教科版（2017秋） 三年级上册2.2 空气能占据空间吗 教学设计

《空气能占据空间吗》教学设计
【教材简析】
通过上节课的感性观察，学生已经感受到空气的存在，特别是大塑料袋的活动使学生明白通过一定的方法，我们也能感受到看不见摸不着的空气。空气是否也和其他物质一样，占据空间呢？这个问题对于三年级的学生来说，会存在一些争议。本课通过系列活动，在学生认识了空气确实存在的基础上，让学生认同空气和其他物质一样能够占据空间。
【学生分析】
学生在一年级下册曾经用占据空间这个解释去理解形状，他们体验过在一个固定的盒子放入不同的螺母、木块、乒乓球等，理解这些看得见摸得着的物体会占据空间是容易的，但空气也会占据空间这一点，与他们对于物体占据空间的原有认知是不太符合的。对学生来说，占据空间意味着可以排挤原来的物质，这其实就是对“物质粒子不能同时占据同一空间”的初步理解，指向科学大概念。因此，要解决以上难点，需要实验后，带领学生进行深入的、充分的论证交流，进而在空气能否占据空间这个问题上达成共识。
【教学目标】
科学概念目标
空气占有一定的空间，并且充满各处。
科学探究目标
用简单的材料和方法分步操作，研究空气占据空间。
运用相关知识，使用材料设计小实验。
科学态度目标
培养对于空气进行研究的兴趣。
能按照要求进行合作探究，乐于交流表达。
用实验现象做论据支持自己的观点，能基于事实的推理。
科学、技术、社会与环境目标
空气占据空间的性质可以方便我们生活，比如包装使用的泡沫空气垫。
【教学重难点】
重点：按步骤完成实验，记录实验现象。
难点：将这些现象与空气占据空间的事实之间建立起一个逻辑联系，对实验现象进行基于事实的科学的解释。
【教学准备】
为学生准备：水槽、透明硬塑料杯子、球针、纸巾、水、漂浮物（如塑料泡沫）、橡皮泥、吸管、塑料瓶、学生活动手册，小组共用的擦拭用纸巾或毛巾等。
教师准备：学生实验材料一套。
【教学过程】
一、聚焦
1.动画引入，激发兴趣。
师：同学们，你知道《乌鸦喝水》的故事吗？谁能说说聪明的乌鸦是怎样喝到水的？
师：（播放动画）为什么投下石子，水面就能上升呢？ 是的，因为石子占据
了水的空间，水面就上升了。
2.师：同学们，你们还知道生活中哪些物体能占据空间呢？（学生举例）
师：今天我们就来一起研究空气能占据空间吗。（板书课题）
3.师：我们都知道，纸遇水会变湿。假如把纸团固定在杯子底部，然后将杯子倒扣在水里，里面的纸团会湿吗？学生猜测并说理由。
设计意图：动画导入，激发学生学习兴趣，从固体、液体的占据空间引到空气是否占据空间，符合学生的认知规律。
二、探索
1.活动一：压杯入水
师：我们来进行压杯入水实验，方法是首先在塑料杯底部固定一个纸团，然后在水槽的水面上洒一些泡沫，最后把杯子慢慢地竖直倒扣在水中。
出示写记录单，请同学们认真观看视频中水位的变化，填写记录单，标出杯子内的水位。
视频演示，进行方法指导：
在水槽的水面上撒一些漂浮物(如塑料泡沫），方便观察水位变化。
（2）在塑料杯底粘上一个纸团。
（3）把杯子慢慢地竖直倒扣在水里，不要倾斜，观察实验现象：纸团湿了吗 水位的变化。
（4）竖直取出杯子，用纸擦干净外壁和瓶口，再把杯子正过来，取出纸。
交流：你观察到了什么？杯子里的纸团湿了吗？（出示水位图）
师：我们观察到杯子中的水位低，纸团没有湿。
师：那你知道为什么水无法进入杯内呢？试着说一说吧。
是的，因为杯子内有空气，空气占据了杯内的空间，导致水无法进入杯内。
2.活动二：打孔观察
师：怎样让杯内的空气排出来呢？引导学生打孔。
师：用带孔的杯子做实验会怎么样呢？你来猜一猜？
实验演示并进行方法指导：
（1）将纸团放进杯子；
（2）用手堵住小孔，再用同样的方法把杯子压入水中，不要倾斜；
（3）过程中堵住小孔的手不要移开，待杯子完全浸入水中后再慢慢松开堵住孔的手；
仔细观察，看看实验过程中水位有什么变化，填在记录单里（出示记录单）
水位慢慢上升，杯底的纸团接触到水，就被浸湿了，你知道这是怎么回事吗？
师：（出示水位记录单）原来是水进入杯子，把杯中的空气从小孔挤出去，水填补了空气占据的空间。
小结：通过实验，我们发现水挤占了原来空气占据的空间，水位上升，到达了纸的位置，纸团就湿了。由此进一步证明了空气能占据空间。
3.活动三：打气观察
过渡：水占据了杯内的空间，水能把杯内的空气从小孔挤出来，那空气还能把水挤出来吗？(学生思考)
师：正如同学们所说，我们可以用打气筒往杯子里打气，仔细观察，你发现水位有什么变化？把你的发现填在记录单吧。（出示记录单）
演示实验并进行方法指导：
实验讲解：待杯子里充满水的时候，向杯子里打气，水位越来越低，这是因为空气不断进入杯子，又将水挤走重新占据杯子里的空间，再一次验证空气能占据空间。
小结：向杯子里不断打气，空气就把杯子里的水排挤出去，水位变低，（出示水位记录单）再次证明了空气能占据空间。
总结：通过压杯入水、打孔观察、打气观察三个实验，我们发现空气能占据空间。
设计意图：实验过程中出现了多个现象——水的变化、空气的变化以及纸巾的变化，这些现象观察起来容易，记录下来也不难，难点在于学生能否将这些现象与空气占据空间的事实建立起一个逻辑联系，也就是基于事实的科学的解释。
三、研讨
我们再来回顾一下我们的探究过程：
（实验1、2、3实验同时播放）
1.在本课的实验中，杯中的水和空气发生了怎样的变化
活动1说明：杯子中有空气，空气占据了杯子内空间，水进不去，所以纸团湿不了；
活动2说明：水进入水杯，把杯子内的空气挤出去，水占据了杯子内空气的空间，水位上升，纸团就湿了；
活动3说明：向杯子内打气，空气再次进入杯子，把水挤出去，水位降低，空气重新占据了杯内水的空间。
2.空气能占据空间吗 说说你的看法和理由。
课件出示：
水进入_____，把_____挤出来，水位___________；向_______里打气，________进入水杯，把______挤出来，水位______，因此，空气(能/不能）占据空间。
四、拓展
师：通过本课的探究，我们知道了空气能占据空间。
谈话：老师遇到一个难题，你能用所给的材料帮我解决吗？
（课件出示一个旅行箱箱，一堆衣服，压缩袋）过几天，老师的家人要出差了，这些衣服太多装不下了，你能帮我把这些衣服都放进旅行箱吗？说说你的理由。
师：没错，我们可以用到压缩袋，看，将衣服放进压缩袋，将空气抽出，衣服袋子所占据的空间就小了，衣服就可以放进旅行箱了。（出示密封前后的对比图片）
师：刚才的问题同学们很轻易地就解决了，接下来是一个有难度的小挑战呢？
老师这里有半瓶水、一块橡皮泥和两根吸管，在瓶子不倾斜的情况下，你能利用空气将水从瓶中挤出来吗
师：同学们，通过今天的学习，我们认识到空气占据一定的空间，并且无处不在。空气占据空间的性质可以为我们的生活服务，比如充气式淘气堡、气垫船、包装使用的泡沫空气垫等等。学习科学就要利用它来解决生活中的问题。希望同学们今后能更加用心地观察、比较、分析，用学到的科学知识来解决生活中的问题。
设计意图：本活动让学生用透明的瓶子来做这个实验，就是为了将这一过程可视化。这里要引导学生积极思考橡皮泥的作用，可以让学生将橡皮泥从瓶口取出，然后向瓶中吹气，观察水还能不能被挤出。学生会明白，由于空气被密封在一个空间里，不能跑出瓶子，所以才能将水挤出。在实验结束后，要让学生解释水会被挤出的原因。这是一个让学生对概念加深理解的实验。
【板书设计】
空气能占据空间吗
(
打孔
) (
打
气
)
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