1.8《自制打气筒》教学设计2026-2027学年科学四年级上册新教科版

1.8《自制打气筒》教学设计一、教材分析本课属于物质科学领域空气单元实践制作课，以庆典吹气球生活痛点为切入点，引导学生利用塑料瓶、气球等废旧材料自制简易打气筒。课程融合空气流动性、气压差原理，包含任务设计、动手制作、空气流动建模、产品评估改进完整工程实践流程，承接前几课空气占据空间、空气可流动知识，为后续气压、空气动力学习铺垫，重在培养学生工程设计与动手探究能力，落实科学与生活结合的理念。二、学情分析四年级学生已掌握空气能流动、空气占据空间基础科学概念，喜欢动手手工制作，对气球、塑料瓶等生活材料熟悉，具备基础裁剪、粘贴操作能力。但学生难以直观理解气压差工作原理，工程思维薄弱，制作时容易出现密封不严、阀门失效、瓶身易变形等问题；同时学生只会动手操作，不会用图画建模解释空气流动，评估与改进产品的意识不足，需要教师分步引导拆解制作难点。三、核心素养分析1.科学观念：认识空气具有流动性，挤压瓶子内部气压变大，空气向外流动；松开瓶子外部气压大，空气流入瓶内，理解简易打气筒依靠气压差实现充气。2.科学思维：通过观察打气筒工作现象，推理瓶内空气流动路径；能发现作品缺陷，分析变形、漏气问题成因，提出优化改进方案，建立工程优化思维。3.探究实践：完整经历明确任务—设计制作—测试调整—画图建模—评估改进工程探究流程，熟练使用身边废旧材料完成手工制作，掌握简易单向阀门制作方法。4.态度责任：体会废旧物品再利用价值，懂得科学工具解决生活难题；反复测试调整作品养成耐心细致的探究习惯，乐于和同学交流分享制作思路。四、教学重点利用生活材料完成简易打气筒制作，理解打气筒充气时空气流动与气压变化规律。五、教学难点1.理解瓶盖气球皮单向阀门工作原理；2.用图画建模清晰表示挤压、松手两个阶段空气流动过程；3.针对作品缺陷提出合理可行的改进方案。六、教具准备教师教具多媒体课件、庆典吹气球实拍短视频、自制打气筒成品、损坏漏气半成品、矿泉水瓶、气球、剪刀、胶带、打孔器、记录单、不同材质塑料瓶（饮料瓶、沐浴露软瓶）。学生学具空塑料瓶、气球若干、剪刀、透明胶带、打孔钉、实验记录单。七、教学过程一、导入新课（5分钟）教师活动：播放节日活动人工吹气球气喘吁吁短视频，提问：庆典需要大量气球，只用嘴吹气球有什么缺点？有没有简单工具快速充气？出示成品自制打气筒，现场演示给气球充气，引出本课课题《自制打气筒》。学生活动：观看视频分享吹气球很累、费时间的感受，观察教师演示打气，产生动手制作兴趣。设计意图：结合真实生活场景制造问题情境，直观展示工具优势，激发学生探究制作欲望。二、讲授新课（30分钟）（一）聚焦：明确制作任务（教师活动、学生活动、设计意图）教师活动：出示教材任务页，提出核心问题：我们要用身边材料做简易打气筒，思考三个问题：需要哪些材料？只用塑料瓶和气球能成功打气吗？想要充满气球，需要解决什么关键难题？组织小组讨论。学生活动：小组交流，汇报所需材料（塑料瓶、气球、胶带、剪刀）；猜测直接套气球挤压瓶子无法存气，发现核心难题：挤压时空气进气球，松手时空气不能回流，需要单向阻挡空气的结构。设计意图：聚焦工程任务，引导学生先思考设计难点，避免盲目动手，建立先构思再制作的工程思维。（二）探索：分步设计与动手制作教师活动：播放分步制作示范视频，逐条讲解5步制作流程，重点强调两处关键要点：瓶盖小孔上气球皮必须绷紧做成单向阀门、瓶身小孔作用；每完成一步提醒学生测试漏气情况，巡视课堂，指导学生打孔、固定气球皮，纠正密封不严、气球皮松弛等错误操作。学生活动：跟随视频分步动手制作，每完成一步进行充气测试；遇到漏气、无法充气问题举手求助，反复调整胶带、气球皮松紧度，完成完整打气筒成品。设计意图：可视化示范降低动手难度，边制作边测试，培养学生即时调试、修正作品的探究习惯。（三）研讨：建模分析空气流动过程教师活动：出示空气流动记录单，播放气压流动动画视频，分别演示挤压、松手两种状态：挤压时堵住瓶身小孔，瓶内气压升高推开瓶盖气球皮，空气流入气球；松手时松开瓶身小孔，外界空气进入瓶内，瓶盖气球皮回弹闭合，气球空气不会倒流。指导学生用箭头画图标注空气流动路线。邀请小组上台展示图画，讲解空气流动规律。学生活动：观看动画理解气压原理，独立在记录单用图画、箭头画出挤压、松手时空气走向；小组互相交流绘图思路，上台分享自己的空气流动模型。设计意图：将看不见的空气流动转化为可视化图画模型，突破本课难点，把动手操作上升到科学原理理解。（四）拓展：评估改进打气筒教师活动：展示多次使用后变形、打气变慢的旧打气筒，提问：长期使用我们的打气筒存在哪些缺陷？引导学生发现瓶身易变形、阀门容易漏气、打气效率低等问题；提供不同软硬塑料瓶，启发学生分组讨论改进方案。学生活动：动手反复使用自己的打气筒，寻找作品不足；小组讨论改进办法，例如更换柔韧性更强的软塑料瓶、加厚多层气球皮做阀门、加宽瓶身增加储气量等，记录改进方案。设计意图：落实工程产品迭代优化思想，让学生明白工具可以不断改良，提升创新解决问题能力。三、课堂练习（7分钟）（一）选择题1.自制打气筒瓶盖的气球皮作用是（）A.装饰好看B.单向阀门阻挡空气回流C.固定气球答案：B2.挤压塑料瓶打气时，瓶身小孔需要（）A.手指堵住B.完全打开C.不用管答案：A3.松手让瓶子复原时，瓶身小孔要松开是为了（）A.放出气球空气B.让空气流入瓶内C.减轻瓶子重量答案：B（二）判断题1.瓶盖的气球皮越松弛，打气效果越好。（×）解析：气球皮松弛无法闭合小孔，空气会回流漏气。2.空气会从气压大的地方流向气压小的地方。（√）3.只用完整气球不用裁剪气球皮，也能做出单向阀门。（×）解析：完整气球无法盖住瓶盖小孔，不能阻挡空气回流。（三）情境题小红做好打气筒后，挤压瓶子气球完全充不进气，请写出2个可能原因和对应解决办法。参考答案：①瓶盖气球皮松弛漏气，重新绷紧气球皮并用胶带加固；②瓶盖小孔过大，更换瓶盖或缩小孔洞；③胶带密封不严，增加胶带缠绕密封缝隙。四、课堂小结今天我们完成了简易打气筒的工程制作，先用塑料瓶、气球做出单向阀门，学会分步制作、边做边测试。我们知道挤压瓶子堵住小孔，瓶内气压变大，空气流进气球；松开小孔，外面空气流入瓶子，气球里的空气不会倒流。我们还画出空气流动图，看懂了看不见的空气流动规律。同时发现打气筒瓶身容易变形、阀门漏气的缺点，想到更换软塑料瓶、加厚气球皮等改进方法。生活里很多工具都利用空气流动原理，废旧材料也能做出实用小工具，课后大家可以继续优化自己的打气筒。八、板书设计自制打气筒1.材料：塑料瓶、气球、胶带、打孔工具2.核心结构：瓶盖单向阀门（绷紧气球皮）3.工作原理（气压差）挤压→堵瓶身孔→瓶内气压大→空气进气球松手→开瓶身孔→外界空气进瓶→阀门闭合防漏气4.改进：软塑料瓶、加厚阀门、加固密封九、教学反思成功之处1.视频示范+分步实操结合，降低四年级学生手工操作难度，绝大多数学生能独立完成可用打气筒成品；2.图画建模环节直观拆解气压抽象原理，学生能清晰说出空气流动路径，突破本课教学难点；3.从生活吹气球痛点导入，学生参与热情高，小组研讨改进方案时创新思路丰富，落实工程实践核心素养。不足之处1.课堂制作耗时较长，部分动手慢的学生画图建模、练习时间紧张；2.少数学生无法理解单向阀门作用，仅会操作不能完整解释