（依据学科课程标准的要求，简述本单元（或主题）学习对学生学科素养发展的价值；简要说明教学设计与实践的理论基础。学习单元可以按教材内容组织，也可以按学科学业发展和学科核心素养发展的进阶来组织，还可以按真实情境下的学习任务跨学科组织。）
单元（或主题）学习目标与重点难点
能用各种证据证明空气占据空间、有质量。通过压缩、加热、测量等方法，概括空气的性质。能结合模型图，解释大自然中的风是由于空气的循环流动形成的。能够列举空气的性质在生产生活中运用的实例
单元（或主题）整体教学思路（教学结构图）
（介绍单元整体教学实施的思路，包括课时安排、教与学活动规划，以结构图等形式整体呈现单元内的课时安排及课时之间的关联。）
序号
课题
课时
1
空气占据空间吗
2
空气有质量吗
3
热空气和冷空气
5
第1课时教学设计（其他课时同）
课型
新授课□章/单元复习课□专题复习课□
习题/试卷讲评课□学科实践活动课□其他□
1.教学内容分析
本课教学内容分四个部分：第一部分，这是一个导入活动，让学生思考“盒子里装不进粉笔”和“水杯里倒不进水”的原因，从粉笔和水占据空间的事实，引发学生猜想空气是否也占据空间。第二部分，研究空气是否占据空间，以此验证导入活动引发的猜想是否正确。教材选取了三个简单易做的经典实验，让学生充分感知“水漏不下去”“纸团不会湿”“气球吹不大”的现象，认识空气也像固体、液体一样，具有占据空间的性质。第三部分，挤压注射器里的空气，通过活塞位置的变化和手的感觉，感受空气在密闭的容器里可以被压缩，压缩空气有弹性。第四部分，通过阅读图片了解人们在生产生活中对压缩空气的利用。
2.学习者分析
由于学生在低年级已经了解空气的存在及颜色、状态、气味等特征，因此空气对学生来讲是一种非常熟悉的物质。本课带领学生认识空气不易察觉的性质——占据空间。学生对“空间”这个词很陌生，更缺乏理解。本课要帮助学生建立起“空间”和“物体占据空间”的概念。
3.学习目标确定
（根据国家课程标准和学生实际，指向学科核心内容、学科思想方法、学科核心素养的发展进阶，描述学生经历学习过程后应达成的目标和学生应能够做到的事情。可分条表述）
能用不同的实验方法证明空气占据空间。能从具体现象中提出问题，作出猜想，能依据证据概括空气占据空间的性质。在玩注射器的活动中，认识空气可以被压缩，压缩空气有弹性。能够列举压缩空气在生产生活中应用的实例。
4.学习重点难点
重点：认识空气占据空间、可以被压缩的性质。难点：认识压缩空气有弹性的性质。
5.学习评价设计
（从知识获得、能力提升、学习态度、学习方法、思维发展、价值观念培育等方面设计过程性评价的内容、方式与工具等，通过评价持续促进课堂学习深入，突出诊断性、表现性、激励性。体现学科核心素养发展的进阶，课时的学习评价是单元学习过程性评价的细化，要适量、适度，评价不应中断学生学习活动，通过学生的行为表现判断学习目标的达成度）
6.学习活动设计
教师活动
学生活动
环节一：（根据课堂教与学的程序安排）
教师活动1
一、创设情境，引入课题
1、谈话：同学们，你们听过乌鸦喝水的故事吗？聪明的乌鸦是怎么喝到水的？我们也来学学乌鸦，把小石子放入瓶里，水会怎么样？（水会上升）如果老师不断放入石子，会怎么样？（水会不断上升）为什么？（因为石子占据了水的空间，所以将水挤上来了。）板书：占据空间
2、出示装满沙子、水的杯子问：什么物质占据杯子的空间？（沙子、水）
那么空气会占据空间吗？这节课我们就一起来研究。板书课题
（设计意图：以学生已有的知识经验导入课题，有利于激发学生的学习积极性。）
学生活动1
这是一个导入活动，引发学生对看不见、摸不着的空气是否占据空间的猜想。学会用科学名词（占据空间）表述物体需要占据“地方”，在此基础地上通过实验探究“空气占据空间吗”。
环节二：
（一）空气占据空间
1、“纸的奇遇”
师：我们来做一个有趣的实验。师出示材料：玻璃杯、废纸、水槽，指导学生实验，将纸塞入杯底后，把杯子竖直倒扣入水中，猜想：杯中的纸会不会被水浸湿？
2、小喷壶实验
师：乌鸦能利用小石子把瓶子里的水给漫上来了，你能利用空气让水从瓶子中挤出来吗？怎么做？挤出来的水流入哪里？
投影出示实验要求，学生学生了解后小组内实验。学生观察现象，思考讨论，汇报。
投影出示实验要求，指名学生演示。
小组讨论，交流：观察到什么现象，这种现象说明什么？
学生汇报，全班交流。(吹气球、气垫船、充气浴池、充气淘气堡）
通过实验，同学们对空气的性质有了哪些新的认识？现在你能回答我们刚上课的时候提出的问题吗？
师：你能举例说明“空气占据空间”的实例吗？
（设计意图：通过学生的举例，加深和拓展对知识的理解和运用。）
环节三：
（二）空气占据的空间可以变化
板书：占据空间的大小会变化吗？
1、教师简介注射器（活塞、针筒、刻度）（见过吗？哪里见过？玩过吗？平常都是怎么玩的？今天的玩法很特殊，一定要注意，看看我们怎么玩。）
板书：空气占据空间大小有变化（压缩或扩张）
2、如果我们把空气压了之后会怎么样？用手拉了之后，又会是怎样？给你一张记录纸，你会画吗？
3、空气可以被压缩的性质在生活中得到广泛应用。
4、对于水和空气的相同和不同，你又有了哪些新的认识？
学生回答后投影出示水和空气的相同与不同的维恩图。
A、水占据空间的大小会变化吗？你们准备用什么方法研究？
（1）生回答：用一只注射器，先把水抽进一部分，然后用手指堵住管口，分别用适当的力向下压，向上拉注射器活塞。观察现象
（2）了解实验要求后学生动手实验，教师巡回指导。
（3）汇报实验中观察到的现象：注射器中水占据空间的大小有变化吗？
B、再研究空气占据空间的大小会变化吗？
我们用同样的方法来研究空气，比较空气和水有什么不一样？
动手试画，一名学生板演，解释这样画的理由。
比如：篮球、喷水瓶，生活中，你们还知道哪些地方运用了空气可以被压缩的性质吗？（轮胎，打气筒）
学生回答的基础上教师投影展示实例图片。
活动意图说明
通过挤压注射器里的空气，引导学生发现空气占据的空间变小，认识空气可以被压缩。再让学生根据活塞位置的变化和手的感觉，认识压缩空气有弹性
7.板书设计（板书完整呈现教与学活动的过程，最好能呈现建构知识结构与思维发展的路径与关键点。使用PPT应注意呈现学生学习过程的完整性）
空气占据空间
空气占据空间大小（体积）可以变化（压缩或扩张）
1、空气不仅占据空间，而且占据空间的大小可以变化。（）
2、喷雾器运用了空气可以被压缩的性质。（）
3、空气和水都可以流动但水可以被压缩，空气则不能。（）
（二）、选一选
1、注射器抽进空气，堵住口，用力压活塞，观察活塞会（）
A、推不动B、推到底C、推到一定程度推不动
2、把纸揉皱后，塞入杯底，倒过来，插入水底，纸不会湿的原
因是（）
A、空气没有一定的形状B、空气要占据杯中的空间
C、空气能流动
9.特色学习资源分析、技术手段应用说明（结合教学特色和实际撰写）
10.教学反思与改进（单节课教与学的经验性总结，基于学习者分析和目标达成度进行对比反思，教学自我评估与教学改进设想。课后及时撰写，突出单元整体实施的改进策略，后续课时教学如何运用本课学习成果，如何持续促进学生发展）
第2课时教学设计（其他课时同）
6.教学内容分析
本课是在感知过空气，认识到空气能占据空间，空气可以被压缩之后对空气是否有质量进行探索和求证的一课。要让学生用“质量”一词替换学生常说的“重量”一词，但不需要向学生解释什么是质量。本课先提问学生“空气有质量吗？”暴露学生的前概念，让学生依据自己的生活经验说说自己的想法。在教师的引导下思考用什么方法可以测量空气究竟有没有质量，学生一定能想到用一年级下册《谁轻谁重》一课中用过的天平，让学生思考论证空气有没有质量的具体的方法，并思考在操作过程中影响天平测量结果可靠性的因素，经历探究论证的过程。也可以对工具有更深入的认识，体会到工具能够帮助科学家更好地观察和测量。
7.学习者分析
学生在一年级的时候通过《认识一袋空气》一课观察过空气的基本特征，知道空气是无色透明、会流动、没有固定形状的气体，对于空气有没有质量（学生常说重量）并没有认真思考过，但是根据生活经验会有他自己的想法，要给学生表达自己想法的机会。在一年级下册《谁轻谁重》一课中，学生对天平这种测量工具已经有一个初步的认识，知道天平的倾斜可以反映出轻重，这是本课主要实验的基础，基于轻重的判断学生才能论证空气究竟有没有质量。
8.学习目标确定
科学概念目标1.学生通过探究活动，能说出空气具有一定的质量，但是质量很轻。2.学生通过探究活动，知道质量是空气的基本特征之一，并且通过一定的方式可以被测量。科学探究目标1.学生通过思考并运用科学的方法、选用恰当的工具来测量空气的质量。2.学生通过经历称量过程，了解并思考某些因素会影响称量结果，产生误差，应合理看待实验的数据。科学态度目标1.学生通过探究“空气有质量吗”这一活动，发展进一步研究物体的兴趣和愿望。2.学生通过探究“空气有质量吗”意识到应该尊重事实、实事求是。科学、技术、社会与环境目标1.学生通过探究质量问题的活动了解到不同的测量方法影响测量物体轻重的准确程度。
9.学习重点难点
重点：学生思考提出判断空气是否有质量的方法。难点：学生通过去判断后加入的空气是否有质量去得出空气有质量的结论。
10.学习评价设计
聚焦：聚焦质量问题，观摩操作方法
[材料准备：一年级时用过的简易天平、本课用的简易天平、皮球、绿豆]1.出示一年级实验中用过的简易天平。
2.出示一个皮球，我们也像用回形针一样称一称皮球的质量是多少，只不过今天我们不用回形针，改用绿豆，至于为什么用绿豆，等这节课结束你就知道啦。3.教师演示称皮球的质量。在左盘放入皮球，左边变重，指针向右边偏转，往右盘中慢慢倒入绿豆，当天平开始动起来后变成几颗几颗加，直至天平平衡。
让学生回顾天平的用途。可以比较物体的轻重（天平倾斜的时候），也可以用回形针的数量来表示不同物体的质量（天平平衡的时候）。
让学生说一说：皮球的质量相当于什么？
（预设：皮球的质量相当于右盘里那么多的绿豆的质量。）
探索：思考探究方法，严谨实验论证
[材料准备：简易天平、塑料小碗或纸杯、优质的打气筒、球针、绿豆、皮球、记录单]1.皮球是有质量的，相当于这么多绿豆，木块也是有质量的，相当于（）颗绿豆，这一杯水也是有质量的，相当于（）绿豆(教师事先称过把图加上去)
2.不管你认为空气是有质量的还是没有质量的，都只是你的猜想，科学家他们一开始也在这样猜想，然后他们就去寻找方法证实自己的猜想。3.教师小结方法：我们可以往皮球里打入10筒空气，再放回左边的盘里。4.如果天平左边下降了，说明空气是有质量的。（预设：相当于增加的空气的质量。）5.出示注意点：6.学生活动，教师巡视，并查看学生实验进度，绿豆数量出来的在班级记录表上记下来，展示用。
那么我们这个单元主要在研究的看不见摸不着的空气有没有质量呢？学生思考1分钟，请几位学生回答，并说明理由。
我们也来想一想用我们讲台上放着的这个实验装置怎样去证实我们的猜想？学生思考，并说说自己的想法。（学生如果想不到，适时出示打气筒。）
提问：天平怎么样变化判断空气有质量呢？预设：天平左边倾斜表示空气有质量，天平仍旧平衡说明空气没有质量。
提问：那怎么样让天平再次平衡呢？学生思考并回答如何操作。（预设：加绿豆。）提问：加进去的绿豆的质量相当于什么？
（1）分工明确（观察者所站的位置，人人都要观察下天平的变化），按序进行（不记得步骤的看黑板），测两次，记录数据；（2）轻声交流，动作幅度要小（任何剧烈的行动都会影响天平的平衡）；（3）天平快要平衡的时候绿豆要一颗一颗的加，加得多了就取出，但是一定要记住数量。（4）听到铃声收好材料坐端正。
三、研讨：实验结果和发现[材料准备：班级记录表]1.请全班交流讨论:2.展示全班的实验结论，学生观察每组加的绿豆的数量，说说发现。分析数据不一样的原因。3.指针的偏转不明显，偏转的格数少，加的绿豆数也很少，说明空气的质量很轻很轻。（加5颗左右绿豆，10颗绿豆约0.8克）教师出示事先用电子天平测出来的10筒空气的质量，用数据说明空气质量很轻。四、拓展：解释皮球放气后天平如何变化（预设3分钟）
①实验中发生了什么？和你猜想的结果一样吗？如果不一致,你同意现在的结果吗②根据你的观察，你有什么发现？
7.板书设计（
作业与拓展学习设计
1.下面说法错误的是（）。A.物体的质量可以用天平来测量B.空气也是有质量的，但是质量很轻C.空气的质量就是空气的好差,我们现在的空气质量越来越差了2.一开始天平左边的皮球和右边的绿豆处于平衡状态，往皮球中再充入20筒空气后，下面（）说明空气是有质量的。
11.特色学习资源分析、技术手段应用说明（结合教学特色和实际撰写）
12.教学反思与改进（单节课教与学的经验性总结，基于学习者分析和目标达成度进行对比反思，教学自我评估与教学改进设想。课后及时撰写，突出单元整体实施的改进策略，后续课时教学如何运用本课学习成果，如何持续促进学生发展）
第3课时教学设计（其他课时同）
11.教学内容分析
本课教学内容分四个部分：第一部分，借助纸蛇转动、“热气球”上升，认识热空气怎样流动。第二部分，观察玻璃瓶中烟的流动方向，发现冷热空气流动的路径，认识冷热空气流动的规律。第三部分，制作空气流动简易装置，进一步了解并验证冷热空气流动的规律；再通过暖气片安装在低处、冷藏柜不加盖子的生活场景，引导学生运用实验得出的结论解释其原因。第四部分，借助风的形成模拟图中的信息，让学生推想：由于地面上各个地方冷热程度不同，热空气上升，冷空气补充，所以是空气的循环流动形成了风。然后通过交流制造风的各种方法，让学生知道不但有自然风，还有人造风，人造风可以给生活带来舒适和方便。
12.学习者分析
学生是科学学习和发展的主体，必须依据学生身心发展和学习的特点，充分激发学生的主动意识和进取精神，把学生原有的生活经验提升到应用科学的方法认识物质性质的层面上来。通过二年的学习，三年级学生已经有了学习科学课的基础，也具备了一定的科学学习方法。但对于“热空气比冷空气轻，会上升”的性质学生难以通过感官直接感知，所以本课的教学设计要围绕学生的认知规律来进行，在教师的引导下，通过实验和分析进行认知。
13.学习目标确定
1．知道热空气比冷空气轻，会上升。
2．知道当温度有冷热差别时，空气就会流动。
14.学习重点难点
重点：知道热空气上升，冷空气下沉。热空气上升是因为同体积的热空气比冷空气轻。
难点：通过实验认识冷热空气的流动规律。
15.学习评价设计
一、导入新课
1．师：通过上两课的学习，我们了解了空气的性质，空气除了能占据空间，有质量，还具有什么性质呢？生：会流动。
2师：蜡烛周围的空气被加热了就变成了热空气，热空气会怎样流动呢？这就是我们今天要共同探究的内容《热空气和冷空气》（板书课题）。
师：在每个小组的实验盘中都有一支蜡烛，大家观察蜡烛的四周有什么？（生：空气）
点燃蜡烛后，蜡烛周围的空气有什么变化？（生：变热了）
二、提出问题，合理猜测，实验探究
1．师：蜡烛周围的空气被加热变成了热空气后会怎样流动呢？大家来猜一猜。生：向上、向……
2．师：大家的想法都不错，老师这也有一个想法：点燃一支蜡烛，然后把手放在蜡烛火焰周围的不同方位，感受热风往哪个方向流动。
3．教师演示：模拟热气球上升的实验。
4．师：通过刚才的实验你们发现什么？（学生汇报）
生1：我们发现不点燃蜡烛时，纸蛇不会转，点燃蜡烛后，纸蛇就转动起来了，说明热空气往上流动。
生2：我们发现不点燃蜡烛时，塑料袋是瘪的，点燃蜡烛后塑料袋慢慢鼓起来，然后就飞起来了，说明热空气往上流动。
生3：我们发现不点燃蜡烛时，将手放在蜡烛周围，没有什么感觉，点燃蜡烛后，我们在火焰上方感受到了热风吹到手上的感觉，说明热空气往上流动。
5．师：刚才我们通过观察纸蛇和塑料袋的运动，推测出了空气受热后会上升，我们能用眼睛看到热空气向上流动吗？（生：不能）为什么？（生：因为空气是透明的）
5．小结：说的非常正确，在体积相同的情况下，热空气比冷空气轻，所以热空气就会上升，上升的热空气就推着纸杯往上翘了。
1.要怎样用实验证明我们的猜测呢？请阅读课本P7页，小组讨论，比一比哪个小组想到的方法又好有多。学生小组讨论，汇报讨论结果。
生1：我们小组的想法是：点燃蜡烛，在蜡烛的火焰上方撤一些很轻的碎屑状的东西，观察它们是怎样运动的。
生2：我们小组的想法是：点燃蜡烛，在蜡烛的火焰上方放一个会很轻的会转动的物体。
生3：我们小组的想法是：点燃蜡烛，在蜡烛的火焰上方放一个很轻的塑料，看塑料袋会不会“飞起来”。
2.下面，我们就通过实验来验证我们的想法，每个小组选择一种方案进行实验。实验时请注意：①不点燃蜡烛前，现将实验物品放到蜡烛上方，观察现象，并进行记录；②组员做好分工，密切合作；③认真观察，用自己喜欢或擅长的方式如实记录实验现象；④注意安全，准备一块湿毛巾，发生意外时迅速将湿毛巾盖在火焰上或将燃烧物丢在地上，然后远离燃烧物，不要伤到自己或引燃其他物品。
3．学生进行实验：纸蛇转动的实验、感受热风流动的实验。教师参与到学生的实验中进行指导。
9．分组实验：将点燃的蜡烛放在屏幕前，用强光电筒照射火焰，这时，就会看到火焰上方空气的影子在不停的向上运动，这进一步说明了空气受热后会向上升。
四、观察冷热空气的对流
1．师：同学们，当热空气和冷空气相遇后会怎么样呢？请看课本P8页的实验，
2．师：我们通过一段录制好的实验视频来观察冷热空气的对流（播放多媒体视频）
3.师：观察得很仔细，将热瓶放在冷瓶上面又是怎样的现象呢？5．师：谁来解释为什么呢？
1.思考①将冷瓶倒放在有烟的热瓶上，抽掉玻璃片，烟会怎样流动？这说明了什么？②将冷瓶与热瓶的位置上下对调后又会出现什么现象呢？为什么？
2.师：看到了什么现象呢？生：我们看到热瓶内的烟向上流动，冷瓶内的烟向下流动，形成一个循环了。
3.生：热瓶内的烟一动也不动。生：因为热空气向上流动，不会向下流动。
能借助物体觉察冷热空气流动的规律，知道同体积的热空气比冷空气轻以及热空气上升的原理
热空气上升冷空气下降
空气流动---风
13.特色学习资源分析、技术手段应用说明（结合教学特色和实际撰写）