青岛版小学科学五年级上册第一单元知识点梳理与思维导图

第一单元 生活在空气中 — 知识点梳理与思维导图

适用教材： 青岛版小学科学五年级上册（第一册）第一单元

单元概览： 本单元共5课，围绕"空气"展开，从认识空气的成分出发，探究人与空气的关系、铁生锈和蜡烛燃烧等空气中发生的现象，最终落脚于工程实践——制作简易空气净化器。核心科学观念：空气是混合物；生成新物质的变化有其特征；科学探究需基于证据。

第一课 空气的成分

一、空气的基本性质

空气是一种无色、无味、能流动的气体，有确定的质量，能占据空间。

二、空气是混合物

空气不是单一成分的气体，而是一种混合物，含有氮气、氧气、二氧化碳、稀有气体等多种气体。

三、拉瓦锡实验

18世纪70年代，法国化学家拉瓦锡把少量汞放在密闭容器中加热了12天，发现部分汞变成了红色粉末，同时空气体积减小了。他通过实验证明减少的部分是氧气，能支持燃烧。他又对剩余气体进行研究，发现这部分气体既不能供给动物呼吸，也不支持燃烧（即氮气）。

四、蜡烛燃烧法研究空气成分

实验步骤： 把粘有蜡烛的玻璃片放在水槽中，往水槽里倒入红色的水，点燃蜡烛后用集气瓶罩上。

实验现象： 蜡烛逐渐熄灭，瓶中水面上升。

验证剩余气体： 将点燃的木条迅速插入蜡烛熄灭后的集气瓶中，木条熄灭（不复燃），说明剩余气体不支持燃烧。

实验结论： 空气中一部分气体支持燃烧（氧气），另一部分气体不支持燃烧（氮气等）。

五、空气成分在生产生活中的应用

六、海拔与空气含氧量的关系

海拔越高，空气含氧量越低。例如上海（海拔4米）含氧量约20.95%，拉萨（海拔3658米）含氧量约15.09%。珠穆朗玛峰顶部含氧量更低。

七、科学思维方法

从"支持燃烧"与"不支持燃烧"气体的比较实验，到拉瓦锡的研究，我们认识了空气的组成成分，并掌握了依据物质的性质进行分类的科学思维方法。

第二课 我们与空气

一、呼吸的意义

呼吸对我们具有重要意义，我们的生命活动离不开呼吸。呼吸时，空气中的氧气参与了我们的生命活动。

二、吸入和呼出气体成分的变化

猜想： 我们吸入和呼出的气体可能不同。

实验方法： 用注射器向1号瓶的澄清石灰水中推进空气（模拟吸入气体），向2号瓶的澄清石灰水中吹气（模拟呼出气体），观察石灰水的变化。

实验现象： 1号瓶石灰水变化不明显，2号瓶石灰水变浑浊。

实验结论： 二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。在呼吸过程中，与吸入的空气相比，呼出的气体中二氧化碳含量增加，氧气含量减少。

三、呼吸的原理

人体吸进空气后，在体内消耗了部分氧气，呼出的气体中二氧化碳增多。这是因为消化器官吸收的养料与呼吸器官吸收的氧气反应，释放出生命活动所需的能量，同时产生二氧化碳等。

四、氧气对生命活动的意义

人的生命活动需要氧气。呼吸能为人体提供所需的氧气，我们每时每刻都需要呼吸。运动、学习、睡眠时呼吸频率不同——运动时呼吸加快，因为人体需要更多的氧气。潜水员潜水时携带压缩空气瓶，主要是为了提供氧气。如果缺氧，人会出现头晕、气喘等反应。

五、科学探究方法

科学探究不能只凭主观猜想，必须通过实验获取事实来验证。当事实和猜想不一致时，我们要尊重事实，勇于修正自己的观点。

六、拓展：高原反应

去青藏高原旅游，许多人会出现高原反应。这是因为青藏高原海拔高，空气稀薄，含氧量低，人体吸入的氧气减少，身体供氧不足。

第三课 铁生锈

一、铁和铁锈的比较

铁和铁锈是两种不同的物质。它们在颜色、硬度、导电性等方面都不同：

二、铁生锈的条件

猜想： 铁生锈可能与空气和水有关。

对比实验设计：

实验结论： 铁在潮湿的空气中容易生锈。铁生锈是空气和水共同作用的结果，是生成新物质的变化。

三、铁生锈的危害

铁生锈会影响铁制品的外观和使用寿命，严重时可能导致结构损坏，造成安全隐患和经济损失。

四、防止铁生锈的方法

五、科学探究方法

探究铁生锈的根本原因，需要先基于生活经验和科学知识提出合理的猜想，再通过设计对比实验进行验证，最终得出结论。这种"猜想—实验—验证"的科学探究方法，使我们的认知更可靠。

第四课 蜡烛燃烧

一、蜡烛燃烧的实验探究

问题： 生日蛋糕上燃烧的蜡烛会越来越短，"消失"的蜡烛到哪里去了？

实验步骤：

1.取一个干燥、洁净的冷烧杯罩在蜡烛火焰上方。

2.一段时间后，观察烧杯内壁。

3.翻转烧杯，迅速倒入少量澄清石灰水并轻轻摇晃，观察现象。

实验现象与结论：

核心结论： 蜡烛燃烧时有新物质生成（水和二氧化碳）。

二、生活中其他生成新物质的现象

三、生成新物质的变化特征

生成新物质的变化一般伴随着发光、发热或颜色改变等现象。这些现象可以帮助我们判断是否生成了新物质。

四、科学方法

通过观察与实验证实蜡烛燃烧后生成了水和二氧化碳等新物质，用科学证据解释了蜡烛燃烧生成新物质的事实。面对有说服力的证据，能调整自己的观点。

第五课 制作简易空气净化器

一、明确问题

空气中的灰尘、甲醛等都会造成室内空气的污染。空气净化器可用于室内空气的净化。任务：了解普通家用空气净化器的工作原理，并制作简易空气净化器。

二、空气净化器的工作原理

家用空气净化器主要是用过滤的方法净化空气的。主要结构有排气扇和滤网等。排气扇的作用是促使空气循环，滤网用于过滤空气中的灰尘。还可以用活性炭吸附有害气体和污染物。

三、设计方案

设计要点：选择合适的容器做箱体，合理设计进风口和出风口的位置，确定过滤网、活性炭包和小风扇的安装位置。

四、制作步骤

1.选取塑料杯作为箱体，在杯体上开口（进风口）。

2.在开口位置粘贴过滤网。

3.放入活性炭包，用热熔胶固定电机。

4.安装扇叶，固定电源，通电测试。

5.在杯盖上挖出和风扇大小差不多的孔，作为出风口。

五、检测与改进

检测方法： 用仪器检测进风口和出风口的空气质量，对比净化效果。

改进方向：

·加快空气循环速度（换用更大功率的风扇）

·选择效果更好的过滤或吸附材料

六、光触媒技术

光触媒，又称光催化剂，在特定波长的光照下会产生强氧化活性物质。它能够杀灭细菌与病毒。在日常生活中，光触媒可有效降解空气中的甲醛等有毒有害气体，起到空气净化作用。

七、工程思维

从空气净化的需求出发，在设计、制作产品的过程中多次改进，选用多种材料实现对空气的净化。设计是整个项目的关键，要根据真实问题和现有条件形成有效的解决方案。

工程流程：明确问题 → 制订方案 → 实施方案 → 检测效果 → 改进优化

思维导图（文字结构版）

以下为第一单元知识结构的思维导图文字版，可与上方可视化思维导图配合使用。

中心主题：生活在空气中

分支一：空气的成分

·空气的性质：无色、无味、能流动、有质量、占据空间

·空气是混合物：含氮气、氧气、二氧化碳等

·拉瓦锡实验：汞加热12天 → 证明减少部分是氧气 → 能支持燃烧

·蜡烛燃烧实验：集气瓶罩住 → 水面上升 → 剩余气体不支持燃烧

·成分应用：氧气—冶炼钢铁；氮气—保护食品、制氮肥；二氧化碳—灭火；根瘤菌—固氮

·海拔与含氧量：海拔越高，含氧量越低

·科学方法：依据物质性质进行分类

分支二：我们与空气

·呼吸的意义：生命活动离不开呼吸

·气体成分变化：呼出气体CO₂增加，O₂减少

·CO₂检验方法：使澄清石灰水变浑浊

·呼吸原理：养料 + 氧气 → 释放能量 → 产生CO₂

·氧气与生命：每时每刻需要呼吸；运动时需氧增多

·应用：潜水员携带压缩空气瓶

·高原反应：海拔高 → 空气稀薄 → 含氧量低 → 供氧不足

·科学方法：猜想 → 实验验证 → 尊重事实

分支三：铁生锈

·铁与铁锈的比较：颜色、硬度、导电性不同 → 两种不同物质

·生锈条件：潮湿的空气（空气 + 水共同作用）

·对比实验：1号干燥空气—不生锈；2号隔气水浸—不生锈；3号潮湿空气—生锈

·变化本质：生成新物质的变化

·防锈方法：涂油漆、镀层、保持干燥

·科学方法：猜想 → 对比实验 → 验证

分支四：蜡烛燃烧

·实验现象：冷烧杯→内壁水珠→生成水；石灰水→变浑浊→生成CO₂

·核心结论：蜡烛燃烧生成新物质（水和二氧化碳）

·其他生成新物质的现象：纸燃烧、苹果变色、淀粉+碘液、鸡蛋+白醋

·变化特征：发光、发热、颜色改变

·科学方法：观察 → 实验证实 → 证据解释

分支五：制作简易空气净化器

·空气污染源：灰尘、甲醛等

·工作原理：过滤法

·主要结构：排气扇（促循环）、滤网（过滤灰尘）、活性炭（吸附有害气体）

·制作步骤：选箱体 → 开口 → 粘滤网 → 放活性炭 → 固定电机 → 装扇叶 → 通电 → 出风口

·检测与改进：检测进/出风口；加快循环、更好材料

·光触媒技术：特定光照 → 降解甲醛 → 净化空气

·工程思维：明确问题 → 制订方案 → 实施 → 检测 → 改进