【核心素养目标】第3课：《压缩空气》教学设计

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3.压缩空气
【核心素养目标】
科学观念：通过注射器压缩空气活动，知道空气占据的空间可被压缩或扩张，认识到压缩的空气是有弹性的。
科学思维：用比较的方法，区分空气和水相同条件下被压缩时的不同特点。
探究实践：通过探究压缩空气和水的活动，能用图画来记录压缩的现象，简述空气很容易被压缩的原理。
态度责任：通过体验空气被压缩，认识到压缩的空气可以制成救援的气垫、玩具气枪等，感悟科技发展对生活的影响。
【教学重难点】
重点：通过对比实验感受空气是可以被压缩或扩张的，并且压缩的空气是有弹性的。
难点：解释空气为什么可以被压缩或扩张。
【教学准备】
教师：1.教学课件。
学生：1.每组提供注射器、烧杯、水；2.观察记录单。
【教学过程】
温故知新，揭示课题（预设2分钟）
材料准备：课件
1.出示气泡图
提问：通过前两节课的学习，我们已经知道了空气是一种怎样的气体？
（它是看不见、无色、无气味、会流动、可以被压缩）
2.讲述：空气和水、石块一样，都能占据空间。空气和水相比，又有什么不同呢？今天我们将继续来研究空气的其他特征。揭示课题：压缩空气（板书）。
【设计意图】用气泡图形式帮助学生梳理之前的知识，引导学生发现更多空气的秘密，激发学生继续探究空气的兴趣。
空气能否被压缩（预设20分钟）
材料准备：注射器、记录单
1.出示注射器。
提问：你认识它吗？用手握住的地方叫什么？针筒上面还有什么？这个可以动的部分叫什么？
2.提问：注射器可以怎么玩？
学生体验使用注射器，提问：借助注射器，你发现空气有哪些特征？
（预设：会流动，可以被压缩等。）
3.提问：如何公平地比较水和空气是否可以被压缩？
引导：水和空气的量要相同（10ml）；要用相同的力；堵住注射器，避免水和空气泄漏。
4.提问：现在老师如果把活塞往里推，手不放开，你觉得推得动吗？（预设：推得动或者推不动）如果能推得动，能推倒哪里？
出示记录单，学生进行预测，指导学习如何记录，提示用力不能太大。
5.学生实验：
记下初始刻度，堵住管口，慢慢用力向下压活塞，手不放开，记录水和空气占据空间的变化情况，然后松开手，观察有什么变化。
慢慢用力向上拉活塞，手不放开，再次记录水和空间占据空间的变化情况，然后松开手，观察又有什么变化。
6.汇报交流，问题指向：能不能压缩？压缩的程度怎么样？扩张的程度是多少？
【设计意图】从玩注射器引入，通过体验压和拉的动作，将学生的注意力集中到注射器内物体空间的变化。在教师引导下，学生经历对比实验的设计过程，意识到对比实验需要控制其他条件相同才能更有效地进行比较。
交流发现以及解释原因（预设15分钟）
1.学生交流反馈：通过刚才对空气往里推和往外拉的活动，活塞所指的刻度有什么变化？说明空气有什么特征？
小结：水不可以被压缩，空气可以被压缩，压缩的空气有弹性。
2.提问：为什么空气容易被压缩呢？
3.教师解释：空气是由微粒组成的，我们可以用一个个小○表示空气微粒。
思考：当空间变小时，微粒会怎么变化？
当空间变大时。微粒又会怎么样？
（学生画出自己的猜想）
4.交流观点，发现问题。（预设：数量不同，分布不同，大小变化）
5.模拟空气微粒的运动，解释原因。
6.学生修正观点。
【设计意图】将学生预测和实测结果暴露在黑板中，让学生比较发现预测和实测的不同，让学生能够在有力的证据面前，可以修正自己的观点。
四、拓展：知识应用（预设3分钟）
1.学习了今天的知识，补充单元气泡图
2.空气压缩在生活中的应用。
3.小游戏：空气压缩枪。
【板书设计】
3.压缩空气
空气 可以被压缩 和扩张
水 不可被压缩 和扩张
【疑难解答】
用微粒来解释有关空气压缩和扩张的现象时，如何帮助学生理解微粒大小、数量的不变，只是间距的变化？
在黑板上利用固定大小的圆圈表示空气微粒，可以简单地规避学生关注微粒大小的变化引起占据空间大小的变化，而更多地关注微粒的数量、间隙和分布，进而接近更为真实的解释。如果有学生提出微粒大小的变化导致空气占据空间大小的变化，我们应该予以表扬，因为这个基于学生的角度来讲是解释得通的，我们还没有可见的证据证明是微粒之间的间隙发生变化。