小学科学教科版 (2017)三年级上册2.空气能占据空间吗教案设计

《空气能占据空间吗》教学设计

【教材分析】

本课的学习是建立在学生对空气和水有一定认知的基础上。在本课的教学中，学生要在已有的知识经验和探究方法上，借助有形的材料简单设计实验，进一步的观察和思考，构建看不见的空气也能够占据空间这一科学概念。

本课由经典的压杯入水实验引发学生思考纸巾是否会湿，为什么会湿，引出本课的探究主题。接着由三个层层递进的实验让学生将实验现象与空气占据空间这一事实依次建立起联系，用多个现象来解释和说明空气占据空间这一事实。如何证明看不见的空气能够占据空间，教材引导学生借助看得见的物体如压杯入水中纸巾是否会湿，水位的变化来观察看不见的空气的变化，认识到由于空气占据杯内的空间，水无法进入杯内所以纸巾不会湿，从而对空气占据空间有了初步的认识。再通过带孔观察和打气观察认识到水和空气是可以相互挤占空间，更全面的理解占据空间即挤占空间或防止空间被挤占，指向“物质粒子不能同时占据同一空间”的大概念。

最后拓展环节，要求学生利用所学知识将瓶内的水挤出，对学生来说是一次挑战，也是学生对科学概念的应用和解释，提高学生的知识迁移能力，加强学生对科学概念的理解。

【学情分析】

三年级学生对学习很大程度上还停留在兴趣，课堂专注力较低，逻辑思维能力较弱。通过前面学习，学生对于“占据空间”有一定的感性认识，知道看得见、摸得着的物体如水、石头等可以占据空间，但要对看不见的空气是否占据空间做出解释存在一定的难度。本课将通过一系列的实验，引导学生通过实验现象，解释空气占据空间这一科学概念。因此，教师在课堂中要注意倾听学生发言，提取学生观点的关键词，借助学生生成推进课堂，让学生能够大胆推测，简单设计实验，基于证据的做出解释，内化科学概念。

【教学目标】

科学概念目标：

空气能够占据一定的空间，并且充满各处。

科学探究目标：

1.能根据材料设计简单的实验，研究空气占据空间。

2.能够用画图和文字方法记录实验现象、表达自己的观点。

科学态度目标：

1.对研究空气具有一定兴趣。

2.实事求是，能够如实描述实验现象，具有证据意识。

3.乐于与他人合作，能接纳别人的意见，完善自己的探究。

科学、技术、社会与环境（STSE）目标：

了解空气占据空间在生活中的运用，如利用空气将瓶中的水挤出等。

【教学重难点】

重点：认识空气能占据空间。

难点：用语言准确的解释和描述空气占据空间的现象。

【材料准备】

教师准备：装有蓝色水的水槽、杯子、纸巾

学生每组：装有蓝色水的水槽（可滴少量蓝色色素或蓝墨水）、少量泡沫塑料（漂浮物）、透明塑料杯子（杯底已带孔，且用橡胶塞套住）、纸巾、打气筒、软管、毛巾（擦拭用）、橡皮泥、2根吸管、塑料瓶

【教学流程图】

【教学过程】

（一）实验导入，直奔主题

教师演示：纸遇水会湿，如果将纸揉成一团塞入杯底，将杯子竖直倒扣入水。纸团情况会如何呢？

学生思考并提出猜想。

教师引导学生说出猜想的理由并提取关键词，引出本课主题。

设计意图：纸遇水会变湿是学生都知道的事实。对于压杯入水，纸巾是否会湿，学生可能会有不同的看法。对此学生提出自己观点时，教师要引导学生说说理由。

（二）检验猜测，解释现象

微课播放注意事项：杯子入水和出水时要慢、杯子要竖直。注意关注杯中水和空气情况。在记录单中用横线“——”画出水位的位置。（展示几张操作错误图片，以助学生能够正确完成实验）

分小组完成压杯入水实验，记录现象。

教师提问：实验中，纸巾湿了吗？为什么？

学生借助实验记录单分享交流实验现象。交流过程中，教师要引导学生用“占据”、“空间”等科学词汇进行描述，关注“异常实验现象”

设计意图：学生通过亲身操作，发现纸巾不湿的现象。学生在实验中可通过对漂浮物的观察，判定杯中水和空气情况，形成杯中的位置（即空间）被空气所占据，水无法流进，从而纸巾不会湿的解释。在教师引导下，学生多次用“占据”“空间”等科学词汇描述，可以培养学生科学表达，同时教师还需关注“异常现象”，让学生分析原因，提高后续实验操作准确性，提升学生分析及实验操作能力。实验结束后，教师要留一点时间给学生整理实验记录。

（三）设计实验，再次解释。

（1）带孔观察

教师提问引发思考：有什么办法让水进入杯中，让纸巾湿呢？

学生基于已有经验思考并简单设计实验验证。将杯打孔，再次倒扣入水中观察，完成实验并分享现象。

教师提取学生方法，生成打孔观察（由于事前已有孔，只需将橡胶塞取下即可）的方法，注意让学生手堵紧孔完全压杯入水后再松开手，从侧面观察现象。

（2）打气观察

教师提问：如何让空气重新占据杯内空间呢？

学生思考并分享方法。

教师根据学生方法，引导出用打气筒打气的方法，再进行验证。注意引导学生观察和描述水位变化，进而解释空气重新占据杯内空间。

设计意图：通过提出“让纸巾湿”和“让空气重新占据空间”的任务，激发学生继续探究的欲望。也让学生简单经历设计实验的过程，在思考和倾听中完善自己的探究方法。

（四）研讨现象，深化理解

（1）举出证据，证明空气可以占据空间。

教师提问：根据以上3个实验，说说有什么证据证明空气可以占据空间。

学生思考，并分析上述现象，寻找空气占据空间的证据。

（2）教师提问：教室有空间吗？什么占据教室里的空间？教室里充满空气，如果有同学想要从外面进来，他能进来吗？为什么？

设计意图：通过教师引导，学生根据前面几个实验现象，逐步认同空气能够占据空间这一事实，也能够通过描述现象来解释这一抽象的科学概念，初步发展学生的思维逻辑能力。从杯内空间转移到教室里的空间，提升学生知识迁移能力，更好理解“占据”和“空间”。

（五）拓展挑战，内化概念

教师展示橡皮泥、2根吸管、装有半瓶水的塑料瓶。要求瓶子不能倾斜、不能离开桌面、橡皮泥不可丢入瓶中。用现有材料，利用空气将水从瓶中挤出。

学生思考并操作，解释现象。

设计意图：通过这个小挑战，了解学生是否真正理解空气可以占据空间，也能够认识空气占据空间在生活中的应用。

【板书设计（生成）】

【板书说明】

板书是学生分享实验过程中生成的，板书中的内容都可提前打印做板贴。学生用红色线表示水位，箭头表示水位变化。圆圈表示气泡。

【学生记录单】

【班级记录单设计】

《空气能占据空间吗》实验记录单

第       小组         姓名：                                                                       记录时间：      年    月   日