《空气能占据空间吗》教学片段与分析

谢辉 张思琴

摘要《空气能占据空间吗》是“空气”单元中的一课。空气是否占据空间这个问题对于三年级的学生来说，会存在一些争议。本节课主要以聚焦问题、发现矛盾、证明矛盾、检验矛盾为主线进行整个流程的设计，根据学生的思维、立场进行教学，逐步展开讨论，让学生明白空气和其他物质一样，能够占据空间。

关键词 空气 空间 教学分析

中图分类号：G424文献标识码：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

教学分析

《空气能占据空间吗》是“空气”单元中的一课，通过之前的学习，学生已经感受到空气的存在，本课通过系列活动，在学生认识了空气确实存在的基础上，让学生明白空气和其他物质一样，能够占据空间。

空气是否和其他物质一样，占据空间呢？这个问题对于三年级的学生来说，会存在一些争议，虽然他们在一年级下册曾经用占据空间这个解释去理解形状，体验过在一个固定的盒子里放入不同的螺母、木块、乒乓球等，理解这些看得见、摸得着的物体会占据空间是容易的，但对于理解空气也会占据空间，是存在一定难度的。

回顾导入，聚焦问题

师：空气虽然看不见、摸不着，但它无处不在，教室里、校园里，甚至无形地包围着整个地球。我们也知道了，它跟之前学习过的固体的特性一样，都是物质。固体占领的地方（出示一个固体物件，往上面倒水），水进不去；（出示一个空杯子）空气在的地方，水却能进去（边说边演示）。

固体能占据空間，而空气不能，是这样的吗？那就让我们一起去探究吧！

设计意图：开课以巩固固体的特点开始，与下文对空气的特点的学习形成对比，有利于三年级学生对于新知识的理解与掌握。

师：我们都知道，纸遇水会变湿。假如把纸团粘在杯子底部，然后将杯子倒扣在水里，里面的纸团会湿吗？

（组织学生看视频——压杯入水实验一，如图1，观察现象，并记录在活动手册上：画出杯子内水的变化。实验方法：首先将一张纸捏成纸团，塞进杯子的底部，然后将杯子倒扣在水槽中的水面上，如A所示，在活动手册上完成内容；接着用手将杯子竖直压入水槽中，直至底部，如B所示，完成活动手册上的内容。）

师：你们观察到了什么？你们想知道什么？

（播放后半段视频。）

生：水槽水位升高了，杯子里的水位却没有升得那么高。

生：杯子里进去了一点水，我想知道纸团有没有湿，为什么杯子内没进满水？

师：把纸团拿出来会发现它没湿，为什么会这样？

生：杯子里有空气，水就进不去。

生：空气待的地方水进不去。

生：杯子里都装满了空气，水进不去。

设计意图：开课用简单的实验视频直接导入教学，既激发了学生的学习兴趣，也给学生埋下了疑问的种子：为什么杯子中的纸团没有湿呢？是什么原因导致水进不去杯子中呢？为后面的深入学习作好铺垫。

探索问题，解决矛盾

师：将杯子压入水槽中，杯子中的纸团没有湿，说明水进不去；跟刚刚往空杯子里倒水，水却进去了。这两种情况有什么不同？

生：一个空气有出口，一个空气没有出口。因为第一个杯子是敞开的，空气“跑”出去了，水就进去了；而第二个杯子倒扣在水里了，空气“跑”不出去，水也就进不去。

师：真是这样的吗？你怎么知道空气“跑”出去了？

生：通过前面的学习我们已经知道：水沸腾后，水里会不断冒泡泡，上升并且破裂，气体（水蒸气）就会“跑”出去，就会看到有气泡出现！

师：那么现在我们借用一个装置来证明：空气“跑”出去，水进来的实验！（出示实验装置的各个部分，如图2）请你们说出组装的流程方法与该装置的设计目的。

生：该装置有两个出口，一个被气球堵住了，为了防止空气“跑”出去；一个是漏斗，进水出气的口子；漏斗下面连通的是滴管，便于观察水的进量。

（学生小组合作，动手实验，完成实验记录单，交流分享。）

生：滴管处慢慢进水后，气球鼓起来了，当气球不再变大了，滴管处也就不再进水了。当捏一下气球后，漏斗里水面上冒出泡泡并破裂，滴管处又开始进水了，重复几次都是这样的。

师：你能做出自己的解释吗？

生：当瓶子里的空气出去后，水才能进入瓶内，说明空气占据了瓶子内的空间。

设计意图：此过程中，教师不直接出示组装好的装置器材，而是将装置的各个部分展示给学生，让学生根据自己的想法与创造力进行组装。这不仅要求学生对本节课的内容进行有效的设计，而且符合了小学生在科学课上STEM内容的实施与呈现，有效开展富有创造力的科学课。

检验矛盾，总结课堂

师：这就对了，空气“跑”出去了，水才能进来。那么，既然是对的，请你们接下来检验——压杯入水实验二，并且完成活动手册上的内容，画出杯子内水的变化。

（学生领取实验材料——底部钻有小孔的杯子，然后实验：按住小孔，压杯入水；松开手指，观察变化。）

师：你的实验现象是怎么样的？

生：松开手指以后，杯子中水面变高了，水“跑”到杯子里面了，空气被水挤出了小孔，纸团湿了。

生：纸团湿了！果然跟预想的一样。因为有出口（小孔），空气“跑”出去了，水就进杯子了，所以纸团就会湿！

师：怪不得竖着倒扣杯子，压杯入水，纸团不会湿呢！原来空气跟固体一样，占据了空间，水就进不来。

设计意图：整节课的新知教学，由视频开始，到学生实操，再到最后各自的检验，学生能通过不同的方式方法进行完整的探究活动，获取相关联的内容。活动形式丰富有趣，从不同层面激励着学生。从开始的感知知识，到后面亲自动手实践获得知识；从产生矛盾到解决矛盾，再到最后的检验矛盾，逐层递进式的学习，使得学生学习起来既有趣又轻松。这样真正实现了学生自主学习，发散了学生的思维。

拓展延伸，联系实际

师：那么学习了今天的知识，你们能帮老师把这个气球吹大吗？你们有什么好的辦法？

生：打开瓶盖，对着瓶内吹气，观察瓶中的气球变化。

（学生实践——比吹气球。）

师：生活中，很多地方用到了空气占据空间这一原理，比如：气垫船、快递盒内的空气袋等。

回到最开始压杯入水实验一，水进去了杯子一点点，为什么？把杯子正过来，杯口里又有点水珠，这又是怎么回事？

生：瓶口的空气“跑”出去了一点点，水也就进去了一点点。

生：可能是空气还会被压缩一点。

生：杯口比较大，且杯壁比较光滑，水的表面张力，使水“跑”进去了一点。

教学总结

本节课主要以聚焦问题、发现矛盾、证明矛盾、检验矛盾为主线进行整个流程的设计，各个环节环环相扣，能够根据学生的思维、立场进行教学，逐步展开讨论，知道空气能够占据空间。在实施过程中分为以下几个板块：

聚焦板块，通过让学生预测“把纸团粘在杯子底部，然后将杯子竖直倒扣到水里，里面的纸团会湿吗”，引出研究空气能否占据空间的问题。

探索板块，包括压杯入水、打孔观察和打气观察三个主要环节，通过研讨活动，学生认识到压杯入水实验中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内，水填补了原本被空气占据的空间；打气观察实验中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。

由于，打气观察这个环节，难以做到很好的密封性，于是教师将此环节换成了水气争霸的观察；通过对塑料瓶的改装，添加喷嘴交通气球、漏斗连接滴管，整个合而为一，形成一个新的教具。学生通过滴管处水的进入、气球的胀大、滴管停止进水、漏斗的水面气泡的观察，逐步形成新的概念：空气进去的地方，在没有出路的情况下，水进不去；水进去了后，空气就会出来。进而，巩固概念——空气能占据空间。

研讨板块，在研讨活动中教师带领学生进行深入、充分的论证交流，让学生认识到空气能占据空间。

拓展板块，通过挑战活动，让学生利用空气把瓶中的水挤出来。这有助于帮助学生进一步认识和理解空气和其他物质一样，也会占据空间。此外，为了避免水喷溅出去，所以直接换成“吹不大的气球”这个活动，学生要把瓶子中的空气挤出去，气球才能慢慢吹大，进一步帮助他们理解：空气会占据空间。