明线，以空气的物理性质为暗线，采用宏微结合的设计策略，将抽象性质转化为若干可感知的探究任务。本课以探究气球吹不大的原因为起点，借助一系列实践活动，引导学生依次认识空气占据空间、没有确定形状和体积、容易被压缩的性质，以及压缩空气在生产生活中的广泛应用。
【教学目标】
1.能举例说明空气占据空间、没有确定形状和体积、容易被压缩。
2.能提出瓶中气球吹不大的猜想，运用各种证据验证猜想，得出结论。
3.会做空气占据空间的实验和压缩空气的实验，会制作压缩空气玩具。
4.乐于探讨上述空气性质在生活中的应用。
【教学重点】
探究空气占据空间、没有确定形状和体积的性质。
突破方法：第一部分，通过让学生演示吹气球，提出并验证瓶中气球吹不大的猜想，意识到空气占据空间；第二部分，通过观察与描述不同情况下空气的形状和体积，概括出空气没有确定的形状和体积。
【教学难点】
探究瓶中气球吹不大的原因。
突破方法：通过让学生演示用两种方法吹气球，可以用类比的方法提出瓶中气球吹不大的猜想，并能想办法验证，从而意识到到空气占据空间；并能运用空气占据空间的性质解释其他三个实验现象，以强化对空气占据空间的性质的认识。
【教学准备】
教师材料：教学课件、相关视频、演示实验材料。
学生材料：吹气球实验材料;纸团不会湿和听话的“乒乓球”实验材料;压缩空气实验材料。
【教学时间】
1课时
【教学过程设计】
一、创设情境，聚焦课题
师：这节课我们将开启一个新单元，我们一起来读一读本单元的开篇诗。
师生：共读开篇诗。
提问：大家从这首开篇诗中感受到了什么？这首诗描写的是什么？
生：空气，看不见摸不着，到处都有，动植物和我们都离不开它。
追问：从你的生活经验还可以得到有关空气的什么？
生：没有颜色、没有气味、透明等。
师：对，空气看不见摸不着，但它确实存在且无处不在，它还有哪些性质呢？接下来几节课我们将一同走进第四单元：空气的性质。
出示气球同时讲述：这节课我们从气球开始，一起来吹气球。
（板书：吹气球）
［设计意图：从本单元优美的开篇诗开始，引导学生结合生
活经验思考总结空气的部分性质，贴近学生认知，让学生认识到生活经验积累所学知识之间的联系，激发学生的探究兴趣，自然引出课题。］
二、气球吹不大的原因
师出示吹气球装置并提问:有各种吹气球的方法，用这两种方法吹气球，气球都能吹大吗 你的理由是什么
生：分组活动，分享实验现象。
现象：直接吹气球能吹大；放在瓶中的气球，尽管很用力，但仍然吹不大。
追问:瓶中气球为何吹不大
生：交流分享猜测。
过渡：我们生活中也有类似的现象。
师演示：看！分别往里塞粉笔、倒水，你发现了什么？说说你的理由。
生：交流。
发现：粉笔放不进粉笔盒；水倒不进杯子里。因为粉笔占据了粉笔盒的空间，水占据了水杯的空间。
提问：由以上两种现象，我们可以用类比的方法推断出瓶中气球吹不大的哪种可能性更大呢？
小结：（空气占据空间）大家的推断是否合理呢？我们一起来揭秘。
激趣:要想知道猜想对不对，最好的方法是验证。想办法吹大瓶中气球，验证你的解释是否合理。
生：分组想办法吹大瓶中气球，寻找支持解释的证据。
方法:戳破瓶底或瓶身，让空气可以逸出，为吹入气球里的空气腾出空间。
证据:瓶中气球能吹大了，能感受到瓶子开孔处向外流的空气。生：小组分享解决方法、找到的证据和发现。
形成共识:原来，看不见的空气早就占满了瓶子里的每个角落。当我们试图吹气球时，瓶内空气像一群调皮的小精灵，紧紧抱团不肯让出地盘。想要气球鼓起来，就得给空气“开个门”-----戳破瓶底或瓶身，让空气可以逸出，腾出空间。即一个容器被空气占据空间后，如果空气跑不出来，就无法往里装入更多空气。
过渡:你能用这个发现推测和解释下面的实验现象吗
出示装置1，预测“水会全部流入瓶中吗”并说明理由。
生：猜测。
师：演示实验。
生：观察现象。验证猜测并再次解释实验现象，想办
法验证所作解释。
现象：水没有全部流入瓶中。
原因：瓶中空气占据空间，密封后空气跑不出去。
对比实验：没有密封的瓶子，再倒一次水，发现水流进瓶中（自由选择，可以不做）。
出示装置2，预测“纸巾会湿吗”并说明理由。
生：分组实验。
实验现象：纸巾不会湿，因为空气占据杯内空间且出不去，
使水无法接触纸巾。
过渡：空气的力量看不见也摸不着，却能占据空间，我们能否利用一个特殊的装置，让“无形”的力量现身呢？老师今天带来了这样一个装置，请看！出示装置3，强调组装实验3装置时，要用橡皮筋将小号透明保鲜袋固定在无底塑料瓶瓶口处，将保鲜袋的三分之一置于瓶口上方。该装置入水之前，要将袋内空气排出。
师演示实验方法。
生：分组实验。
实验现象：挤压塑料袋，空气流下降;松开塑料袋，水挤压
瓶内空气，空气进入塑料袋，水面上升，乒乓球也随着向上运动。
小结：是的，空气不仅是我们地球上的一种重要物质，遍布各处，而且它和固体、液体一样，也占据空间。
［设计意图：提出并验证瓶中气球吹不大的猜想，意识到看不见的空气会占据空间，并能运用空气占据空间的性质解释其他三个实验现象。通过一系列的探究活动师生双方共同建构了“空气占据空间”的操作性定义：引领学生借助可见的水,使学生更加清楚地观察到空气不仅存在,并且还占据空间。同时使学生感受一种新的科学探究方法,即借助不可见物质对可见物质的流动来研究不可见的物质 ,学生通过做这个实验，不仅亲眼看到了空气和它的流动,而且能够潜移默化地感受到这种科学方法的魅力。］
三、空气的形状和体积
过渡：既然空气占据空间，那么空气的形状能被改变吗？
学生交流。
提问:如何让气球内部空气形状改变？
生：演示，教师点评。
师：老师把这个气球里的空气全部转移到充气袋中，空气形状发生了什么变化
发现：空气充满了充气袋，空气形状发生了变化。
提问:气球内部空气形状是球状，装进充气袋后变成枕头状、桶状、柱状。这说明空气有什么特点
结论：空气没有确定的形状。
过渡:在封闭容器内分别压缩空气和水，会发生变化吗
生猜测：空气被压缩，水没有。
出示注射器，阅读教材第52页实验步骤。
师提示实验注意事项。
生：分组实验。
现象：当密封针筒并推压活塞时，原本占据空间的空气体积会被压缩。这种通过外力改变体积的现象证明，空气不仅没有固定形状，其体积也会因压力和空间的变化而自由伸缩。松开推活塞的手后，活塞被空气推出，说明被压缩的空气有弹性。
生：在教材上完成实验记录。
分析后得出结论：空气没有确定的形状和体积。空气容易被压缩，被压缩的空气有弹性。
［设计意图：观察与描述不同情况下空气的形状和体积，概括出空气没有确定的形状和体积。］
四、压缩空气的用途
回顾:本课你认识了空气的哪些性质 利用空气的这些性质我们能做哪些事情
生：交流。
提问:下列物品中都用到了压缩空气，哪些是为了提供动力 哪些是为了缓冲与承重 哪些是为了方便携带
生：小组讨论。
结合上述物品形成共识：提供动力:气球动力小车。缓冲与承重:汽车轮胎、足球、充气城堡。方便携带:潜水气瓶。。
追问:你还知道哪些利用压缩空气的物品 压缩空气发挥了什么作用
播放《空气在生产生活中的应用》视频。
［设计意图：列举利用压缩空气工作的实例，感受压缩空气在生产生活中的广泛应用。］
五、课堂小结
（PPT 展示本课核心内容）师：同学们，今天这节课我们一起学习了 “吹气球”，谁来说一说，你有哪些收获？
生（预设）：空气没有确定的形状和体积、空气占据空间等。
师：大家的收获都很多！大家看看，老师手里的是一个压缩空气玩具，推动细棒可将纸团射出去。请同学们阅读教材第53页作业，学习制作步骤。
生：阅读步骤。
提问:你的任务是什么 有什么安全注意事项
强调:选用常见材料做一个压缩空气玩具，测一测它能将纸团
射出多远，想一想怎样将纸团射得更远。下节课向老师或同伴展示你制作的压缩空气玩具。最后，我们一起熟读本课的核心知识点。
生：熟读知识点。
［设计意图：通过学生自主总结收获，回顾本课核心知识，了解学生的掌握情况；布置课后制作任务，让学生将科学探究延伸到生活中，持续激发学生持续探究的兴趣。］
【板书设计】
吹气球
1.空气占据空间。
2.空气没有确定的形状和体积。
3.空气可以被压缩，压缩空气有弹性。
【教学反思】
本节课以 “瓶中吹气球” 趣味实验为切入点，组织学生开展多个分组探究活动，学生较好认识了空气占据空间、没有确定形状和体积、易被压缩且压缩空气有弹性这些核心性质，能够尝试用所学知识解释实验现象，也能说出生活中压缩空气的应用，基本达成课堂教学目标。
本课难点是理解瓶中气球吹不大的原因。课堂上借助类比粉笔、水占据空间的现象，再通过开孔瓶子吹气球的对比实验，大部分学生可以理解空气占据空间这一抽象概念。但也暴露出一些问题：部分小组动手实验时只关注好玩，重操作轻思考，实验做完却不能完整说出实验原理；少数学生对 “看不见的空气占据空间” 理解比较模糊，解释纸巾不湿等拓展现象时表达不够规范。注射器压缩空气实验，个别学生操作密封不到位，导致实验现象不明显，影响实验结论的得出。压缩空气用途部分，学生生活经验有限，举例不够丰富。
后续改进：课前做好关键实验的操作示范，强调实验要点，加强小组分工，设置简单实验记录单，引导学生边做实验边思考记录；针对空气看不见摸不着的特点，多借助可视化的现象引导学生推理，训练学生科学表述；课前布置预习任务，让学生提前观察生活中压缩空气的物品；课后制作压缩空气玩具的实践任务，可以增加简单记录要求，鼓励学生测试、改进玩具，实现课堂探究向课后实践延伸。
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