小学科学四上教科版《空气能占据空间吗》教学设计40分钟课时

课程基本信息

课时：1 课时（40 分钟）　课型：实验探究课

教学目标

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    科学观念：通过把剪开的塑料瓶压入水中、三次改变瓶内空气，知道空气占据空间，瓶内水位跟着瓶里空气的多少变。
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    科学思维：能从"瓶子没动、水没多没少"里找出唯一变的那样东西，说出水位是被瓶里的空气挤出来的。
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    探究实践：会按步骤完成拧紧瓶盖、拧开瓶盖、往里吹气三次操作，会用小球位置记水面。
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    态度责任：愿意照安全提醒擦净瓶口再吹，如实记水面位置。

教学内容

教材定位：第一单元第 2 课。上一课找空气存在的证据，本课收到"空气占不占地方"上，下一课研究占据的空间能不能被改变。

教学重点：通过三次改变瓶内空气、看水位变化，知道空气占据空间。

教学难点：要讲清的是水位为什么会动。学生的卡点是"水进不去，是因为瓶口小、水被瓶壁挡住了"——看得见的是水，想不到挡水的是看不见的空气；研讨时也说不清水位升降是谁推的。判断依据要从对照里长出来：三格记录里瓶子没动，盆里水也没多没少，唯一的差别是瓶里的空气出去过一次、进来过一次，水位就跟着上下——所以水位就是空气的指示器。

学情分析

教学准备： 每组塑料瓶 2 只（一只完整、一只剪掉下半部分）、水盆、小球 1 颗、抹布、记录单；教师备半瓶水、橡皮泥、吸管。

教学过程

▍ 一、聚焦：瓶口朝下压进去（3 分钟）

1. 1.
     出示教材第 5 页图：瓶子斜着压进水里，瓶口冒泡，水进了瓶里。
2. 2.
     提问：斜着压，泡出来了、水进去了。把瓶口竖直向下压进去，水还能进得去吗？
3. 3.
     学生分两派：一派说能，水往下压总得进去；一派说进不去，瓶里有空气。
4. 4.
     谈话：今天把这只瓶子压到底，看水到底进不进。

【设计意图】教材把两种压法摆在一起：斜着压是已知事实，竖着压是待检验的猜测，争论因此有据可依。

▍ 二、探索一：竖直压进去，水到底进不进（14 分钟）

1. 1.
     出示教材第 5 页探索：空塑料瓶剪掉下半部分，瓶口竖直向下压入水中。先写推测再动手。
2. 2.
     各组在记录单勾一个：水会进去／水不会进去，写一句为什么。
3. 3.
     强调三条：瓶口竖直朝下不能歪；压到瓶身大半没入水中；压住别松手，看满 10 秒。
4. 4.
     往瓶里放一颗小球，浮在水面上，球在哪儿水面就在哪儿。
5. 5.
     各组动手。多数组压下去，水只进到瓶口附近就停住，瓶里水面明显比盆里低。
6. 6.
     第 3 组一边压一边把瓶子歪了，水一下灌进半瓶，教师让他们扶正重做。
7. 7.
     第 6 组压得太浅，只没进瓶口一点，看不出区别，教师让他们压深重做。
8. 8.
     各组在记录单画：盆里水面在哪、瓶里水面在哪。
9. 9.
     提问：瓶口敞开，水为什么进不去？（预设：里面有空气／空气挡住水／瓶里占着地方）
10. 10.
      学生答不上来，只猜得出"瓶口太小""水太轻"。教师不急着给答案，让各组把这个问题记在记录单边上，等三步做完再说。

【设计意图】三条要求都是为了让"水进不去"看得见——歪了会灌水，浅了看不出，一看就停下更看不出。第 3、6 组那两次，正是操作不严就毁掉结论的地方。

▍ 三、探索二：三步改变瓶里的空气（13 分钟）

1. 1.
     明确任务：同一只瓶子，只改瓶里的空气，看水位怎么动。按教材第 6 页三步做，每步记小球。
2. 2.
     第一步：拧紧瓶盖，慢慢把瓶子上半部分压入水中，盯住小球。
3. 3.
     观察：小球停得很低，瓶里水面几乎没往上升。
4. 4.
     第二步：在水里拧开瓶盖，把空气放出来。
5. 5.
     观察：泡从瓶口冒出来，水涌进瓶里，小球跟着升上去。
6. 6.
     第 4 组把瓶子拎出水面再拧盖，空气一跑就没了，教师让他们在水里拧盖重做。
7. 7.
     第三步：对着瓶口吹气，看瓶里的水位怎样变。先猜一猜气吹进去，水是被压下去还是被吸上来。（预设：压下去／气把水挤出去）
8. 8.
     观察：水面被压下去，小球往下降，水被挤出瓶外。
9. 9.
     安全交代：用嘴碰瓶口前先擦干净，只吹自己那一瓶。
10. 10.
      各组把记录单填完：拧紧瓶盖、拧开瓶盖、往里吹气，各画水面和小球。

【设计意图】三步是同一件事的三种做法：盖住、放气、灌气。只有三步连着做完、三格并排画出来，"水位跟着空气走"才成规律，而不是三个孤立现象。

▍ 四、研讨：水位是谁推的（6 分钟）

1. 1.
     出示第一问：瓶中水位的变化是怎样产生的？各组指着记录单说。
2. 2.
     学生说：盖上盖子水进不去；打开盖子空气跑了水就进来；吹气水被挤出去。
3. 3.
     教师连续讲授：三格里瓶子没动，盆里的水也没多没少，唯一变的是瓶里的空气。空气一出去，它原来占的地方空出来，水马上补进去；空气一进去，又把地方占住，水只能退出来。所以水位不是水自己想动，是被瓶里的空气挤来挤去。这条往后一直要用：看见水位变，先问瓶里的空气是多了还是少了。
4. 4.
     出示第二问：空气能占据空间吗？还有别的办法证明吗？
5. 5.
     学生说能。有人提到纸团塞在杯底、杯子倒扣压进水里不会湿。教师肯定，请他们课后自己试。
6. 6.
     教师收一句：今天所有证据都指向一件事——空气占着地方，还不小。

▍ 五、拓展：用空气把水挤出来（4 分钟）

1. 1.
     出示教材第 7 页小挑战：半瓶水、一块橡皮泥、两根吸管，不许倾斜瓶子，能用空气把水挤出来吗？
2. 2.
     各组先说办法，别急动手。
3. 3.
     学生说往里吹气。教师追问：气从哪儿吹进去，水又从哪儿出来？（预设：从短管吹，水从长管出来／用嘴吸出来）
4. 4.
     提示：一根吸管插到水里，一根只留在瓶口，橡皮泥封严瓶口，从短的那根吹，水会从插进水里的那根升上来。
5. 5.
     谈话：回家做一次，明天说清水从哪根管子出来。

【设计意图】小挑战把结论倒过来用一次：往里灌空气，占掉水的地方，水只能另找路走。学生真挤出来了，这一课才算落地。

板书设计

空气能占据空间吗

瓶口朝下压入水中　　水进不去　→　瓶里有空气占着地方

拧紧瓶盖　　水位低　球低拧开瓶盖　　空气跑出　→　水位升　球升往里吹气　　空气进去　→　水位降　球降

结论：空气占据空间　　水位＝空气的指示器