2.1 空气占据空间 教学设计

中小学教育资源及组卷应用平台 第二单元 空气与风 1.空气占据空间 一、教学核心素养目标 1.科学观念：通过实验探究，明确空气是一种物质，能占据一定空间且充满周围环境，区分固体、液体与空气占据空间的不同表现。 2.科学思维：通过对比“暴露气球”与“瓶中气球”的差异，培养基于现象提出猜想、用实验验证猜想的逻辑思维，能从实验现象中归纳空气占据空间的特点。 3.探究实践：独立或合作完成“瓶中气球吹气”“不会湿的纸团”等实验，掌握“提出问题—设计实验—观察现象—分析结论”的探究步骤，提升动手操作与现象记录能力。 4.态度责任：在小组实验中养成合作交流、认真观察的科学态度，感受空气占据空间在生活中的应用，激发探索身边科学现象的兴趣，培养尊重实验事实的科学精神。 二、教学重难点 1.教学重点：通过实验证明空气能占据空间，理解空气占据空间的具体表现（如瓶中空气阻碍气球变大、杯子里空气保护纸团不湿）。 2.教学难点：解释“瓶子钻孔后气球能吹大”“杯子倾斜纸团变湿”的原理，理解“空气占据的空间可被替换”，区分“空气占据空间”与“固体/液体占据空间”的差异。 三、教学准备 1.教师准备：PPT课件、演示用器材、实验记录表。 2.学生准备：每组1个空塑料瓶、2个气球、1个透明玻璃杯、3-4团干纸团、1个小水槽、1根牙签、抹布。 四、教学过程 （一）问题与猜想（5分钟） 1.情境导入：教师手持1个气球，先对着全班吹大，提问：“同学们，老师能轻松吹大这个气球，现在如果把气球套在空塑料瓶的瓶口上，再吹气球，你们觉得能吹得和刚才一样大吗？”邀请2-3名学生上台尝试，引导全班观察：套在瓶上的气球只能吹大一点点，而暴露在外的气球能吹得很大。 2.提出问题：结合学生的观察，追问：“为什么暴露的气球能吹大，瓶里的气球却吹不大？大家有什么猜想？”鼓励学生自由发言，教师记录关键猜想（如“瓶里有东西顶着气球”“气球漏气”“瓶里的空气不让气球变大”）。 3.聚焦猜想：针对“气球漏气”，教师现场检查气球是否破损（排除漏气可能）；针对“瓶里有空气顶着”，引导学生思考：“怎么才能证明瓶里有空气呢？我们可以通过实验来验证这个猜想。”自然过渡到探究环节。 （二）探究与结论（15分钟） 实验一：瓶中气球的“秘密”———空气占据瓶子空间 1.第一次实验：无孔瓶吹气球：每组学生将气球套在空塑料瓶瓶口，轮流尝试吹气，记录“气球只能吹大一点点”的现象。教师提问：“气球吹不大，是不是瓶里的空气在‘捣乱’？如果给瓶子钻个孔，让空气‘跑出去’，气球能吹大吗？” 2.第二次实验：带孔瓶吹气球：教师示范用牙签在塑料瓶侧壁钻1个小孔（提醒学生注意安全，教师可提前帮胆小的小组钻孔），学生将气球重新套在瓶口，再次吹气。引导观察：这次气球能吹得和暴露在外时差不多大。追问：“为什么钻孔后气球能吹大？”学生讨论后，教师总结：“瓶子里原本有空气，占据了瓶子的空间，阻碍气球变大；钻孔后，瓶里的空气从孔中跑出去，气球就能占据瓶子的空间，所以能吹大———这说明空气确实占据空间。” 3.第三次实验：水中钻孔瓶吹气球：教师将带孔瓶竖直放入水槽，让小孔被水淹没，学生再次吹瓶中的气球。观察现象：吹气球时，有气泡从瓶子的小孔中冒出来，气球能慢慢变大。引导分析：“气泡是什么？为什么会冒气泡？”得出结论：吹气球时，气球占据瓶子空间，把瓶里的空气“挤”出去，空气变成气泡从水中跑出来，进一步证明空气占据瓶子的空间。 实验二：不会湿的纸团———空气占据杯子空间 1.实验①：倒扣杯子压入水底：每组学生将干纸团紧紧塞在玻璃杯底部（确保纸团不掉落），将杯子垂直倒扣，慢慢压入水槽的水中（杯子完全浸没），然后竖直拿出杯子，观察纸团是否变湿。学生发 ... ...