精心设计“认识空气”单元实验
探究活动
◇孙瑞霞 （福建：厦门市思明区莲前小学）
〔摘 要〕 本文分析了实验探究在小学科学教学中的重要性，以“认识空气”单元为例，展示通过精心设计实
验探究活动，帮助学生深入理解空气基本性质、作用，以及在日常生活中的运用。通过参考式、探究式的教
学法，学生可以掌握空气科学知识，还可有效提升科学探究能力，同时端正科学态度，提高实践运用能力。
本文分析了实验探究在激发学生兴趣、培养探究精神，提升实验技能方面的作用，总结了实验教学的有效
策略。
〔关键词〕 小学科学；实验探究；“认识空气”；单元教学
〔中图分类号〕 G424
〔文献标识码〕 A 〔文章编号〕 1674-6317 （2025） 06 061-063
探究是学生学习科学最主要的方式之一，也是
《义务教育科学课程标准》要求实现的教学目标。
探究式科学教学的特点是：答案不会由教师直接告
知，而是创设情境，让学生通过探索之后发现。这
要求教师改变传统教学方式，将重点放在条件创
造、激发学生探究兴趣上。通过有针对、有思维的
实验探究，提高学生学习能力，掌握实验探究技巧。
在小学科学教育中，实验探究是不可缺少的环
节，可以让学生直观感受到科学现象，激发其好奇
心，促进深度学习。尤其是在“认识空气”单元教学
中，空气作为日常生活中无处不在却又难以直接观
察的物质，其作用、性质对于学生而言，是又熟悉又
陌生的。所以通过实验探究方式，能让学生亲身体
验、观察，解释空气中的各种现象，成为理解空气本
质和掌握相关科学知识的途径。
一、分析学生已有经验，找准教学探究起点
在小学科学教育大舞台上，学生是探索科学奥
秘的主力军，深入理解学生成为我们教学旅程的序
曲。教学设计应集中在探究的核心内容上，教师需
要细致分析学生已有经验、面对挑战时的潜在障碍
等。为此教师需要收集、整理学生的初始认识，结
合其认识发展观和科学学科特点，对教学活动做好
精心规划。这个过程不仅是科学课前不可缺少的
筹备，更是深入构建探究教学模式的基础。
二、提炼核心问题，培养学生科学思维
在科学课堂上，三年级学生正处在形象思维向
抽象思维过渡的关键阶段，科学课成为培养其科学
思维能力的平台。导学单作为一种高效学习的辅
助工具，通过问题链以及实验指导的设计，可以为
学生自主探索科学现象提供支架。
在探究“空气能占据空间”主题时，由于空间这
个概念是比较抽象的，教师需要通过真实生活的例
子，帮助学生构建起对空间的直观理解。从粉笔装
满盒子、水杯无法再装水等日常现象出发，学生得
以初步感知固体和液体占据空间的形式。随后，教
师巧妙地引入空气这一看不见、摸不着的气体，激
发学生的好奇心与探索欲，提出核心问题：“空气占
据空间吗？”
为了深入探究这一问题，教师发放导学单，引
导学生遵循“小实验、提出问题、我的猜想、实验现
象、得出结论”这一逻辑链条，开展一系列有针对性
的实验活动。导学单不仅明确了实验步骤，还鼓励
学生基于个人兴趣提出问题、做出猜想，并在实验
过程中观察、记录、反思，最终形成自己的结论。在
探究过程中，学生可能会遇到与预期不符的实验现
象，如塑料瓶吹气球实验中的挫败感。这一挑战更
促使学生深入思考。通过小组讨论，他们逐渐认识
到瓶子内的空气虽然无形，却实实在在地占据空
间，从而阻止气球进一步膨胀。这一过程不仅加深
学生对空气占据空间特性的理解，更重要的是培养
了学生的严谨科学态度、敏锐观察力以及问题解决
能力。
三、构建情境，培养学生科学观念
生活经验可以让科学课《空气占空间吗》的导
入变得生动有趣且富有启发性。教师巧妙利用一
个看似空无一物的黑色塑料袋，激发学生的好奇心
和探索欲。一开始，教师让学生亲手触摸袋子内的
物品，不仅活跃了课堂气氛，还自然而然引出观察
物体的一般方法——看、摸、闻。这些方法在科学
探究中是非常重要的。随着袋子里物品逐一被揭
晓，学生的观察力得到了锻炼，同时也为接下来的
实验打下了基础。
当袋子看似被“清空”后，教师设置疑问：“袋子
里真的什么都没有了吗？”这个问题像一颗石子投
入平静的湖面，激起了学生心中的层层涟漪。他们
开始质疑自己的判断，好奇心完全被激发出来。随
后，教师通过一个简单的动作——将袋子打结并展
示其依然鼓鼓囊囊的形态，直接挑战学生常识。学
生恍然大悟，原来袋子里还有他们看不见、摸不着
却实实在在存在的空气。
这一发现不仅让他们对空气有了更直观的认
识，也深刻体会到“空气占据空间”这一科学原理。
为进一步巩固这一认知，教师通过让学生在袋子上
扎洞感受空气喷出，让学生亲身体验到空气的存在
及其特性。这种亲身实践方式，使抽象科学知识变
得具体可感，极大提高了学生的学习兴趣和学习
效果。
整个导入过程中，教师将科学知识与学生生活
实际相结合，通过创设生活化情境，引导学生从身
边现象发现科学奥秘，激发探究科学的兴趣和动
机。这样的教学方式，不仅符合学生认知特点，也
有助于培养他们的观察力、思考力和解决问题的
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能力。
四、设计主题实验，开展探究实践工作
（一）完善“质量”概念
在学生日常生活中，无论是和家长去市场买
菜，还是体检时站在体重秤上，都会和“质量”概念
产生联系。这些日常经历让学生初步感知所有物
体都有一定“重量”，这就是我们科学上所说的“质
量”。为了让学生对这一抽象概念有更系统、清晰
的认识，课堂上教师引导学生回顾并分享这些生活
中的案例。
“同学们，你们想过没有，为什么在买菜的时候
需要称重？体检时为什么要知道自己体重？”教师
的问题如同钥匙，促进学生的交流。他们都举手发
言，分享自己对“质量”这个概念的理解。在这个基
础上，教师可以引入“质量”这一科学概念，解释它
是物体所含物质的多少，是衡量物体惯性大小的物
理量，和物体形态、状态、位置无关，但会伴随物质
的增减而发生变化。
为了让学生直观感受并学习如何测量质量，教
师展示一台电子天平，详细介绍其构造与工作原
理。之后播放使用教学视频，视频中展示如何正确
放置天平、校准零点、放置待测物体、读取数据等关
键步骤，强调操作过程注意事项，如避免震动、保持
天平清洁等。观看视频后，学生都想自己试一试。
此时，在教师指导下，学生小心操作电子天平，测量
各种物品质量，小组内、全班进行分享交流。
（二）制订实验计划
在课堂上，教师先展示了实验用具：高精度电
子天平、瘪气篮球、打气筒。这些实验材料可以成
为揭示科学奥秘的关键。之后教师宣布实验目标：
“今天我们试着用天平测量空气质量。这是一个挑
战，也是对你们探究能力的考验。”在教师的启发
下，各小组纷纷展开了头脑风暴。先讨论如何确保
实验结果的准确性，比如如何校准电子天平、如何
避免外界因素对实验的影响等。接着围绕实验目
标，设计富有创意的步骤。有的小组提出可以先测
量瘪气篮球的质量，用打气筒给篮球充气，记录下
每次充气后篮球质量的变化，以此来推算空气的质
量。随着讨论深入，学生逐渐形成自己的实验方
案。在教师指导下，他们谨慎认真地进行探究活
动。通过这次实验，学生不仅学会了如何使用电子
天平，更重要的是他们亲身体验了科学探究全
过程。
（三）做好观察实验
学生根据自己所拟定的实验流程开展实验，认
真观察并记录实验的现象，及时填写实验记录单
（如下图所示）。
瘪篮球有（ ）克
充气10下，篮球有（ ）克
充气20下，篮球有（ ）克
由此说明：
实验记录单
（四）规范实验操作
实验操作时，教师需要观察学生的各项操作，
及时指出实验中的不足，同时耐心指导学生对实验
流程进行调整，让每一步都能记录准确。教师还特
别强调实验操作的规范性，鼓励学生培养科学态
度，追求最佳实验探究成效。
这一系列主题的实验活动，能让学生体验从设
计、操作、观察、记录到完整推论的科学流程，在他
们心中埋下科学探究的种子。学生在原有知识框
架上，通过亲身实验，收获新感性认识以及理解。
五、教学评一体化，树立积极探究态度
在实验探究活动之后，学生基于亲身体验，对
探究内容形成深刻直观的理解。此时通过构建一
体化的教学评体系，融合生生互评与教师评价，不
仅能促使学生反思实验过程中的问题与现象，更激
发了科学探究精神与自我提升动力。学生不仅关
注实验结果，还重视过程中的思考、合作与问题解
决能力。
以“热空气与冷空气”实验为例，当学生面对制
作空气流动装置的挑战时，教师在教学设计过程
中，预设探究过程中的重难点，设计自评、互评评价
表。通过实验探究活动，将理论知识与实践操作无
缝衔接，实现知识传授与技能培养的一体化。随
后，学生以小组为单位合作实验，分享各自的心得
体会。这一评价过程加深了学生对实验原理的理
解，促进了学生间的相互学习。
评价环节，学生展现出多样化的视角：有学生
强调小组成员细心操作在实验成功中的关键作用，
培养严谨科学态度；有的对实验展示方式提出创新
建议，如使用彩色箭头标注烟流路径，展现跨学科
融合的思维火花；更有学生将实验原理与生活中的
孔明灯升空现象相联系，实现知识迁移与应用。
综上，实验探究作为小学科学教学的核心，为
学生构建了直观感知科学现象、深入理解科学原则
的桥梁，激发其对自然世界的好奇与探索。以“认
识空气”的单元内容为例，这类实验活动让学生意
识到空气虽然没有颜色、没有形态，却无处不在，更
通过亲手操作、观察记录、讨论分析等，一步一步揭
开空气特性。
在“认识空气”教学中，学生从最开始的好奇，
到通过实验建立起对空气性质、作用、存在形式的
科学认识，这个过程不仅是知识积累的过程，更是
思维能力和科学思维培养的过程。他们学会如何
提出问题、设计实验、收集证据、得出结论，并在实
践中不断反思、调整并完善自己的认识。最重要的
是，学生在实验探究中感受到科学发现的乐趣以及
成就感。这种积极的学习体验会进一步激发其学
习科学的兴趣、动力，且在与同伴合作交流中，学会
了倾听、尊重、理解，培养了良好团队合作精神及社
交能力。
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