小学一年级科学（湘科版）下册《无形之气寻踪迹》教学设计

小学一年级科学（湘科版）下册《无形之气寻踪迹》教学设计

一、【基础】学习内容与学情研判

（一）【基础】教材内容深度解析

本课“无形之气寻踪迹”隶属于湘科版一年级下册第二单元“水和空气”，是在学生已经通过第四课和第五课对水这种可见、可触的液体有了初步认识之后，转而向更为抽象、难以直接感知的空气进行探索的关键起始课。本课在整个单元中起着承上启下的核心枢纽作用，它不仅承接了之前学习观察水时所用的感官观察法，更重要的是引导学生迈出从直接观察向间接观察过渡的第一步。教学内容主要由两大核心探究活动构成：一是通过“袋子里有什么”的认知冲突，引导学生意识到看似“空”的袋子中实则充满物质；二是通过“找空气”的开放式探究，让学生运用多种方法感知并证明空气的存在。此外，教材还隐含了第三个层次，即通过拓展活动引导学生认识到像海绵、粉笔等物体内部也存在空气，从而构建起“空气无处不在”的完整科学观念。这节课的教学设计必须超越简单的知识传递，致力于让学生亲历科学发现的过程，初步掌握一种重要的科学方法论——“间接观察法”，为后续学习空气的性质、风的形成乃至高年级的气体知识奠定坚实的思维基础-2-5。

（二）【非常重要】学情精准画像

一年級学生正处于前运算阶段向具体运算阶段过渡的时期，思维具有明显的具体形象性，对世界的认知高度依赖眼、耳、鼻、舌、手等感官的直接经验。他们对于“空气”的前科学概念是零散且充满诗意的。在日常生活中，他们能通过“风吹在脸上凉凉的”、“吹气球会变大”、“扇扇子有风”等体验感受到空气的作用，但这些体验并未被整合成“空气是一种真实存在的物质”这一科学概念。相反，由于空气无色、无味、透明、抓不住，绝大多数学生会本能地认为“空杯子”就是“什么都没有”。这便是本课教学的最大挑战——帮助学生跨越“空即是无”的迷思概念，建立起“看不见、摸不着的东西也可能存在”的科学世界观。同时，一年级学生动手能力尚在发育中，小组合作意识初萌但规则意识薄弱，课堂注意力集中时间较短，因此教学活动的设计必须强调趣味性、直观性、游戏化，操作步骤需简化、指令需明确、安全提示需到位-2。

（三）【基础】核心素养学习目标

1.【重要】科学观念：通过亲身实践，能够确信空气确实存在于我们的周围，包括看似空无一物的空间、部分物体内部以及水中，认识到空气是一种虽看不见但客观存在的物质。

2.【非常重要】科学思维：能够运用比较、分析、推理的思维方法，针对“空袋子里是否有东西”提出有依据的猜想。学习并初步理解“间接观察法”的内涵，即通过空气引发的其它现象（如气泡、风的感受、袋子鼓胀）来推断其存在，发展基于证据的逻辑思维能力。

3.【核心·难点】探究实践：能在教师指导下，利用塑料袋、扇子、吸管、注射器、水槽等多种简易器材，至少设计并实施三种不同的方法找到空气存在的证据。能够用气泡图或简单的图画、语言，清晰、如实地记录和描述自己的实验过程和观察到的现象。

4.【基础】态度责任：在小组合作中，愿意倾听他人的想法，能够分享自己的发现，体验合作探究的乐趣。学会用事实和证据来说明问题，初步养成严谨、求实的科学态度，认识到科学探究要尊重观察到的现象。

二、【重要】教学设计理念与顶层构思

本教学设计严格遵循《义务教育科学课程标准（2022年版）》的核心素养导向，秉持“学习即探究”的理念，致力于将课堂转变为一个小小的“科学实验室”。整体设计以一个宏大的核心驱动问题贯穿始终：“看不见的它，究竟藏在哪里？”围绕这一问题，设计了三个层层递进、螺旋上升的探究阶梯：

第一阶梯：制造认知冲突，颠覆“空即是无”的迷思。通过创设“神秘礼物袋”的情境，将学生的注意力聚焦于那个看似空空如也的袋子，激发他们内在的探究动机。

第二阶梯：自主建构知识，让思维过程“可视化”。提供丰富的、有结构的材料，放手让学生以小组为单位，像真正的科学家一样去寻找空气。在寻找的过程中，引导学生将各自的零散发现，用“气泡图”这种思维工具进行系统化整理，从而实现从“个别经验”到“普遍规律”的思维跃迁，并在此过程中内化“间接观察”的科学方法。

第三阶梯：拓展应用迁移，完善科学观念。将探究从开放空间引向物体的内部，通过预测与验证，让学生认识到空气的无孔不入，从而构建起“空气无处不在”的完整概念。整个教学过程强调学生的亲身体验、动手实践和深度思考，将知识学习、能力培养和价值观塑造融为一体，充分体现大单元教学的整体性和结构性-1-2。

三、【基础】教学准备

（一）教师教学准备

1.结构性材料：三个外观完全一致、不透明的纸质或布质礼物袋。1号袋内装一个苹果；2号袋内装一瓶水；3号袋内装一个充满空气并扎紧口的透明塑料袋（确保袋子鼓胀）。

2.演示实验器材：一个大号透明塑料袋（用于演示收集空气）、一枚大头针（或牙签，需注意安全）、一个透明的水槽、一块抹布。

3.可视化工具：大尺寸磁性黑板贴或多媒体课件，用于展示气泡图的绘制方法。

4.多媒体课件：整合谜语、教材图片、实验操作提示、安全警示标志（如耳朵、手、眼睛图标）以及总结用的动画。

（二）【非常重要】学生分组实验材料（以4-6人小组为单位）

基础材料包：薄而透明的保鲜袋或塑料袋2个、小扇子1把、气球1个、吸管1根、简易注射器（去掉针头）1支。

观察材料包：透明塑料杯1个、盛有大半清水的透明水槽1个。

拓展材料包：干海绵1块、粉笔1支、小石块（或卵石）1枚、小砖块1块。

辅助材料：实验记录单（含气泡图模板和预测验证表）、抹布1块。

四、【核心】教学实施过程（分步详解）

（一）【热点】创境激趣：神秘的礼物袋（预设5分钟）

1.上课伊始，教师满脸神秘地拿出三个扎紧口的精美布袋子，对学生说：“同学们，今天老师给大家带来了三份神秘的礼物，就藏在这三个袋子里。请你们仔细观察，谁能猜出里面分别装的是什么？”这一问题瞬间点燃了学生的好奇心和探究欲。

2.教师引导学生调动多种感官进行推测。先请学生用手分别隔着袋子摸一摸。学生摸后可能兴奋地喊：“1号袋硬硬的，圆圆的，可能是个苹果！”摸2号袋时，学生可能会说：“软软的，有点重，好像是一袋水！”当摸到3号袋时，学生会产生困惑：“也是软软的，但是很轻，好像……好像什么都没有。”

3.教师顺势打开1号和2号袋，验证学生的猜想，露出苹果和一瓶水，学生获得成就感。当打开3号袋，拿出那个鼓鼓的透明塑料袋时，全班学生的好奇心被推向顶点。教师追问：“看，这里面看起来什么都没有，可是为什么刚才我们摸着感觉鼓鼓的、软软的？难道这个‘空’袋子里真的什么都没有吗？”

4.【设计意图】此环节通过有结构的材料创设认知冲突，将学生从熟悉的物体引向陌生的、看似“空”的物体。这不仅仅是导入，更是对学生前概念的强烈冲击，激发了他们内心深处想要一探究竟的欲望，为整节课的探究活动奠定了心理基础。这正是科学探究的起点——从疑问开始-2-6。

（二）【核心·难点·高频考点】活动一：戳破迷思——袋子里藏着什么（预设10分钟）

1.提出猜想，聚焦证据：教师指着从礼物袋中取出的鼓鼓的透明塑料袋，引导全班讨论：“你觉得这个袋子里到底有东西吗？如果你觉得有，你认为可能是什么？你是根据什么现象猜想的？”引导学生关注“鼓鼓的”、“轻轻一捏会变形”等客观现象作为猜想的依据，初步建立“猜想要有根据”的意识。学生可能会猜是“气”、“风”、“空气”。

2.引导设计，验证猜想：教师继续追问：“光靠猜可不行，科学家要用事实说话。我们有什么办法来证明这个袋子里确实有东西呢？”鼓励学生大胆思考，提出方案。学生可能会想到“戳个小洞”、“用手挤”、“放水里”等方法。教师对学生的创意给予高度肯定，并相机补充完善，最终聚焦到三个最直观、可操作的验证方法。

3.【非常重要】教师演示与学生观察相结合，实施验证：

第一步：听。教师拿起大头针，强调安全后，在袋子上快速扎一个小孔，同时要求学生立即用耳朵贴近袋子仔细听。学生会惊奇地喊出：“有声音！”“嘶嘶的声音！”教师引导：“这声音告诉我们，有东西从里面跑出来了！”

第二步：感觉。教师请一位学生上台，用手轻轻挤压鼓起的袋子，让其他同学观察他/她的表情，并询问感受。台上的学生可能会说：“我感觉有风，凉凉的吹在脸上！”教师引导：“这阵‘风’就是刚才跑出来的东西，它吹到了我们脸上，皮肤感觉到了它！”

第三步：看。这是最具震撼力的一步。教师将袋子浸入水槽中，将袋口朝上，在水下轻轻挤压袋子。全班学生将清晰地看到一串串气泡从袋口“咕嘟咕嘟”地冒出来，升上水面。教师引导：“我们看到了什么？气泡！气泡从哪儿来的？是从袋子里跑出来的！”这时，教师可以郑重地告诉学生：“这个藏在袋子里，看不见、摸不着，但能通过声音、风和气泡证明它存在的东西，就是——空气！”

4.初步归纳，提炼方法：验证结束后，教师引导学生回顾刚才的探究过程：“我们刚才明明看不见袋子里的东西，但通过哪几种方法证实了它的存在？”引导学生总结出“听声音”、“感受风”、“看气泡”这三种方法。教师顺势点出本课的核心科学思想：【难点突破】“当我们直接看不见一个东西时，可以借助其他方法，通过它引发的现象来找到它。这种科学方法，就叫‘间接观察’。今天，我们就用这个方法，去寻找藏在我们身边的空气！”并板书课题《无形之气寻踪迹》-2-6-9。

（三）【重中之重·核心素养落地点】活动二：大搜寻——无形的踪迹在哪里（预设18分钟）

1.明确任务，提供材料：教师充满激情地说：“刚才我们已经证明了空气藏在鼓鼓的袋子里。现在，挑战升级！空气这个大‘隐形侠’还藏在哪里？老师为大家准备了‘寻气法宝箱’（展示水槽、扇子、气球、吸管、注射器、空杯子等），请各小组像侦探一样，用这些法宝，至少找出三种空气存在的证据！并把你们找到证据的方法，记录在这张‘侦探气泡图’上。”

2.教师引导学生认识气泡图：展示课前画好的气泡图模板，中心大气泡里写着“找到空气的证据”，周围的小气泡等待着学生去填写。告诉学生可以用简单的图画或者拼音、汉字来记录，比如画个扇子表示“扇扇子感觉到风”，画几个气泡表示“用吸管吹出水泡”。

3.【非常重要】学生分组探究，教师巡视指导：

此时课堂进入高潮，学生成为真正的探究主体。教师在巡视中扮演多重角色：

角色一：安全员与秩序员。提醒学生注射器不要对着人，水洒了及时用抹布擦干，保持桌面整洁。

角色二：思维点燃者。对于无从下手的小组，引导他们：“试试用扇子对着脸扇一下，有什么感觉？”“把空杯子倒扣进水，水能进到杯子里吗？为什么进不去？”对于进展顺利的小组，追问：“还有没有别的办法？你能让气球变大吗？为什么气球能变大？”

角色三：观察记录指导者。鼓励学生仔细观察，如实记录。“你不仅画了扇子，还在旁边画了几条线表示风，这个想法真棒！”帮助学生将实践转化为经验，将经验固化为记录。

4.小组可能发现的证据与方法举例：

A.挥动塑料袋，兜住一袋空气，袋子鼓起来了。

B.用扇子对着脸快速扇动，脸上感觉到有风，证明空气在流动。

C.用吸管往水里吹气，水中出现大量气泡，证明肺里有空气。

D.吹气球，气球鼓起来，证明嘴巴里的空气跑进了气球。

E.将空杯子倒扣，垂直压入水中，杯子里的水进不去，或者只进去一点点，证明杯子里有空气占据了空间，把水“推开”了。

F.将注射器的活塞拉到最大，然后用手指堵住针管口，再用力推动活塞，活塞推不下去，感觉有东西顶着，证明针管里有空气。

G.将注射器吸满空气，再将头伸进水槽里，推动活塞，可以看到气泡从水下冒出来。

5.【高频考点】交流共享，思维可视化：

探究结束后，请各小组展示自己的气泡图，并派代表上台，一边演示一边讲解自己的发现。教师将各小组的发现，用大磁贴或板书画的方式，汇集到黑板上的大“气泡图”中。最终，黑板上将形成一个丰富多彩的证据网络：扇子区、气球区、吸管区、注射器区、杯子区……每个区域都指向同一个结论——空气无处不在。

6.【设计意图】本环节是整节课的灵魂所在。通过提供有结构的材料、开放的任务、可视化的记录工具，将学生零散的、自发的经验，转化为系统的、理性的科学认识。学生不仅亲身证明了空气的存在，更重要的是，他们在“做科学”的过程中，初步领悟了“间接观察”方法的精髓，发展了合作交流、求异思维和基于证据进行表达的能力-1-4-7。

（四）【重要】活动三：洞幽察微——谁的身体里藏着空气（预设7分钟）

1.问题延伸，提出猜想：教师指着黑板上满满的证据图，总结道：“大家真了不起！我们发现空气藏在教室里、操场上、杯子里、袋子里。那老师还想问，这些物体里面有没有空气呢？”出示海绵、粉笔、小石块、砖块。让学生先进行预测，并在记录单的“预测”一栏打“√”或“×”。

2.【难点】实验验证，观察现象：

引导学生思考：“怎么才能验证我们的预测呢？能不能也用上我们的‘间接观察’法宝？”学生很自然地会想到刚才用过的“入水看气泡”的方法。

教师指导学生分组实验，依次将海绵、粉笔、砖块、小石块轻轻放入水槽中，仔细观察。当学生看到海绵入水时冒出许多小气泡、粉笔入水时也有一条条细小的气泡串升上来时，会发出阵阵惊叹。而观察小石块时，可能一开始看不到气泡，但教师引导其静置一会儿，或者轻轻晃动，或许也能看到极细微的气泡，从而理解即使是致密的石头，其微小的缝隙里也可能封存着空气。

3.对照反思，构建概念：学生将实验结果与自己的预测进行对比，完成记录单。特别是对于粉笔和砖块，预测“没有”的学生看到气泡后，认知会受到新的冲击。教师引导总结：“从刚才的实验我们发现，不仅我们周围的空间里有空气，很多看起来没有缝隙的物体，比如海绵、粉笔、砖块，甚至泥土里、水里，都有空气！空气真是无孔不入，无处不在啊！”-2-7。

（五）【基础】课堂总结与拓展（预设5分钟）

1.【热点】回顾与提炼：教师带领学生回顾本节课的整个探究旅程。“这节课，我们一起寻找了‘无形的踪迹’。我们通过什么方法，让看不见的空气现出了原形？”引导学生说出：听声音、感受风、看气泡、推动活塞有阻力等等。再次强化“间接观察”是研究看不见的物质的重要方法。同时引导学生看黑板上的大“气泡图”，巩固“空气无处不在”的科学结论。

2.联系生活，升华认知：教师展示一段金鱼在水中游动的视频或图片，提问：“鱼儿为什么能在水里生活那么久？水里有没有空气？”引导学生运用本节课学到的知识进行解释，明白水中的溶解空气是鱼类生存的必要条件。

3.布置课外拓展任务（可选）：“同学们，今天我们在课堂上找到了空气。放学回家，你能不能当一个小小科学家，用今天学到的‘间接观察’的方法，去家里找一找，看看冰箱里、空瓶子里、或者你的书包里有没有空气？也可以把你们的发现，用气泡图画下来，下次课我们来分享！”

五、【基础】板书设计（纲要）

黑板左侧：

6.无形之气寻踪迹

我们用什么方法找到它？

（中心是一个大气泡，周围放射出学生汇报的各种方法的简笔画和关键词：扇子/风、气球/鼓、吸管/气泡、注射器/推不动、杯子/水不进……）

黑板右侧：

“空”袋子→听（声音）、感觉（风）、看（气泡）

→间接观察法

物体里的空气：

海绵√（冒泡）

粉笔√（冒泡）

砖块√（冒泡）

石块？（可能有）

六、【高频考点】与【难点】解析

（一）【高频考点】

1.空气的存在证明：能够列举出至少三种证明空气存在的方法，如用塑料袋兜空气、扇扇子感觉有风、用吸管吹出水泡、将物体放入水中看是否有气泡等。这是期末实验考查和基础知识填空的常见内容。

2.间接观察法的初步理解：能说出像空气这样看不见、摸不着的东西，可以通过它引起的其他现象来研究。

3.物体内部是否有空气：能够判断常见物体如海绵、粉笔、土壤等内部有空隙，可能藏有空气。

（二