14《称空气》（教学设计）-2026-2027学年科学三年级上册苏教版

该小学科学教学设计聚焦“空气具有质量”核心知识点，通过谈话导入暴露“空气无质量”认知误区，承接空气占据空间知识，以气球平衡杆定性实验和皮球定量称重实验为支架，构建从直观到精准的认知路径。 此资料亮点在于深度落实核心素养，科学思维上通过控制变量（相同气球、对称悬挂）和因果推理（空气增减与质量变化）纠正前概念，探究实践中小组合作设计实验方案、规范定量测量并记录数据，结合伽利略史料渗透态度责任，助力学生建立科学观念，教师可直接应用实验设计与素养培养路径提升教学效果。

苏教版小学科学三年级上册 第四单元第14课《称空气》教学设计 一、设计依据 本课严格依据2025版义务教育科学新课程标准物质科学领域空气主题要求进行设计，聚焦空气具有质量这一核心概念，落实科学观念、科学思维、探究实践、态度责任四大核心素养。新课标要求小学中段学生借助对比实验、定量测量等方式搜集证据，证明空气有质量；能针对实验设计展开小组研讨，完善操作方案，区分质量与轻重的日常认知偏差。本课严格依托课本三大板块：气球平衡杆对比实验、电子天平皮球定量测空气、伽利略科学史料展开教学，遵循三年级学生由直观定性观察到简单定量测量的认知规律，全程以探究实验为主线，把看不见摸不着的空气质量转化为可视化的平衡倾斜、数字称重，融合科学史教育、误差认知、严谨实验习惯培养，实现知识探究、动手能力、科学精神同步落地。 二、教材分析 本课为第四单元《空气的性质》核心课，承接空气占据空间，开启空气有质量、冷热空气差异等后续内容，是单元知识链条的关键节点。教材整体分为三大板块，逻辑层层递进： 1. 定性探究：平衡杆气球实验。用两端充气气球平衡的简易装置，放掉一侧气球内空气，横杆倾斜，直观对比证明空气具备质量，适合三年级初步感知，是本课入门探究活动，课本配有三步完整操作图与填空思考题。 2. 定量探究：电子天平称量皮球。利用电子天平精准称重，分多次向瘪皮球打入定量空气，记录质量变化，用具体数字量化空气的质量，从“看出轻重”升级为“测出质量”，设置重复实验、规范打气操作，同时抛出两个讨论问题，引导学生思考空气可压缩、实验存在合理误差。 3. 科学拓展：伽利略称空气史料+实践作业。介绍伽利略经典实验，带领学生了解人类探究空气质量的科学历程；布置生活化估算作业，让学生测量房间长宽高，估算屋内空气质量，实现课堂知识向居家生活延伸。 教材遵循“定性观察→定量测量→科学溯源→生活应用”的逻辑，兼顾趣味性、严谨性、历史性，把抽象的空气质量转化为可观察、可测量的现象，适配中段科学探究学习模式。 三、学情分析 已有认知基础 1. 生活经验：学生常说“轻得像空气”，普遍存在固有认知误区：空气轻飘飘，没有重量、没有质量；已经学习空气能占据空间，知道空气真实存在。 2. 探究能力：三年级可以4人小组分工合作，具备简单对比实验操作能力，能观察倾斜、数字变化等直观现象；会使用简易天平、电子秤，能完成简单数据记录。 3. 前置知识：掌握对比实验需要控制变量，明白只有一个条件改变，其他条件不变才能得出可靠结论。 认知难点 1. 区分不清“很轻”和“没有质量”，误以为空气感受不到重量就不存在质量； 2. 气球实验容易忽略气球皮本身重量的干扰，无法精准理解变量只有内部空气； 3. 看不懂皮球多次打气称重的实验逻辑，不理解为什么空气打得越多，皮球整体质量越大；难以理解实验误差属于正常现象。 学习优势 气球、皮球、电子天平都是生活常见物品，学生动手意愿强；横杆倾斜、称重数字变化直观可视，降低抽象知识学习难度；伽利略科学家故事可以提升课堂趣味性，激发探究兴趣。 四、教学目标 （一）科学观念目标 1. 明确科学结论：空气有一定质量，只是空气质量很轻，人体很难直接感知。 2. 能复述两组实验现象：放气气球一侧变轻，平衡杆倾斜；皮球打入空气越多，整体称量质量越大。 3. 知道1立方米近地面空气质量约1.3千克，可以结合房间尺寸粗略估算空气总质量。 （二）科学思维目标 1. 通过气球、皮球两组实验现象进行因果推理，建立“空气减少→总质量变小；空气增多→总质量变大”的逻辑关系，纠正“空气无质量”的错误前概念。 2. 学会对比实验的变量控制思维，能够说出气球实验只改变空气多少，皮球实验只改变打入空气的筒数。 3. 能辩证看待实验数据，理解操作、器材会带来微小误差，误差不可完全避免，培养理性分析数据的思维。 （三）探究实践目标 1. 小组合作讨论、完善气球平衡实验方案，规范完成充气、平衡、放气、观察全流程，记录横杆倾斜现象并总结结论。 2. 小组研讨皮球称重实验操作细节，统一打气标准，分批次定量打气，用电子天平记录每次质量，整理数据得出规律。 3. 课后能用卷尺测量房间长宽高，估算房间空气体积与空气质量，完成生活化探究任务。 （四）态度责任目标 1. 实验轻拿轻放电子天平、玻璃器材，养成爱护实验仪器、规范操作的习惯；气球放气避免乱吹打闹，遵守实验纪律。 2. 如实记录所有实验数据，不修改、不编造数据，培养尊重证据、实事求是的科学态度。 3. 通过伽利略的故事感受科学家坚持不懈的探究精神，愿意主动观察生活中的空气相关现象；体会测量、定量研究对科学发现的重要价值。 五、教学重难点 教学重点 1. 通过两组实验证明空气有质量，纠正“空气没有质量”的生活误区。 2. 掌握气球平衡实验、皮球定量称重实验的操作逻辑，能根据现象、数据总结结论。 教学难点 1. 理解实验变量控制，明白两次实验只有空气多少发生变化，其他条件保持一致。 2. 理解空气质量很轻，所以日常很难感受；区分“质量轻”和“无质量”；理解实验存在正常误差。 六、教学准备 教师演示教具 多媒体课件（课本全部插图、伽利略实验图文、实验操作短视频）、木质平衡长杆、支架、两只同款气球、打气筒、电子天平、瘪皮球、卷尺、板书贴纸、实验记录汇总表。 学生分组器材（4人固定分工：操作员、记录员、监督员、汇报员） 分组版简易平衡杆支架、2个一模一样的乳胶气球、手动打气筒、高精度电子天平、卡通皮球、干抹布、铅笔、实验记录单；每组配备备用气球。 课前准备 提前调试所有电子天平归零；平衡杆保证空载可水平；统一规定每一次打气筒拉杆拉满到底再推到底，保证每次进气量基本一致。 七、教学过程 环节一：谈话激趣导入，暴露原有认知（4分钟） 师：同学们，生活里大家经常形容特别轻的东西，都会说“轻得像空气”。大家闭上眼睛想一想，空气摸不着、抓不住，你们觉得空气到底有没有质量？举手说一说你的想法。 生1：我觉得空气没有质量，因为抓空气手里没感觉。 生2：空气应该很轻，但是会不会有一点点重量？我不确定。 生3：空气飘来飘去，没有重量，所以没有质量。 师：全班分成两种想法，有人认为空气没质量，有人觉得可能有一点点。口说无凭，科学讲究证据。今天我们就借助气球、皮球这些工具，亲手称一称空气，探究空气到底有没有质量。板书课题：14 称空气。 环节二：探究活动一 气球平衡杆实验，小组研讨完善实验方案（7分钟） 师：请大家翻开课本56页，我们先来做气球平衡实验。谁先完整读一遍课本三步操作？ 生齐读课本实验步骤。 师：现在给各个小组3分钟，组内讨论：这个实验要想做成功，必须注意哪些细节？需要控制哪些条件？哪些操作会让实验不准？小组整理完整实验方案，一会儿派代表分享。 （全班小组热烈讨论，教师巡视，引导学生关注气球型号、放气速度等关键点） 小组1发言人：两只气球必须一模一样，不能一大一小，不然气球皮重量不一样，实验不准。打气要打得差不多饱满。 小组2补充：长杆一开始一定要调平，两只气球挂在杆两端距离中心点一样远，距离也要相等。 小组3：放气的时候只能放左边气球，右边全程不动；放气要慢慢放，不能一下子全跑光。 小组4：桌子不能晃动，一碰平衡杆歪掉，就分不清是空气还是震动导致倾斜。 师整合全班意见，敲定统一实验操作方案，全班熟记： 1. 选用两只完全相同的气球，充入差不多量的空气，对称挂在细长杆两端，调整杆完全水平； 2. 保持装置不动，缓慢放走左侧气球内的空气，右侧气球全程不触碰、不放气； 3. 轻轻松手，观察细长杆哪边下沉、哪边抬高，记录现象； 4. 全程桌面平稳，不触碰支架。 环节三：分组动手操作气球实验，记录现象，推导实验结论（8分钟） 师：请各组按照商定好的方案有序操作，记录员认真观察填写课本填空，实验结束把气球收好。现在开始实验。 （学生分组动手实验，教师巡回指导，帮倾斜失衡的小组重新调平平衡杆，提醒放气速度放缓） 师：所有小组停止操作，摆放好器材。邀请多组汇报看到的现象。 组1：放气之后，右边蓝色气球往下沉，左边瘪气球往上翘，长杆向右侧倾斜。 组2：我们发现左边气球空气变少，整体变轻，所以抬得高；右边空气没变，重量更重。 师带领全班完成课本填空： 左侧气球放气前，细长棍保持水平平衡。左侧气球放气后，右侧低，左侧高，说明左侧变轻了。由此推断，空气具有质量，放走空气，整体质量变小。 师追问：气球皮没有剪掉，只是放走了空气，左边变轻，直接证明是什么有质量？ 全班齐答：空气有质量。 师小结实验结论：相同条件下，气球内空气减少，总质量下降。这个实验直观证明空气是有质量的，只是质量比较轻。 环节四：探究活动二 皮球电子天平称重实验，研讨方案+定量测量（12分钟） 师：气球实验只能看出轻重变化，没法知道空气到底重多少。课本57页用电子天平可以精准称出数字，做定量测量。请小组用2分钟讨论：皮球实验怎么做？怎样保证每次打进的空气一样多？两个课后讨论问题可以先简单交流想法。 （小组交流讨论实验细节） 小组代表1：第一步必须先称瘪皮球的质量，天平要提前归零。每一次打气都严格按照要求，拉杆拉到底、推到底，保证5筒空气量一致。分四次打，每次加5筒，一共20筒。 小组代表2：皮球不能沾水，手上的汗沾到皮球会变重，影响数字。称量时皮球要放在托盘中间。 小组代表3：皮球有弹性，就算变圆，内部还能继续压缩空气，所以还能打进空气。 小组代表4：每次称量数值不一样，可能是打气量有一点点差别，或者天平轻微晃动，属于正常情况。 师梳理标准化实验流程，全班明确操作规范： 1. 电子天平开机归零，擦干皮球，称量瘪皮球质量，记录； 2. 每打入5筒空气完整称量一次，一共记录4次充气数据；打气筒严格拉满推满，保证进气量统一； 3. 称量时静置等待数字稳定再记录，手不触碰天平； 4. 全部测完整理器材，组内对比所有数据。 学生分组开展定量称量，记录表格数据，教师巡视，帮助天平没有归零的小组重新校准。 师：请各组汇报一组典型数据，全班一起找规律。 生汇报：瘪皮球57.62g；充5筒58.26g；继续打气，数字持续变大。 师引导总结实验结论：随着打入皮球的空气越来越多，皮球整体称量质量不断增加。再次证明空气有质量，空气越多，增加的质量越多。 师针对课本两个讨论问题组织全班交流： 问题1：为什么皮球变圆了还能再充入空气？ 生发言总结：空气可以被压缩，皮球内部还有很多空隙，空气能被挤进去，因此皮球饱满后依旧可以打入更多空气。 问题2：为什么每组测量结果不完全相同？ 师生共同梳理：打气时进气量有微小差别；皮球放置位置不同；天平轻微震动、温度变化都会带来细微数据差别，合理误差是正常实验现象。 环节五：科学阅读伽利略实验，拓展生活估算（3分钟） 师：很早以前所有人都认为空气没有质量，直到科学家伽利略做了经典实验。大家默读课本58页伽利略称空气故事。 生自主阅读，读完集体分享收获。 生1：伽利略利用玻璃瓶、皮袋放水，放走空气后整体变轻，证明空气有质量。 生2：科学家经过反复实验才推翻旧想法，做科学研究不能靠感觉。 师补充科学数据：近地面1立方米空气质量大约1.3千克。布置课后作业：回家用卷尺测量自己房间的长、宽、高，算出房间体积，估算房间内全部空气的质量，再和自己体重对比。 环节六：课堂全科整体小结（3分钟） 师：我们整体梳理本节课全部知识点，大家跟着回顾。 1. 核心结论：空气有质量，空气质量很轻，人体不容易感知；不能把“很轻”等同于“没有质量”。 2. 两个关键实验：气球放气平衡杆倾斜，皮球打气质量上涨，两组证据都可以证明空气具备质量。 3. 实验要求：对比实验控制变量；定量实验规范操作，如实记录数据，接纳合理实验误差。 4. 科学精神：伽利略坚持用实验寻找证据，科学结论需要实验支撑，不能只依靠生活感觉判断。 随机点名2名学生完整复述空气有质量的两大实验证据，巩固核心知识。 八、板书设计 14 称空气 猜想：空气有质量？ 空气无质量？ 实验1：气球平衡实验 放气→左侧变轻→横杆右低左高 结论：空气有质量 实验2：皮球+电子天平（定量） 打入空气越多 → 皮球总质量越大 空气可被压缩，能持续充气 数据略有差别：正常实验误差 四、科学史：伽利略实验证明空气有质量 近地面：1m³空气≈1.3千克 科学态度：用证据说话，如实记录数据 九、教学反思 本课紧扣课本两大核心实验，完整落实定性观察到定量测量的探究路径，充分给学生小组讨论实验方案的时间，学生自主梳理操作要点与变量控制要求，锻炼了探究规划能力。借助平衡倾斜、电子数字双重证据，有效打破学生“空气无质量”的固有误区，科学观念落地扎实。伽利略科学史料的融入，兼顾科学精神渗透，实现态度责任素养培养。课堂分工明确，多数学生能独立描述实验现象与逻辑，适配三年级具象认知特点。 课堂仍存在不足：少数小组打气操作不够标准，导致数据偏差偏大；部分学生依旧混淆质量和重量，生活口语和科学概念区分不清。后续改进可以课前统一练习打气动作；增加课堂小辨析题，区分“轻”和“无质量”。课后布置房间空气质量估算实践作业，让学生把课堂测量方法延伸到家庭，强化知识生活化应用。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $