《空氣占據(jù)空間》教學(xué)設(shè)計(jì)與分析

空氣占據(jù)空間是空氣的一個(gè)基本性質(zhì)，本課是從《認(rèn)識(shí)空氣》一課中延伸出的內(nèi)容。

學(xué)生在本課以前并沒(méi)有直接涉及到“占據(jù)空間”這個(gè)概念，在新課教學(xué)時(shí)，教師要引導(dǎo)學(xué)生知道什么是“占據(jù)空間”。由于空氣看不見(jiàn)、摸不著，所以教師要通過(guò)有遞進(jìn)關(guān)系的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)，借助其他可見(jiàn)媒介，讓學(xué)生由淺入深地不斷感知，才能讓他們認(rèn)識(shí)到空氣占據(jù)空間這一概念，初步理解物質(zhì)不能同時(shí)占據(jù)同一空間。教師可以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生具體感知，空氣被密封在一個(gè)空間里不能跑出，其他物質(zhì)要占據(jù)空間，必須排擠原來(lái)的空氣。本課暫時(shí)不涉及的一個(gè)內(nèi)容是空氣有彈性，即空氣占據(jù)空間的多少可以變化。

三年級(jí)學(xué)生剛剛接觸科學(xué)課，他們的實(shí)際操作能力還比較欠缺，教師要悉心引導(dǎo)他們學(xué)習(xí)動(dòng)手操作，指導(dǎo)他們學(xué)習(xí)與同學(xué)進(jìn)行合作、分享、交流，促進(jìn)深入思考。教師要通過(guò)課堂教學(xué)，有效地引導(dǎo)學(xué)生展開(kāi)探究，理解并運(yùn)用科學(xué)知識(shí)，形成尊重事實(shí)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。

教學(xué)目標(biāo)

1.知道空氣占據(jù)空間，初步理解物質(zhì)不能同時(shí)占據(jù)同一空間。

2.通過(guò)有層次的實(shí)驗(yàn)感知空氣被密封在一個(gè)密封的空間里，不能跑出，其他物質(zhì)要占據(jù)空間，必須排擠原來(lái)的空氣。

3.學(xué)習(xí)用實(shí)驗(yàn)的方法驗(yàn)證猜測(cè)，意識(shí)到實(shí)驗(yàn)時(shí)要尊重事實(shí)、實(shí)事求是。

教學(xué)準(zhǔn)備

教師準(zhǔn)備：醬油1袋、醬油瓶1個(gè)、帶膠塞的漏斗1個(gè)、小燒杯1個(gè)、大燒杯1個(gè)、系細(xì)線(xiàn)的小石頭1個(gè)、水、圖片、課件等。

學(xué)生準(zhǔn)備：水槽1個(gè)、玻璃杯1個(gè)、紙巾1張、兵乓球1個(gè)、氣球1個(gè)、塑料瓶1個(gè)。

教學(xué)過(guò)程

1.導(dǎo)入新課

談話(huà)：在超市里，我們經(jīng)常能買(mǎi)到這樣包裝的醬油（出示），現(xiàn)在老師要把它倒進(jìn)這個(gè)玻璃瓶中。大家想想看，怎樣倒醬油才不會(huì)灑出來(lái)？（學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)很容易想到用漏斗）現(xiàn)在我們用漏斗試一試，為了更穩(wěn)固，老師準(zhǔn)備了一個(gè)帶膠塞的漏斗。

（教師演示，學(xué)生發(fā)現(xiàn)醬油倒不進(jìn)去。）

提問(wèn)：你們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)什么現(xiàn)象？

（學(xué)生回答。）

提問(wèn)：這是怎么回事呢？誰(shuí)猜猜看醬油為什么不能很好地進(jìn)入瓶中？

（根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生比較容易想到是因?yàn)槁┒房谔?xì)了、被堵住了。）

揭題：正確答案到底是怎么一回事呢？今天這節(jié)課我們一起來(lái)揭示其中的秘密。

設(shè)計(jì)意圖：知識(shí)來(lái)源于生活，問(wèn)題產(chǎn)生于實(shí)踐。

2.認(rèn)識(shí)“空間”“占據(jù)”

講解：（指著醬油瓶讓學(xué)生觀察）這是倒醬油的瓶子，它里面空著的部分叫做瓶子的空間，而這個(gè)杯子（出示空杯子）里面空著的部分叫做杯子的空間。

現(xiàn)在我把這杯紫色的水倒進(jìn)這個(gè)杯子里（演示把杯子倒?jié)M水），杯子的空間被水占了，換句話(huà)說(shuō)，燒杯的空間被水給占據(jù)了。

提問(wèn)：生活中這樣的例子還有很多，現(xiàn)在哪位同學(xué)還能用誰(shuí)占據(jù)了誰(shuí)的空間說(shuō)一句話(huà)？

（學(xué)生回答。課前了解到，學(xué)生基本能理解空間和占據(jù)空間，如人占據(jù)了教室的空間，書(shū)占據(jù)了書(shū)包的空間，筆占據(jù)了文具盒的空間等。）

設(shè)計(jì)意圖：三年級(jí)學(xué)生在本課以前并沒(méi)有涉及到“占據(jù)空間”這個(gè)概念，教師有必要在進(jìn)行新課之前引導(dǎo)學(xué)生知道什么是“占據(jù)空間”。改用有色水代替無(wú)色的水，便于全班學(xué)生觀察。

提問(wèn)：同學(xué)們都說(shuō)得很好！現(xiàn)在老師這有一塊小石頭，我想把它放進(jìn)這個(gè)杯子里，你們猜，會(huì)怎么樣？

（學(xué)生根據(jù)常識(shí)會(huì)判斷水會(huì)溢出來(lái)，演示后發(fā)現(xiàn)果然如此。）

提問(wèn)：如果我現(xiàn)在取出石塊，杯子里的水會(huì)怎么樣，為什么？

（學(xué)生各抒已見(jiàn)。）

小結(jié)：看來(lái)，在一個(gè)裝滿(mǎn)水的杯子里，石塊要占據(jù)空間，水就必須跑出來(lái)。

（教師拿出另一個(gè)盛有溢出來(lái)的水的杯子，和這杯水對(duì)比供學(xué)生觀察。）

設(shè)計(jì)意圖：滲透物質(zhì)不能同時(shí)占據(jù)同一空間的觀念。物質(zhì)要占據(jù)空間，必須排擠原來(lái)的物質(zhì)。

3.初步感知空氣占據(jù)空間——紙不濕的秘密

提問(wèn)：剛才，我們講的都是看得見(jiàn)、摸得著的物體占據(jù)空間，那么看不見(jiàn)、摸不著的空氣占據(jù)空間嗎？

（學(xué)生猜測(cè)，之后教師吹大一個(gè)氣球，然后詢(xún)問(wèn)學(xué)生的意見(jiàn)，通常會(huì)有學(xué)生認(rèn)為空氣占據(jù)空間，也會(huì)有不同意見(jiàn)。）

設(shè)計(jì)意圖：利用氣球讓學(xué)生初步感知空氣占據(jù)空間。

提問(wèn)：通過(guò)剛才吹氣球，大部分同學(xué)都認(rèn)為空氣是占據(jù)空間的。老師這里有1張紙和1個(gè)玻璃杯（出示），現(xiàn)在，我把紙緊塞在玻璃杯底，并把杯子倒過(guò)來(lái)豎直扣在水中，把杯子浸沒(méi)，再豎直取出（教師演示方法，并不實(shí)際操作），杯子里面的紙會(huì)濕嗎？

（學(xué)生回答。通常會(huì)有學(xué)生猜測(cè)紙沒(méi)有濕，教師則讓他們說(shuō)明理由，如因?yàn)楸永锩嬗锌諝飧糁＃?/p>

講解：如果真像有的同學(xué)說(shuō)的紙沒(méi)有濕，就請(qǐng)大家完成第二步實(shí)驗(yàn)，再次把杯子豎直倒扣水中，杯子口不能離開(kāi)水面，想辦法讓紙變濕，同時(shí)注意觀察還有什么其他發(fā)現(xiàn)。做這個(gè)實(shí)驗(yàn)有三個(gè)規(guī)則。

（課件出示規(guī)則：紙?jiān)诓ＡП滓欢ㄒo，不要掉下來(lái)；扣杯子和提出杯子的時(shí)候，一定要豎直，不能傾斜；做讓紙變濕的實(shí)驗(yàn)時(shí)，同樣也要豎直倒扣入水中，杯口不能離開(kāi)水面。）

談話(huà)：如果明白了實(shí)驗(yàn)方法，就請(qǐng)各組材料員上臺(tái)領(lǐng)材料，開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。

（學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，教師巡視指導(dǎo)。）

交流：現(xiàn)在哪個(gè)小組說(shuō)一下，通過(guò)剛才的實(shí)驗(yàn)，你發(fā)現(xiàn)了什么？

（學(xué)生通過(guò)親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，把紙塞在玻璃杯底，豎直倒扣在水中，浸沒(méi)水中后取出，紙沒(méi)有濕。他們的理由通常是：水沒(méi)有進(jìn)入杯子中；里面有空氣；空氣占據(jù)空間等。他們還發(fā)現(xiàn)，杯子豎直倒扣入水中，杯口不離開(kāi)水面的情況下，要想紙變濕，只能把杯口傾斜，看到從杯中有氣泡冒出，紙就變濕了。他們的理由通常是：有氣泡冒出，說(shuō)明有空氣跑出來(lái)了；空氣出來(lái)水就進(jìn)去了，紙就濕了；空氣占據(jù)了空間，空氣出來(lái)了，水就進(jìn)去了。）

設(shè)計(jì)意圖：通常，“紙不濕”實(shí)驗(yàn)中，因?yàn)橛兴糁瑢W(xué)生不能明確看到杯子里是不是有空氣存在，又因?yàn)榍懊嬗袣馇驅(qū)嶒?yàn)證明了空氣占據(jù)空間為鋪墊，大多數(shù)學(xué)生對(duì)空氣占據(jù)空間知識(shí)沒(méi)有否認(rèn)，但又感覺(jué)說(shuō)服力不夠。“紙變濕”實(shí)驗(yàn)中，大多數(shù)學(xué)生已經(jīng)能說(shuō)出看到“有氣泡冒出來(lái)”“水進(jìn)杯子里了”等比較直觀的現(xiàn)象，進(jìn)而聯(lián)系到空氣占據(jù)空間的相關(guān)知識(shí)。

4.初步體驗(yàn)空氣占據(jù)空間——乒乓球的位置

提問(wèn)：老師這里有一個(gè)乒乓球，乒乓球是浮在水上面的，（演示）現(xiàn)在老師用這個(gè)玻璃杯把乒乓球豎直倒扣在水槽中，把杯子浸沒(méi)，乒乓球會(huì)在什么位置？為什么這樣猜測(cè)？

（學(xué)生回答。老師提示他們說(shuō)出猜測(cè)的理由。）

提問(wèn)：如果老師想讓乒乓球到水面、水中、水底任何一個(gè)位置，你有辦法嗎？

（學(xué)生回答后，教師出示要求：杯子一定要豎直把乒乓球倒扣在水中；在杯口不離開(kāi)水面的原則下，想辦法得到這三種結(jié)果。）

談話(huà)：明白了實(shí)驗(yàn)方法，就請(qǐng)材料員上臺(tái)領(lǐng)材料。開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。

（學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，教師巡視指導(dǎo)。）

交流：誰(shuí)說(shuō)一下，通過(guò)剛才的實(shí)驗(yàn)，你發(fā)現(xiàn)了什么？實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了什么？

（學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)會(huì)發(fā)現(xiàn)，把杯子豎直倒扣在水中，看到乒乓球“沉”在杯口；在杯口不離開(kāi)水面的情況下，傾斜杯子，看到有氣泡冒出，同時(shí)也看到水進(jìn)去了，可以使乒乓球浮到杯子中間、杯底。他們的理由通常是：乒乓球“沉”在杯口，說(shuō)明杯子的空間被空氣占據(jù)著；傾斜杯子，看到有氣泡冒出，說(shuō)明空氣跑出來(lái)讓出了杯子的空間，水進(jìn)去了，乒乓球就慢慢改變了原來(lái)的位置。）

設(shè)計(jì)意圖：如果說(shuō)“紙不濕”的實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生對(duì)空氣占據(jù)空間這個(gè)概念還不能太理解，那么“乒乓球的位置”的實(shí)驗(yàn)就使得學(xué)生對(duì)這一概念確信無(wú)疑了。學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的熟練程度在提高，實(shí)驗(yàn)結(jié)論的準(zhǔn)確性得到保障。至此，學(xué)生已經(jīng)順利地達(dá)成了本課“認(rèn)識(shí)空氣占據(jù)空間”這個(gè)學(xué)習(xí)目標(biāo)了。

5.驗(yàn)證空氣占據(jù)空間——吹不大的氣球

提問(wèn)：剛才我們用實(shí)驗(yàn)證明了空氣占據(jù)空間，把這個(gè)氣球吹大也證明了空氣占據(jù)空間（出示氣球）。現(xiàn)在，老師要把這個(gè)氣球放入瓶子里，再把氣球口反套在這個(gè)塑料瓶口上（演示），你還能把氣球吹大嗎？

（學(xué)生思考后回答，老師提示他們說(shuō)出自己的理由。）

談話(huà)：老師今天為每個(gè)小組都準(zhǔn)備了一個(gè)這樣的裝置，請(qǐng)材料員拿出來(lái)，在小組內(nèi)分別試一試。

（學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，教師巡視。）

交流：通過(guò)剛才的實(shí)驗(yàn)，你有什么發(fā)現(xiàn)？并說(shuō)說(shuō)理由。

（學(xué)生有了親身體會(huì)，很容易發(fā)現(xiàn)：吹氣球時(shí)很費(fèi)力，吹不大；根本吹不進(jìn)去，嘴里憋足了氣卻吹不進(jìn)去，很憋悶。有了前面的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，在談及理由時(shí)，他們可能會(huì)認(rèn)為因?yàn)槠孔永锩嬗锌諝猓@個(gè)空間是封閉的，空氣跑不出來(lái)，所以氣球吹不大。）

提問(wèn)：如果要你想辦法把瓶子里的氣球吹大，你會(huì)怎么做？

（學(xué)生結(jié)合前面內(nèi)容的學(xué)習(xí)，基本能夠想到：只有讓里面的空氣跑出來(lái)，才能把氣吹進(jìn)去，把氣球吹大，這樣就需要給瓶子扎幾個(gè)小孔，方便瓶子里的空氣出來(lái)。為了安全，老師事先準(zhǔn)備好扎了孔的裝置。之后，請(qǐng)學(xué)生上臺(tái)演示。瓶子扎孔后，氣球很容易吹大。）

設(shè)計(jì)意圖：脫離了水的干擾，用“吹不大的氣球”實(shí)驗(yàn)，直觀地讓學(xué)生觀察到瓶子里的空氣跑不出去，所以氣球吹不大。到這里，更多的學(xué)生真切地發(fā)現(xiàn)，只有瓶?jī)?nèi)空氣讓出空間，才能把氣體吹進(jìn)氣球，才能把氣球吹大。

6.全課小結(jié)，拓展應(yīng)用

小結(jié)：通過(guò)今天的研究，大家已經(jīng)知道了空氣占據(jù)空間。我們發(fā)現(xiàn)，空氣被密封在一個(gè)空間里，不能跑出，其他物質(zhì)要占據(jù)空間，必須排擠原來(lái)的物質(zhì)，因?yàn)槲镔|(zhì)不能同時(shí)占據(jù)同一空間。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生已經(jīng)認(rèn)識(shí)到空氣占據(jù)空間，認(rèn)可了物質(zhì)不能同時(shí)占據(jù)同一空間這一原理。教師的小結(jié)起到畫(huà)龍點(diǎn)睛、總結(jié)全課知識(shí)的作用。

7.課后延伸

提問(wèn)：現(xiàn)在回過(guò)頭來(lái)看看上課前的這個(gè)裝置，請(qǐng)大家用我們今天學(xué)過(guò)的知識(shí)解釋一下，醬油為什么不能很好地進(jìn)入這個(gè)醬油瓶？

（學(xué)生回答，他們想到的辦法通常是往上提一下漏斗，在漏斗與瓶口間留出縫隙，便于空氣出來(lái)。）

提問(wèn)：如果不提漏斗，你還有什么方法讓醬油順利地流進(jìn)這個(gè)瓶子？

（希望學(xué)生能根據(jù)所學(xué)知識(shí)，在紙上面一畫(huà)，或者用橡皮泥捏一捏，想出更多更好的辦法，如改變漏斗頸部的圓形形狀，換成其他形狀。）

提問(wèn)：（出示實(shí)驗(yàn)材料：橡皮泥1塊、吸管2支、有大半瓶水的瓶子1個(gè)）利用這些材料，你能不能設(shè)計(jì)一個(gè)讓瓶子中的水上升并流出的裝置？你能說(shuō)出其中蘊(yùn)含的科學(xué)道理嗎？

（要求學(xué)生課后從兩個(gè)作業(yè)中任選一個(gè)完成，下節(jié)課進(jìn)行展示、交流。）

設(shè)計(jì)意圖：科學(xué)知識(shí)源于生活，用于生活，一節(jié)課的結(jié)束是學(xué)習(xí)另一個(gè)新知識(shí)的起點(diǎn)，科學(xué)探究永無(wú)止境。

（本文導(dǎo)入環(huán)節(jié)參考了浙江省嘉興市吳建偉老師的相關(guān)設(shè)計(jì)。）