小学科学教科版 (2017)三年级上册3.压缩空气教案设计

这是一份小学科学教科版 (2017)三年级上册3.压缩空气教案设计，共17页。教案主要包含了教材分析，学情分析，教学目标，教学重难点，材料准备，教学流程图，教学过程，板书设计等内容，欢迎下载使用。

《压缩空气》教学设计
深圳市宝安区松岗第二小学 杨荣
【教材分析】
本课课题可以有两层意思，一个是空气可以被压缩吗？另一个是压缩的空气有怎样的特性？这都是对空气特性进一步的研究和认识。学生经历前面课程的学习或根据平时经验可能对空气可以被压缩有一定的认识，但无法说出有力的证据证明空气可以被压缩。空气被压缩，即一定量的空气所占据的空间变小（或变大）。学生已经知道空气可以占据空间，也能够对“占据空间”的大小有一定的认知。本课就是借助注射器让学生分别对空气和水向下压和向上拉进行对比观察，寻找空气是否容易被压缩、压缩的空气具有弹性的证据。再尝试用微粒来解释有关空气压缩和扩张的现象，利于学生构建物质微粒的概念，提升学生的思辨能力。最后再通过制作空气枪，解释其中原理，让学生从玩中思，将知识迁移到生活中。
【学情分析】
学生在前面感受空气一课中，通过抱一抱装有空气的塑料袋或压一压气球，可能已初步感受到空气可以被压缩。但抱塑料袋或压气球时，空气占据空间是否有变化，学生对此较难解释清楚。因此本课借助有刻度、不易变形的硬质材料——注射器，帮助学生寻找空气可以被压缩的证据。注射器是学生熟知的仪器，也是容易吸引学生注意力和兴趣，因此在教学中可以很好的帮助学生解决问题。三年级学生对于对比实验的认识还比较模糊，如何公平的进行实验？哪些条件需要相同？这是学生需要思考的，因此在教学中注意引导学生对实验操作进行公平性的设计，让其认识到严谨的实验才具有说服力。最后，本课是学生科学学习中第一次尝试用微粒解释现象，教师要做好引导，关注学生所画圆圈上的细节是故意而为还是随意的，哪一种更合理，激发学生之间的矛盾，引起他们思考和辩证。
【教学目标】
科学概念目标：
1.空气占据一定的空间，且能够被压缩。
2.压缩的空气具有弹性。
科学探究目标：
1.能够借助注射器证明空气占据空气，且可被压缩。
2.能够用对比实验的方法进行观察。
3.尝试用微粒解释空气压缩现象。
科学态度目标：
1.能够基于证据提出自己的猜测和解释。
2.乐于倾听他人观点，敢于提出质疑。
3.面对有说服力的证据，可以修正自己的观点
科学、技术、社会与环境（STSE）目标：
认识压缩的空气在生活中的应用，如空气枪、皮球等。
【教学重难点】
重点：通过实验证实空气可以被压缩，且压缩的空气有弹性
难点：借助画图用微粒解释空气压缩和扩张的现象
【材料准备】
教师：2个注射器、适量的水、板贴
每组：2个注射器（有塞）、适量的水、橘子皮、每人一张实验记录单
【教学流程图】
【教学过程】
（一）引趣导入
1.认识注射器
教师展示注射器图片，提问：你认识它吗？有什么结构？今天我们也借助注射器继续研究空气。看看有什么新的发现。（板书课题“空气”）
学生思考并回答。
2.玩注射器
教师继续提问：注射器可以怎么玩？
学生2人1组，观察和玩注射器。尝试用注射器发现空气的特征，如会流动，可以压缩等。
教师提取学生关键词，引导学生关注空气是否被压缩的情况。引出课题。
设计意图：学生在生活中知道注射器可以装入不同的物质（如水或空气）压或拉。通过展示学生喜欢的注射器引起学生的学习兴趣，注射器可以怎样研究空气，会有怎样的发现？学生通过观察注射器，认识注射器的结构，用不同方法“玩”注射器，熟悉注射器压和拉的操作，同时还可避免学生后续实验中只玩注射器，而忽略本课探究活动。
（二）设计实验，画出预测
1.简单设计对比实验
学生提出猜想后，教师顺势提问空气真的可以被压缩吗？如何证明？同样可流动的水可以被压缩吗？如果给你两个注射器，一些水，你如何公平的比较出水和空气是否可以被压缩？
学生思考：抽进水和空气的量要如何？观察到怎样的现象说明空气和水可以被压缩？实验中需要记录哪些数据？
教师引导学生设计简单的对比实验，明确抽取水和空气的量（10ml）。注意引导抽进水和空气的量要相同，用相同的力，要堵住注射器。堵住注射器是避免水和空气泄漏，或周围空气进入影响实验。（边介绍，边板贴）
2.根据经验，画出预测。
学生根据前面的分析，在实验记录单中，用线画出注射器中活塞的初始刻度，以及预测的现象，分享预测。
教师将学生预测结果用不同颜色的横线贴在黑板，并引导学生说出理由。
设计意图：在教师的引导下，学生经历对比实验设计的过程，意识到对比实验需要控制其他条件才可更有效的进行比较。将学生的预测展示在黑板上并说出理由，可以让教师了解学生对空气压缩的认识情况，是否真正的掌握空气可以被压缩，同时还可和后面的结果进行比较。
（三）动手验证，分析现象
1.利用微课再次帮助学生梳理实验步骤。
注意向下压和向上拉至压不动或拉不动的时候记录此时活塞的位置，松手观察和记录现象。
Ppt进行实验提醒：同样抽取10ml水和空气，用大小相同的力保证实验的公平，套上橡胶塞后还要用手堵住，避免空气流走或跑出。不能用太大的力进行实验。2人合作。可多次实验。
设计意图：三年级学生专注力和记忆力较弱，前面利用较长时间设计实验学生可能会忘记，因此在实验前，播放微课视频，不仅吸引学生注意力，还可更直观的帮助学生回顾实验操作，提高实验的有效性。
2.交流并分析现象，达成空气易被压缩的共识。
学生分享实验结果（贴黑板并交流），将预测和实测的结果进行比较，修正观点。教师引导学生关注此过程中空气占据注射器空间的变化，发现空气可被压缩、和水不易被压缩的性质。通过发现不管向下压还是向上拉，松手后活塞都会弹回，说明压缩的空气具有弹性。
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）用微粒解释现象
教师提问：如果用○表示空气微粒，你可以用画图的方式解释空气变化的现象吗？
学生思考，并在记录单中画出自己的想法。教师巡堂并简单询问了解情况。
教师选取典型的观点展示在黑板，并邀请其分享。注意关注画图中圆圈的数量、间隙和分布。通过追问和提问全班同学，引发学生之间观点的碰撞，引导学生更为准确的解释空气被压缩的现象。
设计意图：将学生的典型观点呈现在黑板上，可以很好的引发学生思考。其他同学的想法和我一样吗？什么地方不一样？他是怎么想的？他解释的对吗？都是需要学生通过交流解决的问题，也可以在交流过程中发现更多的问题，如微粒数量是否变化，如何解释？学生会反思实验过程，寻找证据证明自己的观点。此外在黑板上利用固定大小的圆圈表示空气微粒，可以简单的规避学生关注微粒大小的变化引起占据空间大小的变化，而更多的关注微粒的数量、间隙和分布，进而接近更为真实的解释。当然，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的通的，我们还没有可见的证据证明是微粒之间的间隙发生变化。
（五）制作空气枪
教师提问：你知道生活中哪里运用到压缩空气吗？
学生寻找生活中运用压缩空气的现象。教师可以做补充。
教师介绍：我们还可以借助压缩空气制作空气枪。视频播放制作方法。提醒注意事项。
学生制作和体验空气枪，并解释其中原理。
设计意图：通过本课学习发现空气可以被压缩，压缩空气还具有弹性。生活中也有很多应用压缩空气的地方，借助提问引发学生思考，寻找生活中的科学。也认识到科技对生活的影响。最后通过制作空气枪，让学生进一步认识压缩空气的应用，在游戏中理解空气的又一特性。
【板书设计】


【板书说明】
板书是在课堂中生成，且随着学生的预测和实测发生改变。所有均可提前做成板贴。教师可以多准备不同颜色的“横线”和足够数量的大小相同的圆圈（可贴黑板的），“横线”是在预测中展示学生认为空气和水在注射器中被压和拉发生变化的情况的不同想法。而实测后保留较正确的想法。
【学生记录单】
【班级记录单设计】








第三课 《压缩空气》实验记录单
第 小组 姓名： 记录时间： 年 月 日

注意用力不要过大哦！
用“_____”画出不同情况下活塞的位置。
初始刻度
预测
实测

向下压
向上拉
向下压
向上拉
空气
空气
空气
空气
空气
水
水
水
水
水
我的发现


课程基本信息
课例编号
11
学科
科学
年级
三
学期
上
课题
压缩空气
教科书
书名：义务教育教科书科学三年级上册
出版社：教育科学出版社 出版日期：2019年7月
教学人员

姓名
单位
授课教师
王思锦
北京市海淀区教师进修学校
指导教师
石润芳
北京大学附属小学
教学目标
1.举例说明空气占据的空间可被压缩，压缩的空气有弹性。
2.使用实验方法证实空气占据的空间可被压缩；运用绘画等形式记录实验结果。
3.尊重证据，在科学事实的基础上进行预测和解释。
4.了解科技对生活的影响。
教学重点：使用实验方法证实空气占据的空间可被压缩。
教学难点：从微观层面理解空气可以被压缩。
教学过程
时间
教学环节
主要师生活动
3’
聚焦
谈话：给篮球打气，打气前后篮球有什么变化？
篮球由软变硬了。充气前的篮球能轻松按压出一个坑；充了10筒空气后变硬了一些，但还能轻松按出一个小点儿的坑；充20筒空气后变得更硬了，很难按出明显的坑。
空气使篮球变硬了，这是怎么回事？
学生尝试做出解释。
你的解释对不对呢？我们需要用实验来寻求证据。
10’
探索
1. 讲解示范实验方法
空气在篮球里的样子不容易看清楚，我们换个透明的容器装空气，再通过按压观察空气的变化。
通过上节课的学习我们已经认识到，借助水可以更好地感知空气的性质。今天的实验我们依然要请水来帮忙。
我们需要准备两个相同的注射器和一杯水。
实验步骤：
（1）用两个注射器分别抽进同样多（大约半管）的水和空气，比如10ml；
（2）用手指把注射器管口完全堵紧，将注射器的活塞向下压，看看会发生什么现象。松开手，观察活塞位置的变化。在记录表中记录活塞的始末位置。
（3）保持注射器的管口被堵住的状态，待活塞回到初始位置，再慢慢用力向上拉活塞，直到拉不动为止，看看此时活塞的位置。松开手，观察并记录活塞的位置变化。
（4）重复做几次上面的实验。









2.学生准备材料，实验并做记录
3.交流研讨
（1）分享1个学生的记录单
（2）分析实验现象：你观察到什么现象？说明什么？
现象一：开始两个注射器活塞位置相同，说明水和空气都占据10毫升的空间；
现象二：压或拉之后水占据空间的大小都没有明显改变，空气被压后只占6毫升空间了，说明空气可以被压缩；向上拉活塞，空气可以占据更多的空间，到15毫升。物体占据空间的大小称作体积，这说明空气没有固定体积。
现象三：松开手后，活塞回到原来的位置，说明压缩空气有弹性。
4.用图画表征空气的变化
如果用小圆圈代表空气微粒，你会怎样表示空气被压缩前后的变化？

1’
回顾
1.通过本课的学习，你又认识了空气的什么特征？
空气占据空间、空气可以被压缩、压缩空气有弹性。
2.补充、修正气泡图。
1’
解释
1.解释：篮球打气前后为什么由软变硬了？（空气压缩）打篮球的人为什么不喜欢玩瘪篮球？（弹性小）
1’
迁移
1.还记得本单元第1课老师出示的充气游泳池吗？现在你能解释空气泳池利用了空气的哪些特征吗？
2.自行车、汽车的轮胎为什么需要时常补气？（保持一定弹性）为什么不能充太足的气？课下跟家长一起讨论这个问题。
2’
拓展
视频：制作空气压缩枪

课程基本信息
课例编号

学科
科学
年级
三
学期
上
课题
压缩空气
教科书
书名：义务教育教科书科学三年级上册
出版社：教育科学出版社 出版日期：2019年7月
学生信息
姓名
学校
班级
学号




学习目标
1.举例说明空气占据的空间可被压缩，压缩的空气有弹性。
2.使用实验方法证实空气占据的空间可被压缩；运用绘画等形式记录实验结果。
3.尊重证据，在科学事实的基础上进行预测和解释。
4.了解压缩空气在生活中的应用。
课前学习任务
准备实验材料：两个相同的注射器和一杯水
课上学习任务
【学习任务一】用注射器做实验
（1）用两个注射器分别抽进同样多（大约半管）的水和空气，比如10ml；
（2）用手指把注射器管口完全堵紧，将注射器的活塞向下压，看看会发生什么现象。松开手，观察活塞位置的变化。在记录表中记录活塞的始末位置。
（3）保持注射器的管口被堵住的状态，待活塞回到初始位置，再慢慢用力向上拉活塞，直到拉不动为止，看看此时活塞指示的刻度。松开手，观察并记录活塞的位置变化。
（4）重复做几次上面的实验。

【学习任务二】用图画表征空气的变化


开始时 向下压后 向上拉后
【学习任务三】准备下节课所需材料
电子秤、塑料袋、篮球、打气筒、简易天平、小桶2个，绿豆若干。
推荐的学习资源
1．《万能的空气》，（英）海威特著，蔡艳锦、侯晓希译，科学普及出版社2015年7月
2．《空气和水》，（德）雷纳·克鲁门勒　文，（德）吉尔德·欧内索格　图，王勋华译，湖北教育出版社，2009年06月

课程基本信息
课例编号

学科
科学
年级
三
学期
上
课题
压缩空气
教科书
书名：义务教育教科书科学三年级上册
出版社：教育科学出版社 出版日期：2019年7月
学生信息
姓名
学校
班级
学号




课后练习
1. 用小圆圈代表空气微粒，图画表征打气前后篮球里面发生的变化。






打气前 打入10筒空气 打入20筒空气

2.下列事物中应用了压缩空气的是：（ ）可以多选


A．自行车轮胎
B.空气城堡


C.充气垫
D.充气游泳池


第3课　压缩空气
(教材P27～29)
授课时间：______________　　　　　　　　累计____1____课时
课题
压缩空气
课型
新授课
教学
目标
科学知识目标
1.知道空气占有一定的空间，空气占据的空间可被压缩。
2.知道压缩的空气具有弹性。
科学探究目标
1.能用实验方法证实空气确实占据空间。
2.能用对比实验控制条件的方法进行观察。
3.能运用绘画等形式记录实验结果。
科学态度目标
1.能在科学事实的基础上进行预测和解释。
2.体会多次实验能提高实验结果的可信度。
科学、技术、社会与环境目标
1.了解科技对生活的影响，压缩的空气可以制成救援的气垫、玩具气枪等。
2.了解人的需求是影响科技发展的关键因素。
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：使用实验方法证实空气确实占据空间，空气占据的空间可被压缩。
教学
准备
为学生准备：注射器、水、学生活动手册。
教师准备：学生实验材料一套，自封口塑料袋、教学课件。
流程
教学设计
二次备课
聚焦
1.导入：(教学提示：出示两个分别装有空气和水的自封口塑料袋，引导学生观察。)它们有什么不同？(预设：轻重不同，水比较重，空气比较轻；状态不同，水是液态，空气是气态；……)
2.活动：让学生用手分别压一压两个塑料袋再放开，说说发现了什么？(预设：两者受挤压都能变形，变形后都能恢复原状。)
3.揭题：我们今天来压缩空气。(板书：压缩空气)

探索
与研讨
探索：空气的压缩现象
1.过渡：如果将自封口塑料袋换成硬质材料的注射器，空气和水还会像装在自封口塑料袋里那样容易变形吗？(预设：空气能被压缩，会变形；水不能被压缩变形。)变形后还会恢复吗？(预设：会。)
2.讲解：(教学提示：出示注射器，引导学生观察。)注射器分为针筒和活塞两部分，针筒上有刻度，单位是毫升。


探索
与研讨
3.提问：如果想要验证你们的猜想，应该怎么进行实验呢？（预设：用两个注射器分别抽进同样多的水和空气，堵住管口，记下刻度，将活塞向下压，再记录刻度。）
4.布置任务：指导学生分组实验，完成实验帮助卡。




探索
与研讨
5.研讨汇报。
集体汇报帮助卡
主持人：请各小组代表依次汇报你们的实验发现。
小组1: 我们组发现用力向下压或向上拉抽进空气的注射器活塞，活塞在一定的范围内会向下或向上移动，即位置会发生变化。用力向下压或向上拉抽进水的注射器活塞，活塞的位置没有变化。说明空气能压缩或扩张，水不能压缩或扩张。我们认为是微粒的间隙发生了变化导致了这种现象。
主持人：其他小组有什么补充或疑问吗？
小组2：我们有补充。我们还发现初始时，同样多的空气和水，空气很轻，水相对较重，说明空气微粒比水微粒少。且在后面向下压或向上拉注射器活塞的过程中，微粒的数量不变。
小组3：我们有疑问。初始时，空气微粒和水微粒的间隙有区别吗？微粒的间隙与水和空气能否被压缩有什么关系？
主持人：请大家进行短暂的组内讨论后为小组 3解答。
小组4：我们认为初始时，空气微粒的间隙比较大，水微粒的间隙比较小，微粒间隙变小就意味着被压缩，所以空气容易被压缩，水不能被压缩。
主持人：谢谢大家的发言，汇报活动结束。
6.小结：空气占据空间的大小变化是由组成空气的许多微粒的间隙发生变化引起的。活塞向下压后，这些微粒之间的间隙变小，使得活塞可以有向下移动的空间，空气被压缩了；活塞向上拉后，腾出来更多的空间，这些微粒之间的间隙增大，将空间填补，空气就扩张了。而且，在向下压和向上拉活塞的前后，虽然空气微粒的间隙会发生变化，但分布应该是均匀的，水微粒就更是如此。
在本环节中不仅要记录看到的现象，还可以记录空气被压缩后感受到的力。当停止用力后，会有一股力使活塞恢复到原来的位置。提醒学生多次重复实验，多次观察和体验。让学生通过画图记录实验现象，利于学生构建物质微粒概念。通过集体研讨，引导学生进一步思考空气能压缩的原因。

拓展
与小结
1.展示：出示压缩的空气在生活中的应用的图片。




拓展
与小结
2.拓展：指导学生进行小游戏——制作空气压缩枪。
(1)在注射器内吸入一些空气。
(2)将橙子皮堵在注射器管口。
(3)用力压活塞，管口处的橙子皮就会像子弹一样发射出去。
(4)每人射击一次，对中靶最多的小组进行奖励。
安全提示：游戏时，注射器管口不能对着人。

板书
设计


教学
反思
　　通过前面两课的探究，学生已经认识到空气和石块、水等物体一样，能占据空间。在此认知基础上，本课以及之后的学习内容是对空气的物质属性进行的更深入的研究。所以，本课首先回顾旧知，聚焦问题，比较空气和水占据空间的特点有什么不同，从而引出探究主题：空气能否被压缩。然后通过对比实验，获得证据，实验验证空气占据的空间可以被压缩，且压缩的空气具有弹性，培养学生用控制条件的方法进行对比实验的能力和运用绘画等形式记录实验现象的能力。随后通过研讨问题，深入交流，从不同方面探讨空气占据空间的变化，引导学生尝试从微粒的角度解释现象，渗透科学概念。最后通过拓展活动，联系实际，在游戏中应用所学知识，进一步认识科学对生活的影响，进一步激发学生学科学、用科学的兴趣，从而完成本课的各项教学目标。

课后
作业
见“状元成才路”系列丛书《创优作业100分》对应课时训练P22第三题。
三、选择题。
2.往瘪(biě)的篮球里不断充气，直到篮球变硬(如图)，这时篮球里的气体是(　　)。
A．被扩张的空气
B.被压缩的空气
C.没有被压缩的空气
3.用注射器抽进适量的空气，堵住注射器管口，用力向下压活塞，活塞会(　　)；用注射器抽进适量的水，堵住注射器管口，用力向下压活塞，活塞会(　　)。
A.很难推动　　　B．推到零刻度　　　C．推到一定程度推不动
参考答案 三、2.B　3.C A