2026秋教科版小学科学四年级上册第一单元 空气《2. 空气能占据空间吗》教学设计

《空气能占据空间吗》2026秋教学设计（教科版四年级上册）一、教材分析本课是教科版小学科学四年级上册第一单元《空气》的第二课时，承接第一课《感受空气》中空气真实存在、无处不在的基础认知，是单元核心概念建构的关键课时。课本原文核心内容：空气看不见、摸不着，但空气和固体、液体一样，能占据一定的空间。我们可以通过对比实验，观察现象、分析原因，证明空气占据空间这一特征。本节课打破学生“空杯子、空瓶子没有东西”的错误前概念，通过三组递进式探究实验，让学生直观感知空气的空间占据性，为后续学习空气可压缩、空气有质量等知识奠定基础，贴合新课标物质科学领域“认识空气基本性质”的学段要求，是培养学生实证探究思维的核心课程。同时结合差异化教学理念，适配不同动手能力、思维水平的学生，兼顾基础探究与拓展提升。二、核心素养目标依据2022版小学科学课程标准，结合四年级学生认知特点，制定四维核心素养目标：1.科学观念：知道空气是真实存在的物质，能够占据一定的空间，且空气占据的空间可被改变；能区分空气与水、固体占据空间的不同特点。2.科学思维：能通过观察实验现象，对比分析实验差异，推理得出空气占据空间的结论；初步建立“现象—证据—结论”的科学推理思维。3.探究实践：能规范完成杯底纸巾不湿、水中压瓶、扎孔透气三组实验，熟练掌握基础实验操作方法；能独立记录实验现象，小组合作完成现象分析与交流。4.态度责任：养成严谨细致、尊重实验事实的探究习惯；乐于合作探究、敢于大胆猜想与质疑，感受空气性质与生活的密切联系。三、教学重难点1.教学重点：通过实验观察，直观感知空气能占据空间，掌握基础实验操作与现象记录方法。2.教学难点：结合实验差异，分析推理空气占据空间的原理，破除“空容器无物质”的错误认知；实现知识的生活化迁移运用。四、教学方法结合一线差异化教学需求，采用分层适配的多元教学方法，全程可落地、可实施：1.实验探究法（核心）：设置基础、进阶、拓展三层实验，学困生完成基础操作，中等生规范记录，优等生自主分析拓展。2.启发提问法：阶梯式设问，从直观现象到深层原理，逐步引导学生思考，适配不同思维层级学生。3.小组合作法：4人小组分工明确（操作员、记录员、汇报员、监督员），人人参与，落实全员探究。4.对比分析法：通过不同实验条件的现象对比，帮助学生精准提炼实验结论，突破教学难点。五、教学过程（40分钟）（一）情境导入，激趣猜想（5分钟）1.教师操作：拿出一个透明空塑料杯、一盆清水，面向全体学生展示。2.教师话术：同学们，大家看这只杯子，它看起来空空的，里面有没有东西？（停留3秒，等待学生自由发言）3.学生互动预设：学生大多回答“没有东西”“是空的”，少数学生回答“有空气”。4.教师引导话术：很多同学觉得杯子是空的，那老师有一个疑问，如果我把纸巾塞在杯底，再把杯子竖直倒扣压入水底，纸巾会被水浸湿吗？大家大胆猜一猜。5.学生互动步骤：第一步，学生独立举手猜想；第二步，随机抽取2-3名学生说出猜想理由；第三步，教师汇总猜想，板书“猜想：纸巾会湿/不会湿”。6.教师过渡话术：大家的猜想各不相同，科学讲究用证据说话，今天我们就通过实验来验证，探究核心问题——空气能占据空间吗？（板书课题）（二）新知探究，实验验证（28分钟）本节课结合课本核心实验，开展三组递进式探究，全程紧扣课本原文：空气看不见、摸不着，但空气能占据一定的空间，我们可以通过实验现象证明空气的存在和空间占据特点。实验一：杯底纸巾不湿实验（基础实验，全员完成）1.实验材料：透明玻璃杯、纸巾、清水、水槽2.教师示范讲解（详细步骤+话术）：教师话术：首先请大家认真看老师操作，记住每一个步骤，实验必须规范，否则实验结果会出错。第一步，取一张纸巾，紧紧塞入杯底，按压牢固，确保纸巾不会掉落；第二步，将杯子竖直朝下，平稳倒扣，缓慢垂直压入水槽底部，全程杯子不能倾斜；第三步，保持竖直状态，停留5秒后，竖直向上取出杯子，全程禁止倾斜。3.学生分组操作步骤（差异化要求）：第一步，全员组装材料，学困生在组员帮助下固定杯底纸巾；第二步，统一听从教师口令，同步完成压杯、停留、取杯操作；第三步，观察纸巾状态，记录员填写实验记录表。4.实验现象交流（详细互动话术）：教师话术：请各小组汇报实验结果，你们的纸巾湿了吗？学生预设：大部分小组回答“纸巾没有湿”，个别小组因杯子倾斜，纸巾轻微潮湿。教师引导话术：为什么杯子浸入水中，纸巾却没有湿？大家结合我们上节课学的空气知识思考，杯子里真的是空的吗？学生互动：小组讨论1分钟，汇报讨论结果。5.教师小结（结合课本原文）：正如课本所说，空气无处不在，杯子里充满了空气，空气占据了杯子内部的空间，挡住了外面的水，所以水无法进入杯内，纸巾不会浸湿。实验二：水中压塑料瓶实验（进阶实验，中等生、优等生重点探究）1.实验材料：去底塑料瓶、气球、清水、水槽2.实验操作与讲解：教师话术：我们刚刚证明了杯子里的空气占据空间，现在我们升级实验。请大家将气球套在去底塑料瓶的瓶口，紧紧扎牢，不留缝隙。再将塑料瓶竖直压入水中，观察瓶内气球的变化。3.学生操作步骤：第一步，小组合作固定气球与塑料瓶，确保密封；第二步，缓慢将瓶子竖直压入水中，观察气球膨胀情况；第三步，松开按压的手，观察瓶子上浮、气球变小的现象。4.互动提问话术：教师话术：压入水中时，气球为什么会变大？松手后气球为什么变小？学生汇报预设：水压挤压瓶内空气，空气压缩让气球变大；松手后空气恢复，气球变小。教师小结：瓶内的空气占据空间，外力挤压时，空气占据的空间变小，进一步证明空气可以占据空间，且空间大小可改变。实验三：瓶身扎孔透气实验（拓展实验，优等生探究）1.实验操作：在塑料瓶瓶身扎一个小孔，重复上述压水实验。2.教师引导话术：现在瓶子有了小孔，我们再次压入水中，大家观察气球还会变大吗？水会进入瓶内吗？想一想原因是什么？3.现象总结：小孔透气后，瓶内空气被挤出，不再占据空间，水可以进入瓶内，气球不会膨胀。正反对比，彻底验证空气占据空间的核心结论。（三）课堂小结，梳理新知（5分钟）1.教师带领学生回顾三组实验，提炼核心知识点，齐读课本核心原文：空气看不见、摸不着，但是空气能占据一定的空间。2.分层梳理：学困生掌握核心结论，中等生复述实验现象，优等生讲解实验原理与对比差异。3.生活化拓展：教师话术：生活中哪些现象能证明空气占据空间？比如吹气球、打气筒打气、水杯倒扣水中冒气泡等。（四）课堂答疑（2分钟）开放提问，学生提出实验疑问、知识困惑，教师针对性解答，解决差异化学习问题。六、作业设计（分层差异化）结合学生能力分层设计，全员落实、各有提升：1.基础作业（全员完成）：复述本节课核心结论，回家独立完成“纸巾不湿”小实验，向家长讲解实验原理。2.提升作业（中等及以上学生）：观察生活中3种空气占据空间的现象，简单记录在科学笔记本上。3.拓展作业（优等生选做）：自主设计一个新的实验，证明空气占据空间，画出实验简图，标注实验材料和现象。七、结语板块本节课我们通过三组层层递进的探究实验，打破了“空容器没有物质”的固有认知，用直观的实验现象证明了看不见、摸不着的空气可以占据空间。科学探究从不局限于课本实验，生活中