全册目录

第一单元　物质的状态与变化

1.物质的状态

2.冰、水、水蒸气

3.溶解的快慢与多少

4.分离混合物

5.受冷与受热

6.专题研究

第二单元　多样的天气

1.空气与风

2.风的形成

3.天气变化

4.观测天气

5.我们的小气象站

第三单元　生物与环境

1.生存环境

2.葵花向阳

3.燕子南飞

4.奇妙的护身术

5.仙人掌的刺

6.搭建庇护所

科技擂台

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第二单元第1课《空气与风》教学设计 

一、教材分析

本课是第二单元《多样的天气》的起始课，承担着从第一单元"物质状态"向"天气现象"过渡的桥梁作用。教材以空气这一基础物质为切入点，通过一系列递进式探究活动引导学生认识空气的核心物理性质：占据空间、有质量、能被压缩、会流动等。最后从"空气流动"自然引出风的概念，为第2课深入探究风的形成原因奠定基础。教材编排遵循"感知存在→性质探究→生活联系→概念延伸"的逻辑，将观察、实验、推理等科学方法贯穿其中。全课既构建了关于空气的系统科学概念，又培养了学生用实验证据说话的实证意识，是整个单元的知识基石。

二、学情分析

四年级学生对空气并不陌生——呼吸需要空气、风是空气在动，这些生活经验他们都有。但"经验"不等于"科学认识"：很多学生认为"空杯子里面什么都没有"，不理解空气占据空间；对于"空气有质量"，大部分学生持怀疑态度，甚至坚定认为"空气轻飘飘的没有重量"；"空气能被压缩"对他们来说更是全新概念。在实验能力方面，学生已会使用天平（上一单元称量过食盐），但用天平测空气质量、用注射器探究压缩空气等操作仍需教师示范。思维上，学生能接受直观现象，但对"看不见的东西如何证明存在"这一抽象推理有一定困难，需要教师搭建充分的证据链。

三、教学目标

科学观念：知道空气占据空间、有质量、能被压缩、会流动；知道空气流动形成风；了解空气对生命的重要意义。

科学思维：能通过观察实验现象归纳空气的性质；能运用推理和类比解释生活中与空气性质相关的现象；能设计简单实验证明空气的存在和性质。

探究实践：能操作"纸团不湿""天平倾斜""注射器压缩"等实验；能规范使用天平、注射器等工具；能通过对比实验获取证据。

态度责任：在探究中养成尊重证据、实事求是的科学态度；体会空气对生命和生活的价值，增强保护空气质量的环保意识。

四、教学重难点

教学重点：通过实验认识空气占据空间、有质量、能被压缩、会流动的性质。

教学难点：设计实验证明空气有质量；理解"空气能被压缩"的微观含义（微粒间距离变化）；将空气性质与生活中的现象建立联系。

五、教学准备

教师准备：多媒体课件（空气性质动画、生活中空气应用图片）、实验记录表。

学生分组材料：透明玻璃杯、纸巾、水盆、水、天平（带砝码）、两个相同的气球、打气筒、篮球（充气/放气状态各一）、注射器（20mL）、橡皮泥、扇子、塑料瓶（带盖）、冰块。

六、教学过程

（一）导入新课

教师活动：教师举起一个看似"空"的透明玻璃杯，问："这个杯子里有什么？"学生回答后教师追问："你怎样证明空气是真实存在的，而不是'什么都没有'？"教师在黑板上写下"空气"二字，说："今天我们要像侦探一样，用实验来揭开空气的秘密。"

学生活动：学生回答"有空气"。对于"怎样证明"，有的说"扇一下能感觉到风"，有的说"用袋子可以装到空气"，有的说"把杯子倒扣进水里看看"。学生跃跃欲试。

设计意图：从"空杯子"这一认知冲突入手，让学生意识到"看不见不等于不存在"，激发探究欲望。收集学生的证明方法，为后续实验做铺垫。

（二）讲授新课

教师活动：教师引导："我们先来研究空气是否占据空间。请大家利用桌上的杯子、纸巾、水盆和水，设计一个实验——怎样才能让纸团不湿？"教师巡视指导。学生实验后追问："纸团为什么没湿？这说明了什么？如果把杯子倾斜呢？试试看。"

学生活动：学生将纸团塞入杯底，将杯子竖直倒扣入水盆中，取出后发现纸团是干的。学生汇报："杯子里有空气，空气占据了杯子的空间，水进不去，所以纸没湿。"学生尝试倾斜杯子，看到有气泡冒出，水进入杯子，纸团湿了。学生解释："倾斜后空气跑出来了，水就进去了。"

设计意图：经典的"纸团不湿"实验让学生直观理解"空气占据空间"。倾斜操作的对比进一步强化了这一认识——空气跑掉了，水才能进来。

教师活动：教师过渡："空气有质量吗？有人说'空气轻飘飘的没有重量'，你同意吗？怎样用实验证明？"教师提示："我们可以用天平——在天平两端各挂一个充好气的气球，调节平衡。然后放掉其中一个气球里的气，看看天平会怎样。"教师示范天平使用方法，提醒学生注意安全（不要戳破气球）。

学生活动：学生分组操作：将两个充气气球分别挂在天平两端，调节使天平平衡。用针刺破其中一个气球（注意安全），观察到天平向未破的气球一端倾斜。学生汇报："放掉气后天平倾斜了，说明空气有质量——被放掉的那端变轻了。"

设计意图：用天平这一定量工具证明空气有质量，用数据/现象说话，有力纠正了"空气没有重量"的迷思概念。对比实验的设计简洁巧妙。

教师活动：教师引导："空气能被压缩吗？请用注射器来研究。"教师演示：将注射器活塞拉到中间，用手指堵住出口，尝试推动活塞。然后松开手观察。追问："这个实验说明了什么？生活中哪些物品利用了这个性质？"

学生活动：学生操作：将注射器吸入约10mL空气，用手指堵住出口。用力推活塞，发现活塞能往里推（体积变小）；松开手，活塞又弹回来。学生汇报："空气能被压缩，压缩后松开又能恢复——说明空气有弹性。"学生列举生活中的应用："篮球、足球打气后能弹起来""充气床垫""充气城堡""打气筒"。

设计意图：注射器实验操作简单但现象明显，让学生亲身体验空气的压缩性和弹性。联系生活应用，体现了"从科学到技术"的转化。

教师活动：教师引导："空气会流动吗？你能用什么方法让空气流动起来？流动的空气叫什么？"教师提供扇子、塑料瓶等材料。学生活动后，教师进一步追问："风是怎么形成的？你能用今天学的知识来解释吗？"

学生活动：学生用扇子扇、挤压塑料瓶口对准脸颊，都感觉到有"风"。学生回答："空气从一个地方跑到另一个地方，就是流动了。流动的空气就是风。"学生解释："我们扇扇子时，推动了空气，空气流动起来，就形成了风。"

设计意图：从"空气会流动"到"风的形成"，自然完成概念的延伸。用身体感官（脸颊感觉）验证空气流动，直观有效。

教师活动：教师引导："空气对我们有多重要？如果地球上没有空气会怎样？"学生讨论后，教师播放一段"太空真空环境"的短视频，让学生对比感受。然后进入"应用与拓展"："空气的性质在生活中还有哪些应用？请大家分享课前搜集的资料。"

学生活动：学生讨论：没有空气→无法呼吸、没有风、声音无法传播、物体不会被风吹动。观看视频后更加深刻体会到空气的重要性。学生分享课前搜集的资料：潜水艇用压缩空气排水、喷雾器利用压缩空气、气垫船利用压缩空气形成气垫等。

设计意图：从科学概念延伸到生命教育和科技应用，拓宽视野，培养社会责任感。

（三）课堂练习

教师活动：教师出示练习题：1. 判断题——"空气不占据空间，因为看不见它。"（ ）请说明理由。2. 解释题——为什么篮球打足气后能弹得很高？用今天学的知识解释。3. 设计题——如果给你一个空塑料瓶、水和一根吸管，你能设计一个实验证明空气占据空间吗？画出或写出你的方案。教师巡视点评。

学生活动：学生独立完成：第1题——打"×"，理由：空气虽然看不见，但纸团不湿实验证明它占据空间。第2题——篮球里充入压缩空气，压缩的空气有弹性，落地时被进一步压缩然后反弹，所以能弹得高。第3题——学生方案：将空塑料瓶装满水，把吸管插入瓶中，对着吸管吹气，水从瓶口被挤出来——说明吹入的空气占据了瓶内空间，把水挤出去了。

设计意图：三道题分别对应概念辨析、原理解释和实验设计，层次递进，全面检验学习效果。

（四）课堂小结

教师活动：教师引导学生回顾："今天我们认识了空气的哪些性质？风是怎么形成的？"教师总结："空气虽然看不见摸不着，但它真实存在，而且有很多重要的性质。下节课我们将深入探究——风究竟是怎么形成的？为什么有时风大有时风小？"

学生活动：学生总结："空气占据空间、有质量、能被压缩、会流动。流动的空气就是风。"学生期待下节课。

设计意图：梳理本课核心知识，强化重点。用"风的大小与什么有关"引出下节课，形成单元内知识的连贯性。

七、板书设计

第二单元多样的天气

1. 空气与风

空气的性质：

① 占据空间（纸团不湿实验：杯子竖直入水→空气挡住水→纸不湿）

② 有质量（天平实验：放掉气球里的气→天平倾斜）

③ 能被压缩、有弹性（注射器实验：推活塞→体积变小，松开→弹回）

④ 会流动 → 流动的空气就是风

应用：篮球、充气床垫、气垫船、喷雾器……

八、作业布置

1.在家做实验：用空矿泉水瓶和吸管，按照课堂上的设计验证"空气占据空间"，将过程和结果记录在科学笔记本上。 

2.观察记录：留意生活中哪些物品或现象利用了空气的性质（至少3个），下节课分享。 

3.思考题：如果把一个漏气的篮球放进水里，你会看到什么现象？这能说明空气的什么性质？

九、教学反思

亮点：从"空杯子"导入制造认知冲突，贯穿全课的系列实验设计简洁有效，每个实验都能直接证明一个性质；用天平证明空气有质量有力纠正了迷思概念；联系生活应用拓宽了视野。

不足：部分小组在纸团实验中杯子未竖直导致水进入，纸团湿了，误以为"空气不占据空间"；天平实验中气球被刺破时声音较大，个别学生受到惊吓；注射器压缩实验中，有些学生用力过猛导致活塞弹出。

《2026冀人版科学四年级上册》学期教学计划 

一、学情分析

四年级学生经过三年级科学课程的学习，已具备初步的观察能力、简单的实验操作能力和记录习惯。他们对周围世界保持着强烈的好奇心和探究欲，尤其喜欢动手操作和户外活动。在思维方面，学生的形象思维仍占主导，抽象逻辑思维开始萌芽，对于"看不见的空气""热空气上升"等抽象概念需要借助直观实验和类比来突破。在合作能力上，大部分学生能在小组中承担角色，但分工意识和倾听他人意见的习惯仍需培养。此外，四年级学生开始从"玩科学"向"学科学"过渡，需要教师逐步引导他们用科学的语言描述现象、用证据支持观点。部分学生可能在长期观察任务（如天气日历、种子发芽记录）上缺乏坚持性，需要设计激励机制。

二、全册教材分析

本册教材共包含3个教学单元和1个科技擂台栏目，覆盖物质科学、地球与宇宙科学、生命科学三大领域，以及技术与工程领域。

第一单元《物质的状态与变化》（6课）：从学生最熟悉的物质形态入手，依次认识物质的三态及其变化（第1-2课）、溶解现象及其影响因素（第3课）、混合物的分离方法（第4课）、物体受冷与受热的变化（第5课），最后以"专题研究"收尾，综合运用本单元知识解决真实问题。核心概念贯穿"变化"二字——物质是可以变化的，变化是有规律可循的。

第二单元《多样的天气》（5课）：从空气的基本性质出发（第1课），探究风的形成原因（第2课），认识常见的天气现象及其影响（第3课），学习使用工具观测天气（第4课），最后以"我们的小气象站"为综合实践项目（第5课）。核心概念是"空气流动产生风"和"天气是可以被观测和预测的"。

第三单元《生物与环境》（6课）：聚焦生物与环境的相互关系。从生物生存的基本条件（第1课）出发，分别研究植物对环境的适应（第2课向光性、第5课结构适应），动物对环境的适应（第3课迁徙、第4课防御），最后以"搭建庇护所"为综合工程任务（第6课）。核心概念是"生物依赖环境，也能通过不同方式适应环境"。

科技擂台——走马灯制作大比拼：以中国传统玩具走马灯为载体，综合运用第二单元"热空气上升"的科学原理，融合生涯教育（非遗传承人）、工程实践（设计→制作→测试→改进）和文化传承。是全册知识、能力、态度的集大成者。

三个单元在逻辑上层层递进：从"无生命的物质变化"到"大气现象与人类活动"再到"生命与环境的互动"，最后用"科技擂台"将科学原理转化为技术产品，体现了"物质→地球→生命→技术"的完整认知链条。

三、教学目标

依据《义务教育小学科学课程标准》，结合本册教材内容，确定以下四维目标：

科学观念：认识物质有三态及其变化条件；理解溶解、分离、热胀冷缩等现象背后的原理；知道空气的性质、风的形成原因和天气要素；理解生物生存的基本条件及生物适应环境的多种方式；知道走马灯转动的科学原理。

科学思维：能通过比较、分类、归纳等方法整理观察和实验数据；能运用类比推理将科学原理迁移到新情境（如用热空气上升解释走马灯转动）；能设计对比实验控制变量；能从工程需求出发进行逆向推理和方案优化。

探究实践：能规范使用天平、温度计、雨量器、风向标等工具；能完成物质状态变化、空气性质、种子发芽、植物向光性、走马灯制作等实验和制作任务；能坚持进行长期观察记录（天气日历、种子发芽）；能小组合作完成工程设计项目（小气象站、庇护所、走马灯）。

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