小学科学教科版三年级上册：2.2《空气能占据空间吗》教学设计教案教1

一、教材分析《空气能占据空间吗》是教科版小学科学三年级上册第二单元《空气》的第二课时。本单元旨在引导学生认识空气的基本性质，是小学阶段物质科学领域的重要组成部分。在前一课《感受空气》中，学生已经通过多种感官体验到了空气的存在，并初步了解了空气是无处不在的。本课将在此基础上，通过一系列探究活动，引导学生认识到“空气能占据空间”这一重要性质，为后续学习空气的其他性质（如具有质量、可以被压缩等）奠定基础。“占据空间”是一个较为抽象的科学概念。对于三年级学生而言，理解固体、液体占据空间相对容易，但空气作为一种看不见、摸不着的气体，其占据空间的特性就比较难以感知和理解。因此，本课的设计核心在于通过精心选择和设计的实验，将抽象的概念转化为直观的现象，让学生在亲身体验和观察中建构对“空气占据空间”的认知。二、学情分析三年级的学生对周围世界充满好奇，乐于动手操作，具备一定的观察和简单描述能力。他们在生活中已经有过一些与空气相关的体验，比如吹气球、玩皮球等，但这些体验往往是无意识的，并未上升到科学认知的层面。*已有知识基础：知道空气的存在，能列举一些空气存在的例子；对固体、液体占据空间有初步的、不自觉的认识（如杯子里装满水，就不能再装别的东西了）。*认知特点：思维仍以具体形象思维为主，抽象逻辑思维开始发展，但仍需借助具体事物和直观形象的支持。对实验探究抱有浓厚兴趣，但实验操作的规范性和观察的细致性有待培养。*潜在困难：理解“空气占据空间”的抽象性；理解“空气占据的空间可以被挤压或被水等其他物体占据”这一动态过程；准确描述实验现象并从中提炼科学结论。三、教学目标（一）知识与技能1.通过观察和实验，初步感知并理解“空气占据空间”的含义。2.能设计简单的实验证明空气占据空间，并尝试解释生活中与空气占据空间相关的一些现象。3.学习使用简单的实验器材（如烧杯、水槽、气球、注射器等），按照一定的步骤进行实验操作。（二）过程与方法1.经历“问题——猜测——实验——观察——结论——应用”的科学探究过程。2.在实验中学习观察、比较、分析，并尝试用自己的语言描述实验现象和结果。3.通过小组合作，培养初步的合作与交流能力。（三）情感态度与价值观1.激发对空气性质探究的兴趣和好奇心。2.培养实事求是的科学态度，乐于动手实践，勇于尝试。3.感受科学与生活的密切联系，意识到科学就在身边。四、教学重难点*教学重点：通过实验探究，理解空气能占据空间。*教学难点：理解空气占据空间的可变性（如被挤压、被水挤出等），并能解释相关现象。五、教学准备*教师准备：*多媒体课件（PPT）*演示实验材料：透明水槽（或大烧杯）、透明玻璃杯（或塑料杯）、纸团、水、带胶塞的玻璃瓶（胶塞上有两个孔，一个插长玻璃管，一个插短玻璃管或气球）、注射器、气球、吸管、乒乓球等。*学生准备：*小组实验材料1（每人或每2人）：透明小烧杯（或透明塑料杯）、纸团、水槽（或大塑料盆，小组共用）、水。*小组实验材料2（每组）：带漏斗的塑料瓶（瓶底可扎小孔或不扎）、水、气球。*记录单（可选）、抹布（吸水纸）。六、教学过程（一）情境导入，提出问题（约5分钟）1.魔术表演/生活现象提问：*教师：“同学们，老师这里有一个空杯子（出示透明玻璃杯），它真的是空的吗？”（引导学生说出杯子里有空气）。*教师：“如果我把这个杯子倒扣过来，垂直按入水中（出示水槽和水），大家猜一猜，杯子里的纸团（教师将纸团紧紧塞在杯底，确保不会掉出来）会湿吗？”*学生自由猜测，激发兴趣。2.揭示课题：*教师：“纸团到底会不会湿呢？空气和这个现象又有什么关系呢？今天，我们就一起来研究一个有趣的问题——空气能占据空间吗？”（板书课题：2.2空气能占据空间吗）*提问：“看到这个课题，你有什么想问的吗？或者你认为什么是‘占据空间’呢？”（引导学生初步理解“占据空间”就是“占地方”，某物占据了某个空间，其他物体就不能同时占据这个空间。）（二）探究新知，实验验证（约25-30分钟）活动一：杯底纸团会湿吗？——空气占据杯内空间1.实验指导：*教师：“刚才大家有很多猜测，到底谁的想法正确呢？我们最好的办法就是动手做实验。”*出示实验材料（学生材料1）：“请大家像老师这样，把纸团紧紧地塞在杯子底部，注意不要掉下来。然后把杯子垂直倒扣，慢慢按入水中，直到杯子完全浸没，观察杯底的纸团会不会湿。实验时要注意安全，不要把水洒出来。实验后请把杯子竖直拿出。”*强调观察重点：纸团是否变湿？杯子里有什么？2.学生分组实验，教师巡视指导：*提醒学生规范操作，仔细观察。*帮助有困难的小组。3.交流汇报，分析现象：*教师：“哪个小组愿意分享你们的发现？纸团湿了吗？”（学生汇报，大部分小组纸团未湿）*教师：“奇怪，杯子明明浸入水中了，纸团为什么没有湿呢？杯子里有什么东西把水挡住了？”（引导学生思考，杯子里有空气）*教师：“是呀，杯子里原来充满了空气，当我们把杯子倒扣入水中时，空气跑不出来，它占据了杯子内部的空间，所以水就进不去，纸团就不会湿。”（板书：空气占据空间）*追问：“如果我把杯子稍微倾斜一下，会看到什么现象？会听到什么声音？纸团会怎么样呢？大家想不想试一试？”（引导学生进一步实验，观察到有气泡冒出，听到“咕噜”声，纸团会湿。）*解释：“当杯子倾斜时，空气从杯口跑出来了（气泡），水就占据了原来空气占据的空间，所以纸团就湿了。”活动二：给瓶子“喝水”——空气被挤出，水占据空间1.提出问题与猜测：*教师出示一个带有漏斗的塑料瓶（瓶底预先扎好小孔或不扎，若不扎孔则后续会有对比）：“老师这里有一个瓶子，现在我把漏斗放在瓶口，如果我往漏斗里倒水，水会顺利流进瓶子里吗？”*学生猜测。2.演示/学生实验（根据材料情况）：*教师（或学生小组操作）：将漏斗插入瓶口，开始往漏斗里倒水。*（若瓶底无孔）现象：水很难流下去，甚至不流。*提问：“水为什么流不下去呢？瓶子里有什么？”（引导学生想到瓶子里有空气，空气占据了空间，水进不去。）*教师：“那有什么办法能让水流进去呢？”（引导学生思考，让空气跑出来。）*（若瓶底有孔，或用吸管从瓶口缝隙处吹气/吸气，或拔掉漏斗让空气逸出再盖漏斗）：当空气能从瓶中跑出时，水顺利流入。*（或采用另一方案：用一个气球套在带长玻璃管的胶塞上，塞紧瓶口，另一短玻璃管连接注射器。往瓶内打气，气球鼓起，说明空气占据空间；若瓶内预先装入少量水，再打气，水会从短管喷出，更直观。）3.讨论小结：*教师：“看来，当瓶子里的空气能够跑出来时，水就能占据空气原来占据的空间了。这进一步说明，空气确实能占据空间。”活动三：空气“挤走”水/空气“托”起球（可选，深化理解）*方案A（气球鼓起来）：用一个空塑料瓶，瓶口套上气球。请学生用力挤压瓶子，观察气球的变化。（气球鼓起，说明瓶内空气被挤压，占据了气球的空间。）*方案B（水中吹乒乓球）：水槽底部放一个乒乓球，用杯子罩住乒乓球，往杯子里倒水，乒乓球会被压在杯底。用吸管从杯口往水底吹气（或用注射器从杯壁注入空气），观察乒乓球的变化。（乒乓球会浮起来，因为空气占据了乒乓球下方的空间，把水挤走了，同时空气也给了乒乓球向上的力。）*选择其中一个或根据课堂时间灵活处理，目的是让学生多角度理解空气占据空间以及空气占据的空间可以被改变或转移。（三）巩固小结，拓展延伸（约5-7分钟）1.回顾总结：*教师：“通过今天的实验，我们发现了空气的一个什么重要性质？”（学生回答，教师完善板书：空气能占据空间。）*“谁能用自己的话说说什么是‘空气占据空间’？”2.联系生活：*教师：“生活中，有哪些现象也能说明空气占据空间呢？”*引导学生举例：*吹气球，气球鼓起来，是空气占据了气球的空间。*给篮球打气，球变鼓变硬，是空气占据了篮球的空间。*用吸管喝饮料，先吸走管内空气，饮料占据空气的空间进入口中（此点稍复杂，可简化为空气占据了吸管空间，吸走空气，饮料才能上来）。*我们的肺呼吸，吸气时空气进入肺，占据肺的空间；呼气时空气排出。3.拓展思考：*教师：“既然空气能占据空间，那我们能把更多的空气挤进同一个空间里吗？比如这个气球，我们能一直吹下去吗？为什么？”（引出空气可以被压缩的性质，为下一课做铺垫，但不展开。）*教师：“这个问题很有意思，我们下节课继续研究空气的更多秘密。”（四）布置作业，持续探究（约2分钟）1.回家小实验：“同学们回家后，可以和爸爸妈妈一起做一个实验：找一个玻璃瓶，装满水，然后用一个气球的口撑开，套在瓶口。用手挤压瓶子，观察气球会有什么变化？这说明了什么？”2.观察记录：“继续观察生活中还有哪些现象与空气占据空间有关，把它记录下来，下节课和同学们分享。”七、板书设计2.2空气能占据空间吗*问题：空气能占据空间吗？*实验1：杯底纸团不湿→空气占据了杯子的空间，水进不去。*实验2：瓶子里的水→空气跑出来，水才能进去。*结论：空气能占据空间。*生活中的例子：吹气球、打篮球、呼吸……（板书力求简洁明了，突出重点，用学生能理解的语言和简单图示辅助说明实验现象。）八、教学反思（预设）*实验材料的准备是否充分、合适，能否保证每个学生都有动手操作的机会？*学生在实验过程中的参与度和专注度如何？对异常现象（如纸团湿了）是否能正确分析原因（如纸团没塞紧、杯子倾斜过早等）？*“