《空氣能占據空間嗎》教學片段與分析

謝輝 張思琴

摘要《空氣能占據空間嗎》是“空氣”單元中的一課?？諝馐欠裾紦臻g這個問題對于三年級的學生來說，會存在一些爭議。本節課主要以聚焦問題、發現矛盾、證明矛盾、檢驗矛盾為主線進行整個流程的設計，根據學生的思維、立場進行教學，逐步展開討論，讓學生明白空氣和其他物質一樣，能夠占據空間。

關鍵詞 空氣 空間 教學分析

中圖分類號：G424文獻標識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.24.036

Teaching Clips and Analysis of"Can air occupy space"

XIE Hui， ZHANG Siqin

（Primary School Affiliated to Tongji Medical College， Huazhong University of Science and Technology， Wuhan， Hubei 430030）

Abstract： "Can air occupy space？" is a lesson in the "air" unit. Whether air occupies space will be contro？ versial for third graders. This lesson mainly focuses on the design of the whole process， focusing on problems， discovering contradictions， proving contradictions and testing contradictions. Teaching is carried out according to students’ thinking and position， and discussion is carried out step by step， so that students can understand that air can occupy space like other substances.

Keywords： air； space； teaching analysis

教學分析

《空氣能占據空間嗎》是“空氣”單元中的一課，通過之前的學習，學生已經感受到空氣的存在，本課通過系列活動，在學生認識了空氣確實存在的基礎上，讓學生明白空氣和其他物質一樣，能夠占據空間。

空氣是否和其他物質一樣，占據空間呢？這個問題對于三年級的學生來說，會存在一些爭議，雖然他們在一年級下冊曾經用占據空間這個解釋去理解形狀，體驗過在一個固定的盒子里放入不同的螺母、木塊、乒乓球等，理解這些看得見、摸得著的物體會占據空間是容易的，但對于理解空氣也會占據空間，是存在一定難度的。

回顧導入，聚焦問題

師：空氣雖然看不見、摸不著，但它無處不在，教室里、校園里，甚至無形地包圍著整個地球。我們也知道了，它跟之前學習過的固體的特性一樣，都是物質。固體占領的地方（出示一個固體物件，往上面倒水），水進不去；（出示一個空杯子）空氣在的地方，水卻能進去（邊說邊演示）。

固體能占據空間，而空氣不能，是這樣的嗎？那就讓我們一起去探究吧！

設計意圖：開課以鞏固固體的特點開始，與下文對空氣的特點的學習形成對比，有利于三年級學生對于新知識的理解與掌握。

師：我們都知道，紙遇水會變濕。假如把紙團粘在杯子底部，然后將杯子倒扣在水里，里面的紙團會濕嗎？

（組織學生看視頻——壓杯入水實驗一，如圖1，觀察現象，并記錄在活動手冊上：畫出杯子內水的變化。實驗方法：首先將一張紙捏成紙團，塞進杯子的底部，然后將杯子倒扣在水槽中的水面上，如A所示，在活動手冊上完成內容；接著用手將杯子豎直壓入水槽中，直至底部，如B所示，完成活動手冊上的內容。）

師：你們觀察到了什么？你們想知道什么？

（播放后半段視頻。）

生：水槽水位升高了，杯子里的水位卻沒有升得那么高。

生：杯子里進去了一點水，我想知道紙團有沒有濕，為什么杯子內沒進滿水？

師：把紙團拿出來會發現它沒濕，為什么會這樣？

生：杯子里有空氣，水就進不去。

生：空氣待的地方水進不去。

生：杯子里都裝滿了空氣，水進不去。

設計意圖：開課用簡單的實驗視頻直接導入教學，既激發了學生的學習興趣，也給學生埋下了疑問的種子：為什么杯子中的紙團沒有濕呢？是什么原因導致水進不去杯子中呢？為后面的深入學習作好鋪墊。

探索問題，解決矛盾

師：將杯子壓入水槽中，杯子中的紙團沒有濕，說明水進不去；跟剛剛往空杯子里倒水，水卻進去了。這兩種情況有什么不同？

生：一個空氣有出口，一個空氣沒有出口。因為第一個杯子是敞開的，空氣“跑”出去了，水就進去了；而第二個杯子倒扣在水里了，空氣“跑”不出去，水也就進不去。

師：真是這樣的嗎？你怎么知道空氣“跑”出去了？

生：通過前面的學習我們已經知道：水沸騰后，水里會不斷冒泡泡，上升并且破裂，氣體（水蒸氣）就會“跑”出去，就會看到有氣泡出現！

師：那么現在我們借用一個裝置來證明：空氣“跑”出去，水進來的實驗?。ǔ鍪緦嶒炑b置的各個部分，如圖2）請你們說出組裝的流程方法與該裝置的設計目的。

生：該裝置有兩個出口，一個被氣球堵住了，為了防止空氣“跑”出去；一個是漏斗，進水出氣的口子；漏斗下面連通的是滴管，便于觀察水的進量。

（學生小組合作，動手實驗，完成實驗記錄單，交流分享。）

生：滴管處慢慢進水后，氣球鼓起來了，當氣球不再變大了，滴管處也就不再進水了。當捏一下氣球后，漏斗里水面上冒出泡泡并破裂，滴管處又開始進水了，重復幾次都是這樣的。

師：你能做出自己的解釋嗎？

生：當瓶子里的空氣出去后，水才能進入瓶內，說明空氣占據了瓶子內的空間。

設計意圖：此過程中，教師不直接出示組裝好的裝置器材，而是將裝置的各個部分展示給學生，讓學生根據自己的想法與創造力進行組裝。這不僅要求學生對本節課的內容進行有效的設計，而且符合了小學生在科學課上STEM內容的實施與呈現，有效開展富有創造力的科學課。

檢驗矛盾，總結課堂

師：這就對了，空氣“跑”出去了，水才能進來。那么，既然是對的，請你們接下來檢驗——壓杯入水實驗二，并且完成活動手冊上的內容，畫出杯子內水的變化。

（學生領取實驗材料——底部鉆有小孔的杯子，然后實驗：按住小孔，壓杯入水；松開手指，觀察變化。）

師：你的實驗現象是怎么樣的？

生：松開手指以后，杯子中水面變高了，水“跑”到杯子里面了，空氣被水擠出了小孔，紙團濕了。

生：紙團濕了！果然跟預想的一樣。因為有出口（小孔），空氣“跑”出去了，水就進杯子了，所以紙團就會濕！

師：怪不得豎著倒扣杯子，壓杯入水，紙團不會濕呢！原來空氣跟固體一樣，占據了空間，水就進不來。

設計意圖：整節課的新知教學，由視頻開始，到學生實操，再到最后各自的檢驗，學生能通過不同的方式方法進行完整的探究活動，獲取相關聯的內容?；顒有问截S富有趣，從不同層面激勵著學生。從開始的感知知識，到后面親自動手實踐獲得知識；從產生矛盾到解決矛盾，再到最后的檢驗矛盾，逐層遞進式的學習，使得學生學習起來既有趣又輕松。這樣真正實現了學生自主學習，發散了學生的思維。

拓展延伸，聯系實際

師：那么學習了今天的知識，你們能幫老師把這個氣球吹大嗎？你們有什么好的辦法？

生：打開瓶蓋，對著瓶內吹氣，觀察瓶中的氣球變化。

（學生實踐——比吹氣球。）

師：生活中，很多地方用到了空氣占據空間這一原理，比如：氣墊船、快遞盒內的空氣袋等。

回到最開始壓杯入水實驗一，水進去了杯子一點點，為什么？把杯子正過來，杯口里又有點水珠，這又是怎么回事？

生：瓶口的空氣“跑”出去了一點點，水也就進去了一點點。

生：可能是空氣還會被壓縮一點。

生：杯口比較大，且杯壁比較光滑，水的表面張力，使水“跑”進去了一點。

教學總結

本節課主要以聚焦問題、發現矛盾、證明矛盾、檢驗矛盾為主線進行整個流程的設計，各個環節環環相扣，能夠根據學生的思維、立場進行教學，逐步展開討論，知道空氣能夠占據空間。在實施過程中分為以下幾個板塊：

聚焦板塊，通過讓學生預測“把紙團粘在杯子底部，然后將杯子豎直倒扣到水里，里面的紙團會濕嗎”，引出研究空氣能否占據空間的問題。

探索板塊，包括壓杯入水、打孔觀察和打氣觀察三個主要環節，通過研討活動，學生認識到壓杯入水實驗中紙團不會濕是因為空氣占據了杯內的空間；打孔觀察實驗中紙團完全浸濕了是因為水進入了杯子內，水填補了原本被空氣占據的空間；打氣觀察實驗中讓學生認識到打氣筒把空氣重新灌入杯子，剛才被水占據的空間，又重新被空氣占據。

由于，打氣觀察這個環節，難以做到很好的密封性，于是教師將此環節換成了水氣爭霸的觀察；通過對塑料瓶的改裝，添加噴嘴交通氣球、漏斗連接滴管，整個合而為一，形成一個新的教具。學生通過滴管處水的進入、氣球的脹大、滴管停止進水、漏斗的水面氣泡的觀察，逐步形成新的概念：空氣進去的地方，在沒有出路的情況下，水進不去；水進去了后，空氣就會出來。進而，鞏固概念——空氣能占據空間。

研討板塊，在研討活動中教師帶領學生進行深入、充分的論證交流，讓學生認識到空氣能占據空間。

拓展板塊，通過挑戰活動，讓學生利用空氣把瓶中的水擠出來。這有助于幫助學生進一步認識和理解空氣和其他物質一樣，也會占據空間。此外，為了避免水噴濺出去，所以直接換成“吹不大的氣球”這個活動，學生要把瓶子中的空氣擠出去，氣球才能慢慢吹大，進一步幫助他們理解：空氣會占據空間。