2025秋湘科版（2024）小學科學三年級上冊《空氣占據(jù)空間嗎》教學設計一、簡要教材分析單元定位本課文隸屬于湘科版（2024）小學科學三年級上冊第一單元《氣體、液體和固體》，是單元的第二課時內(nèi)容。本單元以“物質(zhì)的三種基本狀態(tài)”為核心主題，第一課時《認識氣體、液體和固體》已引導學生通過觀察、比較，初步感知三種狀態(tài)物質(zhì)的外在特征（如形狀、流動性）；本課時《空氣占據(jù)空間嗎》則聚焦“氣體（空氣）的空間特性”，是對氣體本質(zhì)屬性的深度探究，為后續(xù)第三課時《液體和固體占據(jù)空間嗎》的對比學習及第四課時《物質(zhì)狀態(tài)的變化》的拓展學習奠定基礎，在單元知識體系中起到“承上啟下”的關(guān)鍵作用。課文內(nèi)容教材以“問題驅(qū)動—實驗探究—歸納總結(jié)—生活應用”為邏輯主線展開：開篇通過“瓶吞雞蛋”的趣味現(xiàn)象提出核心問題“空氣會占據(jù)空間嗎”；隨后設計3組遞進式實驗（“杯子扣紙巾”“注射器壓縮空氣”“氣球在瓶內(nèi)吹不大”），引導學生通過觀察、操作、分析驗證空氣的空間特性；最后結(jié)合吸盤掛鉤、打氣筒等生活實例，讓學生理解“空氣占據(jù)空間”的實際應用，實現(xiàn)“從科學探究到生活認知”的閉環(huán)。教材編排注重“直觀性”與“探究性”，實驗材料均為常見物品（如玻璃杯、注射器、氣球），符合三年級學生的動手能力，同時通過“預測—驗證—反思”的環(huán)節(jié)設計，培養(yǎng)學生的科學思維。二、學情分析已有基礎知識基礎：學生在第一課時已認識空氣是氣體，知道空氣“看不見、摸不著、能流動”，且在日常生活中接觸過與空氣相關(guān)的現(xiàn)象（如吹氣球、用吸管喝飲料），具備探究“空氣占據(jù)空間”的前置認知。能力基礎：三年級學生已掌握簡單的觀察方法（如用眼睛看、用手摸），能進行基礎的動手操作（如組裝簡單實驗器材），且具備初步的小組合作意識，可參與小組實驗探究。思維特點：學生以具體形象思維為主，對“看得見、摸得著”的現(xiàn)象理解較快，但對“空間”“占據(jù)”等抽象概念的認知存在困難，需要通過直觀實驗將抽象概念轉(zhuǎn)化為具體現(xiàn)象。潛在困難難以理解“空氣占據(jù)空間”的可逆性（如注射器壓縮空氣時，空間變??；松開手后，空間恢復），易將“空氣消失”與“空間變化”混淆。在分析實驗現(xiàn)象時，可能忽略“空氣阻礙其他物質(zhì)進入”的關(guān)鍵邏輯（如杯子扣紙巾不濕，是因為空氣占據(jù)了杯子內(nèi)的空間，水無法進入）。聯(lián)系生活實例時，難以主動聯(lián)想到“空氣占據(jù)空間”的應用（如吸盤掛鉤吸附在墻上，是因為擠出了空氣，大氣壓讓空氣占據(jù)空間的力將吸盤固定），需要教師引導梳理。三、教學設計理念核心素養(yǎng)導向：以《義務教育小學科學課程標準（2022年版）》為依據(jù)，圍繞“科學觀念、科學思維、探究實踐、態(tài)度責任”四大核心素養(yǎng)設計教學，讓學生在實驗中構(gòu)建“空氣占據(jù)空間”的科學觀念，在分析現(xiàn)象中發(fā)展邏輯思維，在動手操作中提升探究能力，在聯(lián)系生活中培養(yǎng)科學態(tài)度。探究式學習為主：遵循“提出問題—作出假設—設計實驗—進行實驗—得出結(jié)論—交流反思”的科學探究流程，讓學生成為課堂的“探究主體”，教師僅作為“引導者”，通過提問、示范、點撥，幫助學生自主完成探究過程。生活與科學融合：從生活現(xiàn)象導入，用生活材料實驗，向生活應用延伸，讓學生感受到“科學源于生活、用于生活”，降低抽象知識的學習難度，提升學習興趣。差異化教學兼顧：針對學生動手能力、思維水平的差異，在實驗環(huán)節(jié)采用“小組合作+個人分工”模式（如小組內(nèi)輪流操作、記錄、發(fā)言），確保每位學生都能參與探究，同時通過分層提問（基礎問題：“實驗看到了什么？”進階問題：“為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象？”）滿足不同學生的學習需求。四、簡要核心素養(yǎng)教學目標科學觀念知道空氣雖然看不見、摸不著，但會占據(jù)空間，能列舉2-3個證明空氣占據(jù)空間的實例。了解空氣占據(jù)的空間具有“可壓縮、可恢復”的特點（如注射器壓縮空氣），知道這種特性與生活中的打氣筒、氣球等物品的工作原理相關(guān)?？茖W思維能根據(jù)實驗現(xiàn)象（如杯子扣紙巾不濕、氣球在瓶內(nèi)吹不大），用“因為…所以…”的句式分析原因，初步建立“現(xiàn)象—原因”的邏輯關(guān)系。能對比不同實驗（如“杯子扣紙巾”和“杯子傾斜后紙巾濕”）的差異，歸納出“空氣是否占據(jù)空間”與“空氣能否排出”的關(guān)聯(lián)。探究實踐能獨立完成“杯子扣紙巾”“注射器壓縮空氣”實驗，正確操作實驗器材（如將杯子垂直壓入水中、緩慢推動注射器活塞），并準確記錄實驗現(xiàn)象（如紙巾是否濕、注射器活塞的位置變化）。能在小組合作中，與同伴分工協(xié)作（如操作員、記錄員、發(fā)言人），有序進行實驗，主動分享探究發(fā)現(xiàn)。態(tài)度責任對探究空氣的特性產(chǎn)生興趣，樂于參與實驗操作，敢于提出自己的疑問（如“如果杯子上有小孔，紙巾會濕嗎？”）。意識到科學實驗需要“實事求是”，能如實記錄實驗現(xiàn)象，不隨意修改數(shù)據(jù)，愿意傾聽同伴的不同觀點并進行交流。五、教學重難點教學重點通過“杯子扣紙巾”“氣球在瓶內(nèi)吹不大”等實驗，證明空氣會占據(jù)空間。能結(jié)合實驗現(xiàn)象，解釋“空氣占據(jù)空間”的具體表現(xiàn)（如阻礙水、氣球膨脹進入空間）。教學難點理解空氣占據(jù)的空間具有“可壓縮性”（如注射器壓縮空氣時，空氣沒有消失，只是占據(jù)的空間變?。Ｄ軐ⅰ翱諝庹紦?jù)空間”的科學原理與生活實例（如吸盤掛鉤、打氣筒）建立聯(lián)系，解釋其工作原理。六、教學過程導入新課：情境激趣，提出問題教材內(nèi)容銜接教材開篇以“瓶吞雞蛋”的趣味實驗引發(fā)學生興趣，考慮到課堂操作安全性（需加熱瓶子，不適合學生動手），教師采用“視頻演示+實物觀察”的方式呈現(xiàn)，同時補充“雞蛋無法進入空瓶”的對比現(xiàn)象，為提出核心問題做鋪墊。師生互動情境創(chuàng)設：教師播放“瓶吞雞蛋”實驗視頻（視頻內(nèi)容：空瓶內(nèi)放入燃燒的棉花，待棉花熄滅后，將剝殼的熟雞蛋放在瓶口，雞蛋被“吞”進瓶內(nèi)），隨后出示實物：一個空瓶、一個剝殼熟雞蛋，讓學生嘗試將雞蛋放入瓶內(nèi)（學生發(fā)現(xiàn)雞蛋無法進入）。問題鏈引導：師：“視頻里的雞蛋為什么能被瓶子‘吞’進去，而我們現(xiàn)在的雞蛋卻放不進去？”生1：“因為視頻里的瓶子加熱了！”生2：“可能瓶子里有東西不見了？”師：“瓶子里原本有什么？（學生回答：空氣）加熱后，瓶子里的空氣可能發(fā)生了什么變化？”生3：“空氣跑掉了？”師：“如果空氣跑掉了，瓶子里的‘空間’就空出來了，雞蛋才能進去——那這是不是說明，原本空氣‘占’了瓶子里的空間？今天我們就來探究一個重要的問題：空氣占據(jù)空間嗎？”（板書課題：空氣占據(jù)空間嗎）設計意圖通過“視頻演示+實物嘗試”的對比，制造認知沖突（“為什么雞蛋有時能進、有時不能進”），激發(fā)學生的好奇心，同時自然引出“空氣占據(jù)空間”的核心問題，為后續(xù)探究奠定興趣基礎。探究新知：實驗驗證，構(gòu)建概念第一組實驗：杯子扣紙巾——空氣占據(jù)空間，阻礙水進入（教材實驗1）教材實驗呈現(xiàn)教材設計“將紙巾塞入玻璃杯底部，杯口朝下垂直壓入水中，觀察紙巾是否濕”的實驗，目的是通過“紙巾不濕”的現(xiàn)象，直觀證明空氣占據(jù)了杯子內(nèi)的空間，水無法進入。師生互動作出假設：師：“請大家看實驗材料（展示玻璃杯、紙巾、水槽）：如果我們把紙巾緊緊塞在杯子底部，再把杯口朝下，垂直壓入水槽的水中（邊說邊示范操作方法，強調(diào)“垂直壓入，不傾斜”），大家預測一下，紙巾會濕嗎？為什么？”生1：“會濕！因為水會進到杯子里，把紙巾弄濕?！鄙?：“不會濕！因為杯子里有空氣，水進不去?！睅煟骸按蠹矣胁煌南敕?，這很正常?？茖W探究需要用實驗來驗證假設，接下來請小組合作完成實驗，注意：①紙巾要塞緊，別掉出來；②杯口垂直朝下壓入水中，不要傾斜；③觀察紙巾是否濕，記錄在實驗記錄表（如下）中?！睂嶒灻Q我們的預測實驗現(xiàn)象現(xiàn)象原因（初步分析）杯子扣紙巾進行實驗：學生以4人小組為單位實驗（分工：1人操作，1人觀察，1人記錄，1人準備材料），教師巡視指導，糾正不當操作（如杯子傾斜、紙巾未塞緊）。實驗后，各小組匯報結(jié)果：“我們組的紙巾沒有濕！”“我們組的紙巾也沒濕，但是杯子里有一點水在底部?！狈治霈F(xiàn)象：師：“大部分小組都發(fā)現(xiàn)紙巾沒有濕，這說明水沒有進入杯子內(nèi)部。為什么水進不去呢？杯子里明明看起來是空的呀！”生1：“杯子里有空氣，空氣擋住了水！”師：“你的意思是，空氣‘占’了杯子里的地方，水沒有地方進去，對嗎？我們把‘空氣占地方’叫做‘空氣占據(jù)空間’。那如果我們把杯子傾斜一下，會發(fā)生什么？大家可以再試一次?！睂W生補充實驗（杯子傾斜），觀察到“有氣泡從杯子里跑出來，水進入杯子，紙巾變濕”。師：“傾斜杯子后，為什么紙巾濕了？”生2：“杯子傾斜后，空氣跑出來了，水就進去了，把紙巾弄濕了！”師：“非常好！這說明：當空氣占據(jù)杯子里的空間時，水進不去；當空氣跑掉，空間空出來，水就能進去了——這進一步證明了空氣會占據(jù)空間?！痹O計意圖通過“預測—實驗—補充實驗—分析”的環(huán)節(jié)，讓學生直觀看到“紙巾不濕”與“紙巾濕”的對比現(xiàn)象，將“空氣占據(jù)空間”的抽象概念轉(zhuǎn)化為具體的實驗結(jié)果，同時培養(yǎng)學生的觀察能力和邏輯分析能力，突破“證明空氣占據(jù)空間”的教學重點。第二組實驗：注射器壓縮空氣——空氣占據(jù)的空間可壓縮教材實驗呈現(xiàn)教材設計“用注射器抽取空氣，堵住管口，推動活塞”的實驗，目的是讓學生發(fā)現(xiàn)“空氣占據(jù)的空間可以變小”，理解空氣占據(jù)空間的“可壓縮性”，為后續(xù)理解生活中打氣筒、氣球的原理做準備。師生互動提出問題：師：“我們知道空氣會占據(jù)空間，那空氣占據(jù)的空間是固定不變的嗎？比如，能不能讓空氣占據(jù)的空間變小一點？大家看這個注射器（展示注射器），如果我們用它抽取一些空氣，再用手指堵住管口，推動活塞，會發(fā)生什么？活塞能推到底嗎？”生1：“能推到底！因為空氣會被擠走?！鄙?：“不能推到底！空氣會擋住活塞?！睂嶒灢僮髋c觀察：教師示范實驗步驟：①將注射器活塞拉到“10mL”刻度處（抽取10mL空氣）；②用食指堵住注射器管口（確保不漏氣）；③緩慢推動活塞，觀察活塞能推到哪個刻度；④松開手指，觀察活塞的變化。學生分組實驗（每人輪流操作1次），記錄實驗現(xiàn)象：“推動活塞時，活塞只能推到3-4mL刻度，推不到底；松開手指后，活塞又回到了10mL刻度?！狈治鲈恚簬煟骸盀槭裁椿钊撇坏降?？推到3mL時，注射器里的空氣去哪里了？”生1：“空氣還在里面，只是它占據(jù)的空間變小了！”師：“沒錯！空氣的顆粒之間有間隙（可結(jié)合教材P8的“空氣顆粒示意圖”講解），推動活塞時，顆粒之間的間隙變小，空氣占據(jù)的空間就變小了，這種現(xiàn)象叫做‘空氣占據(jù)的空間可壓縮’。那為什么松開手指后，活塞會回到原來的位置？”生2：“因為外面的空氣會推活塞，讓里面的空氣占據(jù)的空間恢復變大！”師：“非常準確！這說明空氣占據(jù)的空間不僅可以被壓縮（變?。?，還可以恢復（變大），這種特性在生活中很有用，比如我們給氣球打氣，就是把空氣壓縮，讓它占據(jù)更小的空間，才能充進更多空氣?！痹O計意圖通過注射器實驗，讓學生親手感受“壓縮空氣”的過程，直觀看到“空間變化”的現(xiàn)象，結(jié)合教材示意圖理解“空氣顆粒間隙”的原理，突破“空氣占據(jù)空間可壓縮”的教學難點，同時為后續(xù)聯(lián)系生活應用埋下伏筆。第三組實驗：氣球在瓶內(nèi)吹不大——空氣占據(jù)空間阻礙氣球膨脹（教材實驗3）教材實驗呈現(xiàn)教材設計“將氣球放入空瓶內(nèi)，氣球口套在瓶口，嘗試吹氣球”的實驗，目的是讓學生進一步驗證“空氣占據(jù)空間”——瓶內(nèi)的空氣占據(jù)空間，阻礙氣球膨脹，從而鞏固對核心概念的理解，同時培養(yǎng)學生的應用思維。師生互動實驗預測與操作：師：“大家平時都吹過氣球，很容易就能吹大。如果我們把氣球放進這個空瓶里（展示空瓶），把氣球口緊緊套在瓶口（邊說邊演示），再嘗試吹氣球，能把氣球吹大嗎？為什么？”生1：“能吹大！和平時吹氣球一樣。”生2：“不能！瓶子里有空氣，會擋住氣球?！睂W生分組實驗（1人扶瓶子，1人吹氣球），發(fā)現(xiàn)“無論怎么用力，氣球只能吹大一點點，無法像平時一樣吹大”。分析現(xiàn)象與改進實驗：師：“為什么氣球吹不大？瓶子里明明是空的呀！”生：“瓶子里有空氣，空氣占據(jù)了空間，氣球膨脹需要空間，但是空氣不讓位，所以吹不大！”師：“那如果我們想讓氣球在瓶內(nèi)吹大，有什么辦法？”學生討論后提出建議：“在瓶子上鉆個孔，讓空氣跑出來！”教師展示提前鉆好小孔的瓶子，讓學生再次實驗：將氣球放入帶孔的瓶內(nèi)，套緊瓶口吹氣球，發(fā)現(xiàn)“氣球能輕松吹大”；用手指堵住小孔，氣球立刻變小。師：“為什么帶孔的瓶子能吹大氣球？”生：“小孔能讓瓶子里的空氣跑出來，空間空了，氣球就能膨脹占據(jù)空間了！堵住小孔后，空氣跑不出來，氣球就變小了?！睅煟骸疤袅?！這再次證明：空氣占據(jù)空間時，會阻礙其他物體（如氣球）占據(jù)空間；只有讓空氣離開，其他物體才能占據(jù)空間?！痹O計意圖通過“吹不大氣球”與“能吹大氣球”的對比實驗，讓學生在解決“如何吹大氣球”的問題中，主動應用“空氣占據(jù)空間”的原理，實現(xiàn)“從理解概念到應用概念”的過渡，同時培養(yǎng)學生的問題解決能力和創(chuàng)新思維。鞏固拓展：聯(lián)系生活，應用概念教材內(nèi)容銜接教材P9呈現(xiàn)了“吸盤掛鉤”“打氣筒”“給自行車輪胎打氣”等生活實例，引導學生將“空氣占據(jù)空間”的原理與生活聯(lián)系，教師在此基礎上補充更多學生熟悉的實例，幫助學生深化理解。師生互動生活實例分析：展示吸盤掛鉤：師：“大家家里的吸盤掛鉤為什么能吸在墻上不掉下來？誰能結(jié)合‘空氣占據(jù)空間’的原理分析一下？”生1：“把吸盤往墻上按的時候，會把里面的空氣擠出來，空氣跑掉了，外面的空氣占據(jù)空間的力把吸盤壓在墻上！”師：“沒錯！擠出空氣后，吸盤內(nèi)沒有空氣，外面的大氣壓（空氣占據(jù)空間產(chǎn)生的壓力）會把吸盤緊緊壓在墻上，這就是吸盤掛鉤的原理?！闭故敬驓馔玻簬煟骸坝么驓馔步o自行車輪胎打氣，為什么能把空氣打進輪胎里？”生2：“打氣筒壓縮空氣，讓空氣占據(jù)的空間變小，就能擠進輪胎里，輪胎里的空氣越來越多，就鼓起來了！”小組討論：找生活中的實例：師：“請小組討論，除了吸盤掛鉤、打氣筒，生活中還有哪些現(xiàn)象能證明‘空氣占據(jù)空間’？每組至少找出1個，和大家分享?！毙〗M分享：“用吸管喝飲料時，嘴巴吸走了吸管里的空氣，空氣占據(jù)的空間空了，飲料就被吸上來了！”“氣球放氣時會飛，是因為空氣跑出來，占據(jù)了外面的空間，推動氣球飛?！痹O計意圖通過分析生活實例、小組討論找實例，讓學生感受到“科學就在身邊”，將課堂上學到的概念轉(zhuǎn)化為解釋生活現(xiàn)象的能力，同時拓寬知識視野，突破“聯(lián)系生活應用”的教學難點。課堂小結(jié)：梳理知識，提升素養(yǎng)師生互動知識梳理：師：“今天我們通過3組實驗探究了‘空氣占據(jù)空間嗎’，誰能說說我們得出了哪些結(jié)論？”生1：“空氣會占據(jù)空間，比如杯子扣紙巾不濕，是因為空氣占據(jù)了杯子里的空間?！鄙?：“空氣占據(jù)的空間可以壓縮，比如注射器推活塞時，空間會變小?！鄙?：“生活中的吸