新教科版科学四年级上册1.8 《自制打气筒》教学设计

8.自制打气筒【教材简析】《自制打气筒》是教科版小学科学四年级《空气》单元的第8课，指向课标学习内容要求1.2.1：空气有质量并占有一定的空间，空气会充满各处。通过动手制作简易打气筒，认识空气性质、掌握空气流动相关原理。本课以庆典活动中气球充气这一实际需求为切入点，引导学生利用身边的材料（塑料瓶、气球皮等）设计并制作简易打气筒，通过观察和实验，探究空气的流动规律。教材以“问题解决”为核心逻辑，分四部分展开：第一部分明确任务，提出用身边材料制作简易打气筒的需求；第二部分设计制作，提供具体材料、操作步骤及核心原理（单向阀），助力学生顺利完成制作；第三部分展示交流，让学生通过图画记录空气流动过程并分享，加深对知识的理解；第四部分评估改进，促使学生发现装置问题，并探索优化方案，既巩固空气流动知识，又培养学生的动手实践与创新思维。【学情分析】四年级学生已在本单元前几课中，已经初步认识了空气“占据空间、能流动”等基本性质，并具备了一定简单的动手操作能力，如使用剪刀、胶带等。然而，他们对“单向阀”这类功能性结构的理解和应用存在难度。在教学过程中，需要结合生活经验，降低认知门槛，通过“分步操作+原理拆解”的方式，引导学生掌握制作方法，同时在“发现问题—改进装置”的过程中，提升观察分析与解决问题的能力。【教学目标】通过分析“吹气球费力”的问题，引导学生明确利用身边材料制作简易打气筒的任务，让学生知道打气筒需解决“防空气回流”的核心需求。能按照步骤完成简易打气筒制作（含单向阀），并用图画记录充气时的空气流动过程，能够说出“单向阀”控制空气流向的基本原理。在动手实践与装置改进的过程中，培养学生乐于合作交流的精神，树立“从生活中发现问题、用科学方法解决问题”的意识，同时养成安全使用工具的习惯。【教学重难点】教学重点：掌握简易打气筒的制作步骤，能正确安装“单向阀”，并完成给气球充气的操作。教学难点：理解“单向阀”控制空气流向的原理，能针对“瓶身变形”问题，提出合理的装置改进方案。【教学准备】教师：：教学课件、塑料瓶、气球皮、胶带、剪刀、打孔器、气球、打气筒学生：设计图纸、记录单、材料包（塑料瓶、气球皮、胶带、剪刀、打孔器）、气球。【教学过程】一、聚焦问题，明确任务（预设5分钟）材料准备：教学课件、塑料瓶、气球1.课件展示庆典活动中气球的图片，谈话：同学们，在庆典活动中我们经常会看到很多气球，大家知道这些气球是怎么被吹起来的吗？如果没有打气筒，用嘴吹气球会怎样？2.提出问题：既然嘴吹不方便，那我们能不能用身边常见的材料，自己做一个简易打气筒呢？3.揭示课题：今天这节课，我们就一起来“自制打气筒”，探究空气流动的秘密。（板书课题）4.演示实验：教师用塑料瓶直接给气球打气，让学生仔细观察现象。挤压塑料瓶时，气球鼓起来了；松手后，气球瘪了。引导学生认真思考这种现象背后的原因。5.深入提问：“要把气球充满气还要解决什么问题？”接着补充说明，“挤压时需要让空气流入气球中，松手时需要让空气留在气球内，同时让更多空气流入塑料瓶中，可以起到多次打气的目的。”【设计意图】从学生熟悉的生活场景切入，激发探究兴趣，自然聚焦“如何用身边材料制作打气筒”及“其工作原理”两大核心问题。通过演示实验让学生知道直接用塑料瓶进行打气无法实现多次打气的效果，从而抛出“防空气回流”的核心问题，让学生带着问题进入后续学习，避免实践的盲目性。二、设计制作，掌握原理（预设20分钟）材料准备：教学课件、塑料瓶、气球、气球皮、胶带、剪刀、打孔器1.展示材料：课件出示空矿泉水瓶、气球等材料，提问：这些材料分别能用来做打气筒的什么部分？引导学生思考，如瓶子装空气、气球皮做防漏结构等。2.小组讨论：组织学生进行小组讨论并设计制作方案，重点考虑如何设计结构才能让空气顺利进入气球并实现多次打气。3.教师指导：教师巡视各小组，帮助完善设计方案，确保方案可行性。4.分步教学：每组领取材料包，按照设计方案和步骤制作简易打气筒。步骤1：在塑料瓶的瓶盖上打个小孔。步骤2：剪一块长条形的气球皮。步骤3：用胶带将气球皮固定在瓶盖上，盖住小孔。步骤4：在瓶身上打一个小孔。步骤5：将气球套在瓶口处，挤压时手指堵住瓶身上的小孔；松手时手指移开。5.原理讲解：①为什么要在瓶身上开一个孔？（让瓶外空气可以流入瓶内，从而实现持续打气）②通过课件出示单向阀示意图，向学生提问：“挤压瓶身和松手时，气球皮分别会有什么变化？空气会往哪流？然后总结，“挤压时，气球皮鼓起，空气从瓶子流入气球；松手时，气球皮闭紧，空气流不回去，这就是“单向阀”的作用，能帮我们防漏气。6.学生分组实践：每组领取材料包，按照步骤制作简易打气筒。同时思考：打气过程中，空气的流动情况是怎样的？提醒要求：①使用剪刀时注意安全，不挥舞、不递尖；②做好后先试充1次，观察是否漏气。7.教师巡视指导，及时解决制作过程中遇到的问题，确保安全操作。【设计意图】设计方案部分，通过小组讨论，培养学生的工程思维和问题预见能力，为后续制作奠定基础。通过分步教学，降低一定的操作难度。拆解“单向阀”原理时，用“变化+空气流向”的提问方式，帮学生突破难点，兼顾实践与认知。通过动手制作，培养学生的动手能力和问题解决能力，体验工程制作的完整流程。三、展示交流，梳理过程（预设10分钟）1.小组展示：请各组成员展示自制打气筒，说说“自己是怎么做的”“充气时空气怎么流”，并在记录单上用图画画出空气流动过程。2.教师引导学生分析空气流动的原理：挤压时瓶内空气通过瓶盖小孔进入气球；松手时瓶内外界空气通过瓶身小孔进入瓶内。3.全班讨论：如何提高充气效率？可能的改进方案有哪些？【设计意图】结合“演示+图画”，将抽象的“空气流动”具象化，帮助学生梳理实践过程，巩固原理认知。四、评估改进，拓展思维（预设5分钟）1.小组评估：引导各小组对自制打气筒进行评估，发现存在的问题，如多次打气后，瓶子会变形，打气越来越慢；打气时容易漏气等，并思考如何改进？2.鼓励学生提出改进方案，如更换更有弹性的瓶子、改进气球皮的固定方式、注意打孔大小等。3.拓展延伸：除了换瓶子，还有什么办法能让打气更快？鼓励学生课后进行尝试，如调整孔的大小、用更硬的瓶身等。【设计意图】从“瓶身变形”的实际问题切入，引导学生主动思考解决方案，培养“发现问题—解决问题”的创新思维。课后作业延伸实践，让学习从课堂延续到课外。板书设计88.自制打气筒核心问题：防止空气回流空气单向阀挤压时：空气进入气球打开松手时：空气