教科版四年级科学上册《空气占据的空间会改变吗》导学案

教科版科学四年级上册导学案

1.3空气占据的空间会改变吗

【学习目标】

L科学观念：通过对比实验知道空气容易被压缩，水很难被压缩；压缩后的

空气有弹性，能解释生活相关现象。

2.科学思维：观察、记录实验刻度数据，对比归纳气体、液体占据空间的不

同；能用微粒示意图建模解释空气可压缩的本质。

3.探究实践：规范完成压瓶入水、挤压塑料瓶、注射器对比三组实验，如实

记录实验现象与数据，完整参与科学探究。

4.态度责任：实验细心操作、如实记录，树立严谨实证意识；了解压缩空气

的生活用途，遵守实验安全规则。

【学习重难点】

重点：通过对比实验得出空气易压缩、水难压缩的结论。

难点：用空气微粒模型解释压缩原理，运用知识解释生活实例。

【实验准备】

每组器材：空塑料瓶、装满水塑料瓶、水槽、2支相同注射器、清水、铅笔、

实验记录单

【教师教具】皮球充气视频、空气微粒动画、空气压缩枪

一、课前预习•激趣导入（5分钟）

1.观看皮球打气短视频思考：皮球已经鼓起来，为什么还能继续打入空气？

我的猜想：________________________________________________

2.回顾旧知：上节课我们知道空气会空间，今天探究空气占据的空

间能不能改变。

3.本课课题：《空气占据的空间会改变吗》

二、课堂探究

板块1：聚焦问题一一制造认知冲突（7分钟）

教师演示：空塑料瓶瓶口朝下竖直压入水中。

1.观察现象：瓶子里原本装满空气，压入水中后，有少量水进入瓶内，没有

大量气泡冒出。

2.小组讨论：为什么装满空气的瓶子，还能进去少量水？

小组猜想：______________________________________________________

板块2：探索实验•分组动手操作（18分钟）

探索1：挤压装空气、装满水的塑料瓶

操作要求：双手用力挤压两个瓶子，感受手感、观察瓶身变化，填写下表

挤压手瓶身是否容易变占据的空间是否变

瓶子类型

感形化

装满空气的塑料

瓶

装满水的塑料瓶

小组小结：装的瓶子更容易压扁，说明它占据的空间可以变小。

探索2：注射器定量对比空气和水（核心定量实验）

实验步骤：

①取两支相同注射器，一支抽取10mL空气，一支抽取10mL清水；

②手指紧紧堵住注射器管口，匀速向内按压活塞；

③观察、记录压缩后的刻度，重复2次实验减少误差。

实验记录:

初始刻

物质按压后刻度1按压后刻度2刻度变化（有无缩小）

度

空气10mL

水10mL

我的实验发现：___________________________________________

探索3：绘制微粒示意图，理解压缩本质

1.观看空气微粒动画：空气微粒之间有很大空隙，水微粒紧紧挨在一起，空

隙极小U

2.画图任务：分别画出空气、水压缩前后的微粒分布

空气压缩前：空气压缩后：

水压缩前：水压缩后：

画图结论：空气能被压缩是因为;水很难被压缩是因为

板块3：研讨交流•证据说理（8分钟）

结合实验数据、示意图，小组讨论以下问题，全班分享

1.挤压装满空气的塑料瓶，空气被压缩，这个说法对吗？请用注射器刻度数

据说明理由。

2.空塑料瓶倒扣水中，会有少量水进入瓶内，是什么原因？

3.皮球鼓起来后还能继续充气，运用本节课知识解释原理。

板块4：拓展应用•联系生活（4分钟）

1.教师演示空气压缩枪，牢记安全要求：注射器管口不能对准人。

2.生活中利用压缩空气的物品：打气筒、气垫、水枪、充气轮胎等

3.我还能举出的例子：___________________________________

三、课堂巩固练习

（一）选择题

1.注射器抽空气，堵住管口按压活塞，刻度会（）

A.变大B.变小C.不变

2.分别挤压装满水、装满空气的塑料瓶，更容易压扁的是（）

A.装空气的瓶子B.装水的瓶子C.一样

3.皮球打满气还能继续充气，是因为（）

A.皮球材质变大B.空气可以被压缩C.空气会消失

（二）判断题（对打J,错打义）

1.水和空气一样，都可以轻松被压缩。（）

2.塑料瓶压入水中有水进入，是因为空气占据的空间变小了。（）

3.做空气压缩枪实验，注射器管口可以对准同学玩耍。（）

（三）情境简答题

1.给自行车轮胎打气，轮胎越打越鼓，请用本节课知识解释。

2.装满水的矿泉水瓶用力挤压很难变形，原因是什么？

3.注射器抽取10毫升水，堵住管口用力压活塞，刻度几乎不变，说明了什

么？

四、课堂小结

1,对比实验结论：空气_____被压缩,占据空间可改变；水被压缩,

占据空间基本不变。

2.微观原因：空气微粒间隙大，压缩时间隙变小；水微粒间隙极小。

3.生活应用：打气筒、充气皮球、空气压缩枪等都利用了压缩空气。

4.实验要求：做实验要如实记录数据，用证据得出结论，注意实验安全。

五、课后思考

L松开按压空气注射器的手，活塞会自动弹回，这说明压缩空气具有什么特

点？

2.对比石头、水、空气，哪一种物质占据的空间最容易改变？为什么？

参考答案

一、课前预习

1.皮球已经鼓起来，为什么还能继续打入空气？

我的猜想：空气可以被压缩，皮球里面还有空隙能装入更多空气。

2.回顾旧知：上节课我们知道空气会占据空间。

板块1聚焦问题猜想

小组猜想：瓶内空气被挤压，空气占据的空间变小，所以少量水能进入瓶子。

板块2探索实验填空参考

探索1挤压塑料瓶

瓶身是否容易占据的空间是否

瓶子类型挤压手感

变形变化

装满空气的塑轻松按压，阻力

容易压扁空间变小

料瓶小

装满水的塑料

很硬，很难按压几乎不变形空间几乎不变

瓶

小组小结：装空气的瓶子更容易压扁，说明它占据的空间可以变小。

探索2注射器定量实验（标准现象）

初始刻

物质按压后刻度1按压后刻度2刻度变化（有无缩小）

度

空气10mL4mL左右4mL左右刻度明显缩小

水10mL10mL10mL刻度几乎无变化

我的实验发现：空气容易被压缩，按压后体积变小；水很难被压缩，体积基

本不变。

探索3微粒画图结论

画图结论：空气能被压缩是因为空气微粒之间空隙很大，受压后空隙变小;

水很难被压缩是因为水微粒之间空隙极小，很难再缩小。

板块3研讨交流参考答案

1,挤压装满空气的塑料瓶，空气被压缩，这个说法对吗？请用注射器刻度数

据说明理由。

答：说法正确。注射器抽取10毫升空气，堵住管口按压活塞，刻度明显变

小，证明空气占据的空间可以缩小，空气能被压缩。

2.空塑料瓶倒扣水中，会有少量水进入瓶内，是什么原因？

答：瓶子里的空气受到水的挤压，空气被压缩，占据的空间变小，因此少量

水可以进入瓶中。

3.皮球鼓起来后还能继续充气，运用本节课知识解释原理。

答：空气容易被压缩，皮球内部空气微粒间有空隙，继续打气可以把更多压

缩空气充进球内，所以皮球鼓起来后仍能打气。

板块4拓展应用

我还能举出的例子：充气沙发、气垫船、喷雾瓶、充气拱门等。

三、课堂巩固练习答案

（一）选择题

1.B2.A3.B

（二）判断题

1.X2.V3.X

（三）情境简答题

1.给自行车轮胎打气，轮胎越打越鼓，请用本节课知识解释。

答：空气可以被压缩，不断打入轮胎的空气被压缩，轮胎内空气越来越多，

轮胎就慢慢鼓起来。

2,装满水的矿泉水瓶用力挤压很难变形，原因是什么？

答：水很难被压缩，水微粒之间几乎没有空隙，占据的空间不能变小，所以

瓶子很难挤压变形。

3.注射器抽取10毫升水，堵住管口用力压活塞，刻度几乎不变，说明了什

么？

答：说