第4课 空气有质量吗 教学设计-2026-2027学年科学四年级上册教科版

该小学科学教学设计聚焦“空气有质量”核心知识点，通过打气筒给篮球打气的情境导入提问，前承空气占据空间和可压缩的已有认知，后为空气流动有力量的学习奠定基础，以简易天平实验为探究支架。 资料亮点在于用绿豆量化空气质量，发展科学思维中的量化思维，通过调节天平、记录数据培养探究实践能力，跨学科融合数学计数与语理描述。助力学生提升证据推理和合作交流能力，为教师提供详细实验指导和疑难应对策略，便于高效教学实施。

第4课 空气有质量吗 教科版四年级科学上册 第一单元《空气》 一、课程标准依据 本课属于《义务教育科学课程标准（2022年版）》中“物质与能量”领域，核心概念为“空气有质量”。通过简易天平、皮球、绿豆的实验，让学生理解空气虽然看不见，但它具有质量，发展学生的测量能力和数据分析能力。 二、单元分析 本课是单元第4课，学生已通过第2-3课了解到空气占据空间且可以被压缩。本课进一步探究“空气是否有质量”这一核心问题。通过简易天平实验，学生发现打入空气后皮球一端变重，需要用绿豆平衡，从而证明空气有质量。这为第5课探究“空气流动有力量”中“空气具有能量”的概念奠定基础。 三、教学目标 （一）科学观念 1. 知道空气有质量，虽然空气质量很小，但可以通过天平测量感知。 2. 认识到空气质量可以用轻小物体（如绿豆）来量化和描述。 （二）科学思维 1. 能根据天平倾斜的现象，推理打入空气后质量增加了。 2. 能用“绿豆数量”作为空气质量的量化指标，发展量化思维。 （三）探究实践 1. 能调节简易天平保持平衡，并准确观察天平倾斜的现象。 2. 能往小桶中慢慢加入绿豆，直到天平重新平衡，记录绿豆数量。 3. 能用表格记录实验数据，并与同学交流。 （四）态度责任 1. 对“空气有质量”这一事实感到惊奇，产生持续探究的兴趣。 2. 愿意通过实验寻找证据，并与同学分享发现。 3. 尊重实验数据，即使数据与猜测不一致也能接受。 【教学重点】用简易天平证明空气有质量，并用绿豆数量描述空气质量的大小。 【教学难点】理解空气质量很小，需要用轻小物体（绿豆）来平衡，以及“质量”与“重量”的区别。 四、课前准备 （一）分组材料（每4人小组1套） 1. 简易天平每组1个 2. 小桶每组2个 3. 皮球每组2个 4. 绿豆每组适量 5. 记录单每人1份 （二）教师准备 1. 每组一套实验材料 2. 班级记录单（黑板用） 3. 天平使用示意图（黑板用） 4. 准备电子秤、弹簧秤（拓展环节用） 5. 搜集空气质量相关的科普资料 五、教学过程（40分钟） 环节一：聚焦问题（5分钟） 【教师活动】 1. 出示情境：用打气筒给篮球打气，篮球就会鼓起来。 2. 提问：“打入空气后，篮球的质量会变化吗？” 3. 板书课题：空气有质量吗。 【学生活动】 1. 观察情境，思考并讨论问题。 2. 提出自己的猜测和假设。 3. 产生探究兴趣。 【设计意图】通过情境激趣，激活学生已有经验，引出核心问题，激发探究欲望。 环节二：探索实验（18分钟） 【教师活动】 1. 出示实验材料，讲解实验步骤： 实验一：在简易天平两端挂上小桶，各装一个皮球，调节天平保持平衡。 实验二：给其中一端的皮球打入空气，观察天平是否倾斜。 实验三：往没有打气的一端桶里，慢慢加入一些绿豆，直到简易天平重新平衡，记录绿豆数量。 2. 强调实验注意事项：轻轻打入空气，避免皮球破裂；慢慢加入绿豆，避免天平剧烈晃动。 3. 巡视指导，提醒学生准确记录。 【学生活动】 1. 分组领取材料，调节天平平衡。 2. 给一端皮球打入空气，观察天平倾斜。 3. 往另一端加入绿豆，直到天平重新平衡。 4. 记录绿豆数量，填写记录单。 5. 小组内讨论：空气质量相当于多少粒绿豆？ 【设计意图】通过层层递进的实验，让学生从多个角度收集证据，发展科学探究能力。 环节三：研讨交流（10分钟） 【教师活动】 1. 组织学生汇报实验数据，汇总各组绿豆数量。 2. 提问引导：“根据实验结果判断，空气有质量吗？与我们的猜测一样吗？” 3. 追问：“在皮球和绿豆实验中，怎样描述空气质量的大小？”“实验中的两个桶的大小可以不同吗？” 4. 引导学生归纳：空气有质量，空气质量很小，可以用绿豆数量来量化。 【学生活动】 1. 各小组汇报实验发现。 2. 参与班级研讨，补充证据。 3. 根据证据得出结论。 【设计意图】通过研讨环节，将分散的实验证据整合起来，引导学生从证据走向结论，发展归纳推理能力。 环节四：拓展应用（5分钟） 【教师活动】 1. 出示拓展任务：试一试，用生活中的工具称出打进皮球的空气质量。 2. 提供电子秤、弹簧秤等工具，鼓励学生课后尝试。 3. 引导学生思考：电子秤和弹簧秤的测量结果与简易天平一致吗？ 【学生活动】 1. 尝试完成拓展挑战。 2. 联系生活，举例说明。 【设计意图】将本课知识延伸到新的情境，激发学生持续探究的兴趣，为后续学习奠定基础。 环节五：课堂小结（2分钟） 【教师活动】 1. 回顾本课核心问题：“空气有质量吗？我们怎么知道的？” 2. 总结：通过简易天平实验，我们发现打入空气后天平倾斜，加入绿豆后重新平衡，证明空气有质量。空气质量很小，可以用绿豆数量来描述。 3. 布置课后探究：用电子秤或弹簧秤测量空气质量，比较不同工具的测量结果。 【学生活动】 1. 回顾实验过程，总结证据。 2. 明确课后探究任务。 【设计意图】帮助学生梳理知识要点，巩固本课核心概念。 六、板书设计 七、教学反思 1. 学生是否能通过天平实验准确理解空气有质量？ 2. 学生对“空气质量很小”这一概念的理解程度如何？ 3. 实验过程中，学生是否能准确调节天平平衡？ 4. 研讨环节中，学生是否能用“因为天平倾斜了，所以空气有质量”句式进行推理？ 5. 拓展任务中，学生是否能正确使用电子秤或弹簧秤？ 6. 本课与第5课“空气流动有力量”的衔接是否顺畅？ 八、跨学科融合设计说明 （一）关联的数学概念：通过数绿豆数量，学习简单的计数和量化描述；通过比较各组数据，理解“平均值”概念。 （二）关联的语文概念：用准确的语言描述“天平平衡”“天平倾斜”“加入绿豆”等实验现象，用“因为……所以……”句式解释空气有质量。 （三）关联的生活实践：了解生活中空气质量的应用，如气球升空、热气球、空气质量检测等。 （四）关联的物理领域：初步感知“质量”概念，为中学物理学习奠定基础。 九、学生疑难解答（附常见问题的应对策略） 疑难问题 解答策略 学生认为“天平倾斜是因为皮球变大了”，而不是因为空气有质量。 引导学生思考：皮球变大了，但皮球的材料没有变，为什么天平会倾斜？（因为里面多了空气）空气有重量吗？（有质量） 学生认为“两个桶的大小可以不同”，因为只是想比较质量。 解释：两个桶的大小必须相同，因为如果桶的大小不同，即使不装皮球，天平也可能不平衡。我们需要控制变量，只改变“是否打入空气”这一个条件。 学生不理解“质量”和“重量”的区别。 简单解释：质量是物体含有物质的多少，重量是物体受到的重力大小。在地球上，质量大的物体通常重量也大。对于小学生，可以暂时混用，但教师要心中有清晰的区分。 十、附件 附件一：第4课 空气有质量吗 · 实验记录单 实验：测量空气的质量 日期：__________　　小组：__________ 步骤一：调节天平平衡 我发现：天平________（平衡/不平衡）。 步骤二：给一端皮球打入空气 我发现：天平________（平衡/倾斜向皮球端/倾斜向空皮球端）。 步骤三：加入绿豆使天平重新平衡 我加入的绿豆数量：________粒。 我的结论：空气________（有/没有）质量。 空气质量大约相当于________粒绿豆。 拓展：用电子秤测量 电子秤显示：________克。 弹簧秤显示：________克。 附件二：班级记录单（黑板用） 空气有质量吗 日期：__________ 全班平均：________粒 结论：空气有质量，空气质量很小。 小组 绿豆数量（粒） 结论 1组 2组 3组 4组 附件三：学习评价表 评价内容 自评 师评 我能调节天平保持平衡 ☆☆☆ ☆☆☆ 我能准确观察天平倾斜现象 ☆☆☆ ☆☆☆ 我能用绿豆数量描述空气质量 ☆☆☆ ☆☆☆ 我能与同学合作交流 ☆☆☆ ☆☆☆ 我对空气有质量感到惊奇 ☆☆☆ ☆☆☆ 附件四：学习评价表 评价内容 合格 良好 优秀 能准确描述实验现象 能说出 能详细描述 能描述并解释 能运用证据进行推理 能简单推理 能合理推理 能完整推理 能与同伴合作交流 能参与 能主动交流 能积极合作 对本课知识点掌握程度 基本了解 理解并能应用 深入理解并能迁移 学科网（北京）股份有限公司 $