教科版三上科学《空气占据空间吗?》教案设计与教学反思

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教材分析

    《空气占据空间吗》是教科版三上《水和空气》中的教学内容，本课教学活动的设计将科学探究的过程和方法、情感态度价值观、科学知识三个维度的目标有机结合起来，使得科学教育的整体目标得以落实。导入----由水、石子占据空间引出“空气占据空间吗”；通过自主实验-----知道空气是占据空间的；拓展应用----利用空气能占据空间的特点来灌满瓶子，以及进行吹气球比赛。在整个过程中，教材将重点放在学生自主实验得出空气占据空间。科学的实验方法是保证科学数据真实可靠的基础，如果学生没有体会到这点，整个教学活动是失败的，后面的推测活动就无法展开，因此它们是进行推测的依据。这一过程虽然花了一些时间，但这为学生后面的推测奠定了坚实的基础。学情分析：在此之前学生们已经知道所有的物质都占据空间，本课通过系列活动，在学生认识了空气确实存在的基础上，让学生认同空气和其他物质一样，能够占据空间。由此逐步认识到空气是一种物质。科学概念空气占据空间情感态度价值观培养与他人合作的良好习惯，形成尊重事实、实事求是的科学态度。教学重点、难点：认识空气占据空间教学设计意图 1、创立学生积极参与学习的物质条件基础。科学教育的一个关键目标就是改进和发展学生的思维能力，思维能力不能凭空产生，必须在学生解决感兴趣问题的过程中产生和发展。本课在教学中为学生们提供适当的推理和解决问题的丰富材料的是十分重要。 2、把真实的探究活动过程带入课堂。《空气占据空间》一课，根据学生对《乌鸦喝水》的故事已经有所了解，用童话引出，可以让学生更意理解什么叫占据空间。石子占据了水的空间，所以能将水挤出来。对于学生来说，占据空间可以意味着排挤原来的物质，这事实就是对物质粒子不能同时占据同一空间的初步理解。进而引出“空气占据空间吗”，提出这个问题以后，第一个环节就是让学生自己去实验验证，得出空气是占据空间的。 3、领略和把握课堂层次，保证课堂的结构性。具有强烈的结构性是本课的最大特点之一，课堂中的每一个活动和设计都是为满足"思维发展"这一主题而设置和存在的。正因如此，在教学过程设计和安排时要充分理解这些活动的意义和价值，在教学活动过程中要随时精心观察及时反馈学生的学习情况，确保每个活动为学生理解和接受，发挥活动环节的层次性，推进学生思维向前发展。

学情分析

这一教学内容是在学生已经了解空气存在，并具有流动性的特点的基础上继续深入研究空气的其他特点。在前面一课时，学生通过直接感受或通过简单实验观察到现象来说明空气存在并且具有流动性，相对比较简单，而且学生在生活中有一定感知。但是要理解空气占据空间，并且占据空间的大小可以改变这一概念有一定难度，因此激发学生的探索欲望是教学的关键。



教学目标

1．科学概念

空气占据空间；空气占据空间的多少（体积）是可以变化（被压缩和扩张的）。

2．过程与方法

用实验方法证实空气确实占据空间；用对比的方法来研究空气占据空间大小可以改变；在科学事实的基础上进行预测和解释。

3．情感、态度、价值观

培养与他人合作的良好习惯；形成尊重事实、实事求是的科学态度。



教学重点和难点

  教学重点：知道空气与其他物质一样，能够占据空间，但空气占据空间的多少是可以改变的，认识到空气是一种物质。

  教学难点：用实验方法证实空气确实占据空间，空气占据空间的多少是可以改变的，并在科学事实的基础上进行预测和解释。

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教学过程
教学环节	教师活动		预设学生行为	设计意图
（一）展示前概念，提出问题 （二）空气占据空间吗？ （三）验证空气占据空间（探究活动：纸的奇遇）	1．刚才的游戏中发现人要不要占地方？我们把物体占地方叫做“占据空间”。 2．猜一猜： ①师：从抽屉中，双手捧着空气，请同学们猜一猜手中是什么？ ②请一个同学上来看一看是什么？看的同学不准告诉其他同学。 ③双手一合，啊，我手中的东西跑出去了，可惜啊，你们看，都跑你们那里去了。还跑到你肚子里面去了，是什么啊？ 3.刚才我手中的空气跑掉了，现在问大家，刚才我们说的空气占据空间吗？ 4.统计 认为占据空间的      -----人   并说说占据的理由 认为不占据空间的    -------人   并说说不占据的理由 板书：认为占据空间的    --------人 认为不占据空间的-----人5.我想通过这一节课的学习，我们就能知道空气是否占据空间。 5.我想通过这一节课的学习，我们就能知道空气是否占据空间。 1.师：出示，一矿泉水瓶，瓶口放入气球，你能把瓶子里的气球吹大吗？为什么？ 2.吹气球 ①师：怎么办？生：试一试就知道了。师：你们想不想试一试啊？生：想。 ②学生试吹气球，每组同学中有1-2个能吹大。 师生统计。反馈：请能吹大两个同学来演示一下。 ③讨论：为什么有的同学不能吹大，而有的同学能吹大？ 3思考交流： 为什么他们的气球吹大了呢？ 为什么有洞的就能被吹大呢？ 为什么没有洞的就吹不大呢？ 4.再统计 现在认为    空气占据空间的-----人 认为  空气不占据空间的-------人 5.形成共识，得到结论（空气占据空间） 1.激发学生实验兴趣 师：将纸放进截去底的矿泉水瓶靠近瓶盖处，准备将矿泉水瓶倒着插进水槽中，问同学们水会不会潮湿？生：不会。师：为什么？生：空气占据着，水进不去。师：想不想试试？生：想 2.实验指导 师：既然你们想试试，那么在试验的过程中应该注意些什么？ ①纸要塞紧，不要掉下来。②矿泉水瓶要垂直倒扣在水中。③将乒乓球放在水中，以便观察瓶内的水位。④仔细观察扣入水中的杯子里有什么现象，并记录你的发现。 3.学生实验，教师巡回指导。 4.汇报实验现象 把矿泉水瓶倒立竖直压入水槽里，乒乓球下降，矿泉水中水的液面下降。把杯子提出水面，发现纸团没有湿，说明水没有进到杯子里去。空气占据了玻璃杯的空间。 5.对比实验 师：如果把矿泉水瓶瓶盖拿掉又会怎样呢？学生猜测：纸可能会湿。 师：为了不影响实验效果，请同学们把刚才的矿泉水瓶内壁擦干（只擦干内壁），并把擦干的餐巾纸放一边，再进行实验，教师巡回指导。 6.汇报实验现象 (四)空气和水占据的空间会变化吗 1. 空气占据的空间会变化吗？ 刚才大家用餐巾纸擦干的时候，发现水有没有进入矿泉水瓶里面？有没有发现矿泉水内壁有部分是潮湿？那是什么原因？ 2．验证空气占据空间的大小发生了改变 师生交流研究方法： ①怎么研究？结合注射器、实验报告指导。（每个注射器都加入食用油） ②师：取一定量的空气不能太多，也不能太少，大概5毫升的位置。用一些力把压活塞，观察空气的占据空间的多少变化了吗？放开活塞，空气变化又会怎样？ 重新取一定量空气，用同样的方法拉活塞，观察空气占据空间的多少变化了吗？放开活塞，空气变化又会怎样？ ③学生实验，并记录。 ④实物投影上交流 把你的发现和大家交流一下，面向全体反馈：有同样发现的举手 （4）你还有什么发现吗？ 4．解释空气占据空间的多少是可以变化的。 （1）师引导：如果空气是由很多微粒空气宝宝（微粒）组成的，那么空气在被压缩和拉伸时空气宝宝有什么变化？ （2）想象交流 （联想游戏） （3）我们取其中六个宝宝画一画。开始是这样的…… （4）课件展示 5．水占据空间的多少会发生变化吗？ 师生交流研究方法。取一定量的水，注意不要让空气进来。 6．学生实验并记录实验结果。 7．交流 8．讨论：拉伸后多出来的是什么？预设：空气、不是水、真空。 9．小结   （五）总结： 和学生一起整理思路，把本课课堂作业本第47页《水和空气》的活动记录中的维恩图补充完整。 （六）延伸：压缩空气在生活中的应用 出示篮球，大家喜欢玩吗？其实生活中还有很多地方利用了空气可以被压缩的性质。回去找找！		学生猜测：生1：能吹大。师：为什么？生2：不能吹大。师：为什么？ 交流： 为什么他们的气球吹大了呢？ 为什么有洞的就能被吹大呢？ 为什么没有洞的就吹不大呢？ 汇报实验现象 矿泉水瓶倒立压入水槽里，矿泉水中的乒乓球没有下降，矿泉水瓶子里面的液面也没有下降，说明水占据了矿泉水瓶的那个空间，空气让出了部分空间。矿泉水瓶中的纸潮湿了。 生1：是不是实验没做好让空气跑出来了   生2：空气不完全占据空间 生3：空气占据空间改变了 你还有什么发现吗？ 生1：放掉会弹回来。 生2：拉伸的空气会缩回去。 生3：压缩和拉升后的空气与原有的空气量相等。 生4：拉伸相对容易，压缩相对难些。 讨论：拉伸后多出来的是什么？预设：空气、不是水、真空。 预设：水不能被压缩，但是能被拉伸了。	其一：形象的感知人要占据空间。其二，让学生感受挤压和扩张，有利学生在后面的学习。其三：创设和谐活跃的课堂氛围。 展示前概念，初步认识到物体要占据空间；引起对空气是否占据空间的争论，激发学生探索空气是否占据空间的欲望，引发对空气占据空间的进一步探究。 教材上用的玻璃杯入水，杯底纸巾不湿。这个实验比较简单，材料单一，便于操作和分组实验。但作为教师如何引导学生理解纸巾不湿与空气占据空间成因果关系，讲起来有些抽象，学生不易理解。如果设计一个对比实验，学生会更加能理解纸巾不湿与空气占据空间的因果关系。在设计这一实验时，我对这一实验进行了改进。将实验中的透明玻璃杯换成了一个截去底、带盖的透明矿泉水瓶。实验时，我仍将纸巾放在瓶子的瓶口（相当于原实验中杯子的杯底）处，并拧紧瓶盖。接着将矿泉水瓶垂直倒扣入水中，可以发现乒乓球下降了，这时纸巾不会被水浸湿。然后拧开瓶盖，将矿泉水瓶内壁擦干，再次垂直倒扣入水中，乒乓球的高度没有下降，说明水位基本没有变化，瓶子里的空气被挤出，水便涌了进来，水占据了空气的空间，纸巾也被浸湿了。这样一改进，使空气占据空间的实验效果更形象，纸巾不湿的原因就是空气占据空间造成的，因与果一目了然，非常明显。 这里我还设计了两个细节，第一是在水的液面处加入一个乒乓球，主要是为了更加清楚地观察水的液面的情况，水位的高低从乒乓球的高低就能看清楚，有利于学生直接观测。第二是请同学们擦干矿泉水瓶内壁（只擦内壁），一是为了实验的公正公平，更重要的是为了下一个主题空气占据空间的大小可以改变做铺垫。 通过实验学生发现空气占据空间的多少可以变化，压缩和扩张。同时还希望发现一些有趣的现象，促进后续研究。例如，压缩空气有弹性，拉伸比压缩容易。 解释空气占据空间的多少是可以变化的是本课的难点。这次解释对学生来说是一次较大的挑战，因为需要学生作出合理推理。引导学生从空气粒子的角度来思考，尝试从微观的角度来认识事物，这是物质概念的一次升华，我们知道空气是由很多的微粒组成的，当空气被压缩时微粒之间的距离变小了，占据的空间就少了；当空气被拉长扩张时微粒之间的距离变大了，占据的空间就多了。这对学生来说是困难的，比较抽象。于是，课前的游戏“走进呼啦圈”，使学生感受挤压和扩张，在现在的解释中迁移，有利推理，并通过学生想象、画画，课件展示多种方法突破难点。 有了上面实验的基础，这个实验在研究方法上老师可以放一点。因为材料的简易，空气很容易从活塞进去，特别是拉伸的时候，在实验数据分析上引导学生认真分析，到底多出来的是什么？再通过严密的玻璃注射器师生演示，用事实说话：“水占据的空间不会变化。” 帮助学生梳理水和空气的异同，可以把今天所学的和之前的知识联系起来，不断完善水和空气的维恩图，使得学生所学的知识变成统一的整体。 科学与生活相联系，把兴趣和研究延伸到课外。我们既要让学生带着问题走进课堂，也要让学生带着问题走出课堂，推动学生进行进一步课外科学研究
板书设计（需要一直留在黑板上主板书）
气占据空间吗？                                                     实验前：空气占据空间 -------人                  实验后：   空气占据空间-------人                                                            空气不占据空间-------人                                      空气不占据空间--------人                                                      结论：空气占据空间，占据的空间的多少可以改变（压缩、扩张）                                                      水占据的空间不会变化。

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教学反思

《空气占据空间吗》是新版教科版三年级上册第四单元《水和空气》的第六课。本课希望通过系列活动，让学生认同空气和其他物质一样，能够占据空间。然后和水作比较，通过实验发现用同样大的力量压缩空气和水，空气可以被压缩和扩张，而水占据空间的多少不会发生变化。在教学时，我以学生为主体，留给学生大量的时间和空间，让学生在情境中，发现问题，激发兴趣；让学生在充分探究中，大胆探索，得出结论；让学生在平等对话中，深入探究，张扬个性；让学生运用实验中得出的结论，延伸探究，解决实际问题。

    一、创设情境，点燃学生探究的火把

    爱因斯坦说过：“提出一个问题比解决一个问题更重要，因为后者仅仅是方法和实验过程，而提出问题则要找到问题的关键、要害。”因此在本节课的教学中，我以边讲边演示的方式给同学们曾现了《乌鸦喝水》的故事，进而提出问题：“瓶子里发生了什么变化呢？水面为什么会上升？”激发了学生思考的热情，让学生轻而易举地理解了什么叫占据空间，是石子占据了水的空间，所以水面上升了。紧接着我又出示了另外一个瓶子，让学生去积极思考，能不能也把这个瓶子里的水挤出来，用什么方法。一系列情境的设置，学生的兴致越来越高，而让学生上来试一试，则把学生的热情推向高潮，进而引导学生提出了今天我们所要研究的问题：“空气占据空间吗？”

    二、充分探究，给足学生动手的机会

    《课标》指出：“科学课程应向学生提供充分的科学探究机会，使他们在像科学家那样进行科学探究的过程中，体验学习科学的乐趣，增长科学探究能力，获取科学知识，形成尊重事实、善于质疑的科学态度，了解科学发展的历史。”在本课的教学中我给学生提供了丰富的实验器材，并且能保证两个同学一个小组，进行充分探究，让每个学生都有动手的机会，去感受实验的过程，从而得出科学的结论。当学生充满好奇地将一团纸塞入杯底，倒扣入水中，那种期待，那种新鲜感，那份激动的心情，写满在学生的脸上，“我们的纸没湿！”学生实验后的惊讶与兴奋，和“我们的纸怎么湿了？”一脸的疑惑与不甘，那都是学生能够亲手实验，能够充分探究后的宝贵发现。从这一实验又紧扣着进入下一实验，去探究“空气占据空间的变化”，学生的探究由老师扶着走，进而到放手让学生自己尝试，学生发现了，空气可以被压缩和扩张，而水却不能，学生充分体验到了实验的乐趣，也锻炼了他们动手的能力。如果这里只是教师直接讲，而并没有让他们亲身实践，学生是根本体会不到那种变化，更不会从中获得情感体验。充分地探究，让学生获得的岂止是科学知识……

    三、平等对话，引学生奔赴真理天堂

    在本课的两次探究实验中，并不是如老师所愿的，所有的学生都能探究出正确的结论来，相反的，有一小部分学生对于实验结果是存在异议的。比如说，在做杯子入水，杯底纸巾不湿实验时，有些学生就说我们的纸湿了，而此时我也并没有责怪学生操作有误，或者粗暴地说他们做得不对，而是引导他们去思考：“为什么你们的纸会湿？而人家的没有湿。”学生通过思考，在老师的引导下，他们知道了，原来是自己的杯子没有竖直倒扣入水中，而导致水事先流到了杯子里，赶跑了里面的空气，所以纸湿了，如果竖直倒扣入水中，速度也比较快的话，水是流不进去的，进而知道是因为空气占据了空间。在做第二个实验时，出现的问题也是比较大的，有学生汇报说：向下压活塞时，装水的注射器能被压下去，装空气的注射器不能被压下去。实验结果正好相反。很多小组听了他们的汇报，都不赞同，也有的小组，赞同他们水是能够被压下去的，而我并没有一票否决他们，而是鼓励全班同学，再来做一次实验，并且亲自指导了汇报结果错误的小组，当他们再次实验时，才发现了，是自己实验操作的失误和没搞清对象才造成的。我鼓励他们将现在实验结果再向全班同学汇报一遍，并且引导他们分析了第一次实验失败的原因。在平等、和谐的对话氛围中，老师引领着学生走向正确的科学探究之路，教学生分析实验寻找失败的原因，教学生不怕失败，在反复实验中，得出真知，实事求是的科学态度，“实践出真知”的至理名言，或许在这一堂科学课中，学生都能有所体会。科学探究本来就是在不断地实验与发现中才获得真知的，给学生创设一个平等、和谐的交流平台，以平等地态度对待他们，已朋友的身份引领他们，学生的探究会更深入，学生的科学素养也会在不知不觉中形成。

    纵观整节课，教学层次比较清楚，充分调动了学生学习的主动性和积极性，课堂气氛也比较轻松而和活跃。但总觉得自己选的课文是最后第二课，前面跳开了很多课没有上，学生很多知识和能力方面还是欠缺了点，自己的教学也不够流畅，准备还不够充分，在内容上还可再充实一点，让学生能得到多方面的发展。