空气占据空间吗 （教学设计）2023-2024学年三年级上册科学教科版

空气占据空间吗（教学设计）2023-2024学年三年级上册科学教科版课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、教学内容教材章节：三年级上册科学教科版《空气》

内容：学习空气的特性，探究空气是否占据空间。通过实验观察空气对物体的影响，认识空气的不可见性。学习使用量筒、气球等工具，测量空气体积，并得出结论。二、核心素养目标培养学生观察自然现象的敏锐性，提升实验操作的准确性。增强学生的科学探究能力，通过实际操作理解空气的不可见性和占据空间的特点。发展学生的科学思维，学会用实验数据支持结论，培养严谨的科学态度和合作精神。三、教学难点与重点1.教学重点

①理解空气占据空间的概念，通过实验观察空气对物体的影响，使学生认识到空气虽然无形，但确实占据空间。

②掌握测量空气体积的方法，学习使用量筒等工具进行实际操作，培养学生的动手能力和科学实验技能。

2.教学难点

①学生对空气不可见性的理解，需要通过直观的实验现象帮助学生建立空气占据空间的直观印象。

②在实验过程中，如何引导学生观察并记录数据，确保实验结果的准确性，这对学生的观察力和数据分析能力是一个挑战。

③学生在分析实验数据时，如何运用科学推理得出结论，需要教师引导，帮助学生形成科学思维。四、教学资源-软硬件资源：量筒、气球、塑料袋、橡皮筋、秒表、电子秤

-课程平台：教科书、科学实验报告册

-信息化资源：空气占据空间相关的教学视频、动画演示

-教学手段：实验演示、小组合作学习、讨论分析五、教学过程1.导入（约5分钟）

-激发兴趣：教师展示一张充满气球的图片，提问学生：“如果这些气球都是空的，它们会掉下来吗？”

-回顾旧知：引导学生回忆之前学过的空气和气体的知识，如空气的存在、气体的特性等。

2.新课呈现（约20分钟）

-讲解新知：教师介绍空气的不可见性和占据空间的特点，讲解空气的体积、密度等基本概念。

-举例说明：通过气球膨胀、水中的气泡等日常现象，说明空气占据空间的现象。

-互动探究：分组讨论，每组提出一个生活中关于空气占据空间的例子，并说明理由。

3.实验探究（约30分钟）

-学生活动：分组进行实验，使用量筒、气球等工具测量空气体积，记录数据。

-教师指导：观察学生实验过程，指导学生如何正确使用量筒、如何记录实验数据。

-小组分享：每组向全班汇报实验过程和结果，教师引导学生分析实验数据，得出结论。

4.深入讨论（约15分钟）

-学生活动：分组讨论，探讨影响空气体积的因素，如温度、压力等。

-教师指导：引导学生运用所学知识，解释实验中可能出现的现象，如气体膨胀等。

-小组汇报：每组向全班分享讨论结果，教师点评并总结。

5.巩固练习（约20分钟）

-学生活动：完成教科书中的练习题，巩固所学知识。

-教师指导：巡视学生做题情况，解答学生的疑问，指导学生正确解题。

6.总结提升（约5分钟）

-教师总结：回顾本节课的主要内容，强调空气占据空间的特点和实验方法。

-学生反思：引导学生思考本节课的收获，提出自己的疑问和看法。

7.布置作业（约5分钟）

-教师布置课后作业，要求学生观察生活中的空气现象，并尝试用所学知识解释。六、知识点梳理空气占据空间

1.空气的特性：空气是一种无色、无味、无形的气体，存在于地球的大气层中。

2.空气的不可见性：空气虽然存在，但肉眼无法直接看到，需要通过实验和现象来感知。

3.空气占据空间：空气具有占据空间的特点，任何容器中的空气都会占据一定的空间。

4.空气的体积：空气的体积可以通过实验测量，如使用量筒、气球等工具。

5.影响空气体积的因素：温度、压力等外界因素会影响空气的体积。

6.空气的密度：空气的密度是指单位体积内空气的质量，通常用千克/立方米表示。

7.空气的流动性：空气具有流动性，可以流动到不同的空间中。

8.空气的压力：空气对物体施加压力，压力的大小与空气的密度和流速有关。

9.空气的应用：空气在生活和工业中具有广泛的应用，如空调、风扇、气球等。

10.空气污染：空气污染是指空气中的有害物质超过一定浓度，对人类健康和环境造成危害。

实验探究

1.实验目的：通过实验探究空气占据空间的特点。

2.实验材料：量筒、气球、塑料袋、橡皮筋、秒表、电子秤。

3.实验步骤：

a.将气球吹满，用橡皮筋扎紧。

b.将气球放入量筒中，记录气球占据的体积。

c.放松橡皮筋，观察气球体积的变化。

d.使用电子秤称量气球的质量，记录数据。

e.改变实验条件，如温度、压力等，观察空气体积的变化。

4.实验结果分析：通过实验数据，分析空气占据空间的特点，以及温度、压力等因素对空气体积的影响。

5.实验结论：得出空气占据空间，且其体积受温度、压力等因素影响的结论。

空气的应用

1.空调：利用空气流动和热交换原理，调节室内温度和湿度。

2.风扇：通过旋转叶片产生气流，使空气流动，达到降温、通风的目的。

3.气球：利用空气的浮力，使气球升空，用于装饰、娱乐等。

4.气压计：测量空气压力的仪器，用于气象观测、工业生产等。

5.空气压缩机：将空气压缩成高压气体，用于气动工具、汽车轮胎充气等。

空气污染

1.空气污染源：工业排放、汽车尾气、燃烧化石燃料等。

2.空气污染物：二氧化硫、氮氧化物、颗粒物、臭氧等。

3.空气污染危害：对人体健康、生态环境、气候等造成危害。

4.空气污染治理：采用技术手段、政策法规等手段，减少空气污染。七、典型例题讲解例题1：一个塑料袋被吹满空气后，其体积为500立方厘米。如果将塑料袋内的空气全部排出，塑料袋的体积变为200立方厘米。求塑料袋内空气的密度（空气密度在常温常压下约为1.29千克/立方米）。

解答：首先，我们知道空气的密度公式为ρ=m/V，其中ρ为密度，m为质量，V为体积。

已知塑料袋内空气的体积V1=500立方厘米，空气的密度ρ_air=1.29千克/立方米。

将体积单位转换为立方米，V1=500立方厘米=500/1000000立方米=0.0005立方米。

由于质量m=ρ_air*V1，可以计算出空气的质量：

m=1.29千克/立方米*0.0005立方米=0.000645千克。

接着，当空气排出后，塑料袋的体积V2=200立方厘米=200/1000000立方米=0.0002立方米。

由于质量守恒，空气排出前后质量不变，因此排出空气后的质量也为0.000645千克。

最后，我们可以计算出排出空气后的密度ρ2：

ρ2=m/V2=0.000645千克/0.0002立方米=3.225千克/立方米。

例题2：一个气球在常温常压下的体积为1.5升。当气球被加热到100摄氏度时，体积增加到2升。求气球的膨胀系数。

解答：膨胀系数α是物体体积变化与其原始体积的比值，当温度变化时。公式为α=ΔV/V*ΔT，其中ΔV是体积变化，V是原始体积，ΔT是温度变化。

已知气球原始体积V=1.5升，体积变化ΔV=2升-1.5升=0.5升，温度变化ΔT=100摄氏度-20摄氏度=80摄氏度（假设常温为20摄氏度）。

将这些值代入公式中，得到：

α=ΔV/V*ΔT=0.5升/1.5升*80摄氏度=0.3333*80=26.6667。

所以，气球的膨胀系数约为26.67%。

例题3：一个密闭的容器内装有空气，当温度从20摄氏度升高到100摄氏度时，容器内空气的体积增加了10%。求空气的等压膨胀系数。

解答：等压膨胀系数β是物体体积变化与其温度变化的比值，公式为β=ΔV/V*ΔT，其中ΔV是体积变化，V是原始体积，ΔT是温度变化。

已知空气体积增加了10%，即ΔV/V=10%=0.1，温度变化ΔT=100摄氏度-20摄氏度=80摄氏度。

代入公式，得到：

β=ΔV/V*ΔT=0.1*80=8。

所以，空气的等压膨胀系数为8。

例题4：一个气球的体积在0摄氏度时为1升，当温度升高到25摄氏度时，气球的体积变为1.2升。求气球的温度膨胀系数。

解答：温度膨胀系数γ是物体体积变化与其温度变化的比值，公式为γ=ΔV/V*ΔT，其中ΔV是体积变化，V是原始体积，ΔT是温度变化。

已知气球体积变化ΔV=1.2升-1升=0.2升，温度变化ΔT=25摄氏度-0摄氏度=25摄氏度。

代入公式，得到：

γ=ΔV/V*ΔT=0.2升/1升*25摄氏度=0.2*25=5。

所以，气球的温度膨胀系数为5。

例题5：一个气球在常温常压下的体积为2.5升。当气球被压缩到1.5升时，压力增加到原来的2倍。求气球的压缩系数。

解答：压缩系数k是物体体积变化与其压力变化的比值，公式为k=ΔV/V*ΔP，其中ΔV是体积变化，V是原始体积，ΔP是压力变化。

已知气球体积变化ΔV=2.5升-1.5升=1升，压力变化ΔP=2倍。

代入公式，得到：

k=ΔV/V*ΔP=1升/2.5升*2=0.8*2=1.6。

所以，气球的压缩系数为1.6。八、板书设计①空气的特性

-无色、无味、无形

-具有占据空间的特点

-具有流动性和压力

②空气的体积与测量

-体积单位：立方米、立方厘米等

-量筒、气球等测量工具

-实验测量空气体积的方法

③影响空气体积的因素

-温度：热胀冷缩现象

-压力：气体压缩和膨胀

-密度：空气的质量与体积关系

④实验探究

-实验目的：探究空气占据空间的特点

-实验材料：量筒、气球、橡皮筋等

-实验步骤：吹气球、测量体积、改变条件等

⑤结论

-空气占据空间

-温度、压力等因素影响空气体积

-实验数据支持结论

⑥空气的应用

-空调、风扇、气球等

-空气压力在生活中的应用

⑦空气污染

-污染源：工业排放、汽车尾气等

-污染物：二氧化硫、氮氧化物等

-污染危害：人体健康、生态环境等

⑧空气污染治理

-技术手段：净化设备、排放标准等

-政策法规：环保法规、排放限制等课堂1.课堂评价

-提问环节：通过提问，了解学生对空气占据空间概念的理解程度，以及他们对实验现象的观察和分析能力。

-观察环节：观察学生在实验操作中的规范性，如使用量筒、气球等工具的准确性，以及合作探究时的互动情况。

-小组讨论：评估学生在小组讨论中的参与度，包括提出问题、分享观点和总结结论的能力。

-实验报告：检查学生的实验报告，评估他们记录实验数据、分析结果和撰写报告的技能。

-课堂测试：通过随堂小测验，快速了解学生对本节课知识点的掌握情况，及时调整教学策略。

2.作业评价

-作业批改：对学生的课后作业进行详细批改，关注学生的解题思路、计算过程和最终答案的正确性。

-作业点评：在作业批改的基础上，给予学生具体的点评和建议，指出他们的优点和需要改进的地方。

-反馈交流：通过作业反馈，与学生进行交流，解答他们在作业中遇到的问题，鼓励学生深入思考。

-作业展示：在课堂上展示部分学生的优秀作业，激发学生的学习兴趣，促进同学之间的相互学习。

-定期回顾：定期回顾学生的作业情况，分析学生的学习趋势，及时调整教学计划和作业难度。

3.课堂氛围营造

-鼓励学生积极参与：通过提问、小组讨论等方式，鼓励学生主动参与课堂活动，提高他们的学习积极性。

-营造轻松氛围：在课堂上营造轻松、友好的学习氛围