空气占据空间吗实验改进

任春 杨岩

摘要：对科教版小学科学“空气占据空间吗”实验中的不足进行分析，并对此实验方案进行改进，对比说明改进后的优点。

关键字：学生;空气 ;实验改进

中图分类号：A 文献标识码：A

“空气占据空间吗”一节选自科教版小学科学三年级上册第二单元《空气》第二课。本课内容主要包括“压杯入水”、“打孔观察”和“打气观察”三个主要环节。[1]在教学中，教师应突出实验设计的创新，改进和完善实验方案，增加科学性、准确性和可视性。[2]笔者在实施教材实验过程中，发现了一些不足之处，为了帮助学生建立科学知识和生活的链接，利于培养学生的探究能力、创新能力、科学核心素养，故进行实验方案的改进。

一、教材实验方案分析

教材实验通过“压杯入水”让学生认识到纸团不会湿是因为空气占据了杯内的空间;“打孔观察”实验中纸团完全浸湿了是因为水进入了杯子，水填补了原本被空气占据的空间;“打气观察”实验让学生认识到打气筒把空气重新灌入杯子，刚才被水占据的空间，又重新被空气占据。存在问题主要由以下三个方面：[3]

①“压杯入水”进行前要在杯底粘上纸团，如果粘不牢纸容易掉落在水中，如果粘太牢后续实验中又不容易取纸进行观察。实验后进行取纸观察纸未湿，但由于杯子进入水中，杯内壁沾有水，从瓶底内取出纸的过程很容易碰到杯内壁造成纸湿了，影响实验的观测结果，造成视觉混淆。

②“打孔观察”前需在杯底扎一个小孔后再把杯子压入水中，学生周围缺乏尖利物品，不易找到可以把杯底扎破的物品，学生动手处理打孔的大小也不好控制。

③“打气观察”过程中要打气筒连着球针，把球针的进气口对准打气筒的出气口，针孔之间要对准，用打气筒固定好球针，再把球针插入到杯底的洞中进行打气，在实际操作过程中对于三年级的学生来说比较有难度。而且整个实验装置的密闭性无法控制，在打气的同时也在漏气造成水面的高度持续不定，无法准确的画下高度。

二、教材实验方案改进与效果

根据上述问题，笔者在实际教学中进行实验改进，效果明显。

①“压杯入水”过程用剪了去底的塑料瓶子代替原实验中的塑料杯，取材容易，方便观察。免去了拿胶粘纸、放纸的步骤，直接拧开塑料瓶盖子将纸放在洞口处，取出纸巾检查是否湿时可以直接拧开塑料瓶盖子，避免了纸从杯底取出碰到杯壁水珠的情况，现象明显。

②免去了“打孔”的过程，进行第二次压杯入水时可以直接去掉瓶盖子，不仅降低了实验难度，而且过程安全快捷。

③“打气观察”过程选择一次性输液器的部分结构代替球针，用输液器中的流量调节器中控制整个实验装置的空气的进与出，学生对流量调节器的结构比较熟悉，明确打完气时立刻关闭，就使整个装置处于密闭的状态，方便记录此时水面高度，学生操作简单，用真实的数据揭示背后的原理，具有说服力。（见图1）

三、总结

实验改进后的材料造价低廉，是生活中常见的物品，本着废物再利用的原则可以被推广使用，增强学生环保意识。整个装置安全方便，具有较强的趣味性和观赏性，各个环节流畅现象明显，符合三年级学生的求知心理，也能提高合作探究能力。有层次的实验设计使学生的思考循序渐进，实验探究一环套一环，学生的理解逐层深入，理论的得出是深入浅出。学生能自主發现三个不同实验后空气和水位发生变化，并分析思考、用数据推理解释背后的原因，充分演绎了科学家类似的实验探究过程，利于培养学生科学核心素养的发展。

参考文献等

[1] 罗吉芬， 《空气占据空间吗》说课. 小学科学（教师版）， 2015（03）： 第58页.

[2] 宋保家， 改进教材实验 培养学生批判性思维 [j].实验教学与仪器，2019，（2）;12-13

[3] 童海云， 《空气》单元教材分析和教学建议. 湖北教育（科学课）， 2019（05）： 第32-34页.