第四单元《空气的性质》 大单元整体教学设计-2026-2027学年科学三年级上册苏教版

该小学科学教学设计采用大单元情境模式，以“空气探秘局”招募科学家为情景，通过“空间争夺战”“天平上的较量”“热力升空赛”“风的制造者”四项挑战任务，构建“空气物质性（占据空间、有质量）→热学性质（热空气上升）→自然现象解释（风的形成）”的逻辑链条，系统梳理单元核心知识。 其亮点是情境驱动与探究实践深度融合，如“瓶中吹气球”实验培养探究实践能力，冷热瓶烟流观察发展科学思维中的模型建构。分层作业（基础画实验图、提升设计装置、拓展制作小报）满足个性化需求，过程性评价与终结性考核结合的体系，助力教师精准教学，有效巩固知识，提升学生科学素养。

大单元教学设计 小学科学（苏教版）三年级上册 第四单元《空气的性质》 学科 小学科学 版本 苏教版 年级 三年级上册（新教材） 单元名称 第4单元《空气的性质》 单元主题 空气探秘局——解密看不见摸不着的朋友 课时安排 4课时 一、单元主题 空气探秘局——解密看不见摸不着的朋友 二、单元大情景 情景：“空气探秘局”招募小小科学家 为了探究我们身边这位看不见、摸不着却又无处不在的“朋友”——空气的秘密，“空气探秘局”面向全体同学发出招募令！我们将化身小小科学家，通过完成四项核心挑战任务，运用观察、猜想、实验、推理等科学方法，逐步揭开空气的神秘面纱，最终获得“空气探秘小专家”的荣誉称号。 三、课程标准分析 核心概念 本单元属于核心概念2“物质的结构与性质”下的学习内容。 学习内容 对应“2.3 空气与水是重要的物质”中3~4年级学段的内容要求 学段目标 （3-4年级） 通过本单元学习，引导学生从具体现象出发，经历“提出问题—作出假设—实验验证—得出结论”的科学探究过程，发展“物质是客观存在的”科学观念，培养基于证据进行推理的科学思维和动手操作的探究实践能力，形成乐于探究、尊重事实的科学态度。 四、单元教材分析 本单元为《空气的性质》，共包含四课，依次为：第13课《吹气球》、第14课《称空气》、第15课《热气球》和第16课《风的形成》。 第一课《吹气球》以“探究瓶中气球吹不大的原因”为核心活动。学生通过对比直接吹气球与在瓶中吹气球的差异，直观感受空气的存在。后续通过“纸团不湿”等类比实验，引导学生推理并最终通过实验验证，得出“空气占据空间”这一核心性质。该课旨在建立空气作为一种物质，虽看不见摸不着，但与其他物体一样会占据一定空间的科学观念。 第二课《称空气》从“空气究竟有没有质量”这一疑问出发。首先通过“细棍两端挂气球”的平衡实验进行定性推测，然后引导学生使用电子天平定量测量皮球充入多筒空气前后的质量变化。通过对比实验数据，使学生获得“空气有质量”的直接证据，从而建构起空气具有物质基本属性的科学概念。 第三课《热气球》在确认空气“占据空间”、“有质量”的基础上，进一步探究空气因温度变化而产生的性质。通过制作简易“热气球”观察其上升，并设计实验测量比较同体积冷、热空气的质量，引导学生得出“热空气比冷空气轻（密度小）”的结论。随后通过冷热瓶对接观察烟流运动的实验，揭示冷、热空气的对流规律，并最终运用此规律解释热气球升降的原理。 第四课《风的形成》是单元知识的综合与应用。学生首先动手“制造风”，感知风是空气的流动。进而通过模拟实验（如加热蜡烛观察烟流），探究自然风的成因。该课将“热空气上升”与“冷空气补充”的知识联系起来，引导学生理解地表受热不均导致空气冷热差异，从而引起空气流动形成风，并认识风在生活中的应用与影响。 本单元四课遵循“由属性到现象、由单一到综合”的认知逻辑，构成一个层层递进、紧密关联的概念建构链条。 1.基础建构（第13、14课）：《吹气球》和《称空气》共同确立了空气作为一种物质的基本属性——“占据空间”和“有质量”。这是学生理解一切空气现象的物质基础，将空气从“虚无”的感知提升到“实体”的科学认知。 2.性质深化（第15课）：《热气球》在物质属性的基础上，引入“温度”变量，探究空气“热胀冷缩”及“热轻冷重”的动态性质。这既是对前两课概念的深化应用（如思考热空气是否占据相同空间、质量如何变化），也为解释宏观气象现象提供了关键原理。 3.综合应用（第16课）：《风的形成》是本单元概念的集大成与输出点。它综合运用了“空气占据空间（会流动）”、“空气有质量（形成气压差）”、“热空气上升（冷空气流动补充）”等核心观念，解释一种常见的自然现象。完成了从认识物质属性到理解自然现象成因的完整认知闭环。 简言之，单元逻辑为：认识空气的物质性（占据空间、有质量）→ 探究空气的热学性质（热胀冷缩、上升）→ 综合解释自然现象（风的形成）。 五、教学目标 科学观念 1. 通过观察和实验，知道空气占据空间、有质量； 2. 能描述空气受热后会上升； 3. 能解释风是由空气流动形成的。 科学思维 1. 能基于观察到的现象提出可探究的科学问题； 2. 能运用比较、推理等方法，分析实验现象与数据，得出关于空气性质的结论。 探究实践 1. 能在教师指导下，完成“证明空气占据空间”、“称量空气”、“观察热空气上升”及“模拟风的形成”等探究性实验； 2. 能如实记录实验现象和数据，并依据证据得出结论。 态度责任 1. 在探究活动中保持对空气性质的好奇心和探究热情； 2. 乐于合作分享，尊重实验事实； 3. 初步意识到空气是重要的自然资源，与我们的生活息息相关。 六、学情分析 1.年龄特点：三年级学生以直观形象思维为主，对“吹气球”、“玩水”等动手操作活动兴趣浓厚，但抽象理解能力（如“质量”、“气压差”等概念）仍需借助具体实验和模型来发展。 2.认知基础：学生在低年级已初步“认识空气是无色、无味的气体”，有过感知空气存在的经验（如扇风感觉凉快）。本单元是在此基础上，系统、深入地探究空气的物理性质。 学习难点：理解“看不见的空气”如何占据空间、拥有质量；建立“冷热空气对流”与“风”之间的因果逻辑关系。 七、活动设置 围绕“空气探秘局”情景，设计四项核心挑战任务，对应四课教学内容。 活动1 挑战一： 空间争夺战 （探究空气是否占据空间） 1. 能设计实验证明空气占据空间。 2. 能用“空气占据空间”解释一些简单现象。 ① 实验探究：“瓶中吹气球”、“纸团不湿”、“漏斗倒水”。 ② 语文融合：用“因为……所以……”的句式描述实验现象和结论。 ③ 工程实践：利用“空气占据空间”原理，设计一个不让水进入瓶子的装置。 活动2 挑战二： 天平上的较量 （探究空气是否有质量） 1. 能通过实验感知并证实空气有质量。 2. 学习使用简易工具进行定量测量。 ① 定性感知：杠杆两端挂吹胀和未吹胀的气球，观察平衡变化。 ② 定量测量：使用电子天平称量皮球充气前后的质量差。 ③ 数学融合：记录并比较数据，理解“差值”即空气的质量。 活动3 挑战三： 热力升空赛 （探究热空气上升的现象） 1. 能通过实验观察并描述空气受热后上升的现象。 2. 能初步理解热空气上升是因为受热后体积膨胀、变轻。 ① 制作与观察：制作简易热气球（塑料袋+蜡烛），观察上升。 ② 对比实验：观察冷热瓶对接时烟的流动方向，推理冷热空气的对流。 ③ 美术融合：绘制冷热空气对流示意图，用箭头表示空气运动方向。 活动4 挑战四： 风的制造者 （探究风的成因及应用） 1. 能举例说明风是空气的流动。 2. 能通过模拟实验，解释自然界风的成因。 3. 列举风在生活中的应用。 ① 感受与制造：用扇子、书本等制造风，感受空气流动。 ② 模拟实验：利用蜡烛、玻璃箱等模拟地表受热不均形成风的过程。 ③ 社会与生活：小组讨论并分享风能利用（发电、帆船等）和风害防治的例子。 八、教学方法 1.情境教学法：创设“空气探秘局”招募科学家的整体情境，以挑战任务驱动整个单元学习，激发学生内在探究动机。 2.实验探究法：贯穿单元始终。每个挑战任务都以关键实验为核心（如“纸团不湿”、“称空气”、“热气球上升”、“风的形成模拟”），引导学生在“做中学”，亲历探究过程。 3.问题链驱动法：每课以核心问题开启探究（如“瓶中的气球为什么吹不大？”“空气有重量吗？”“热气球为什么能上升？”“风是怎么来的？”），通过层层递进的问题，引导学生思维向纵深发展。 4.直观演示与模型建构法：对于“冷热空气对流”、“风的形成”等抽象过程，利用烟雾可视化、模拟实验箱等工具进行直观演示，并引导学生绘制示意图，帮助其建立模型，理解内在原理。 九、学习方法 1.观察记录法：引导学生有目的地观察实验现象（如水面变化、天平读数、烟雾飘动方向），并运用图画、文字或简单表格进行记录。 2.合作探究法：以小组为单位完成挑战任务，在实验操作、讨论交流中分工协作，共同建构知识。 3.比较与归纳法：在多个实验（如冷空气与热空气、有风与无风）中，引导学生对比现象，寻找规律，归纳出空气的普遍性质。 4.联系生活法：鼓励学生将所学知识与生活现象相联系，如用“空气占据空间”解释压扁的塑料袋、用“热空气上升”解释孔明灯、用风成因解释海边风向等。 十、评价策略 （一）单元总体评价策略 本单元评价坚持“教-学-评一体化”，采用过程性评价（占60%）与终结性评价（占40%）相结合的方式。 过程性评价（60%）：聚焦学生在四大“挑战任务”活动中的表现。通过活动评价表（见下表）、课堂观察、实验记录单、小组合作情况等进行综合评定。 终结性评价（40%）：单元学习结束后，通过“空气探秘局”结业考核进行。形式包括：① 知识闯关（选择题、判断题）；② 现象解释（用本单元知识解释1-2个生活现象）；③ 设计应用（设计一个利用空气性质的小装置或游戏）。 （二）分活动评价表 活动一：空间争夺战 实验操作 在老师或同学帮助下完成1个实验。 能独立完成2个实验，操作基本规范。 能独立、规范完成全部3个实验，并能主动尝试新方法。 现象描述 能说出看到了什么现象。 能较清晰描述实验现象。 能准确、有条理地描述现象，并初步关联到“空气占据空间”。 结论得出 在提示下知道空气占据空间。 能说出“空气占据了空间”。 能明确得出结论“空气占据空间”，并能举例说明。 活动二：天平上的较量 测量实践 能观察天平现象，在帮助下读取数据。 能参与小组测量，记录数据。 能规范使用天平进行测量，准确记录并分析数据差值。 证据意识 知道充气后变重了。 能说出“充气后质量增加，说明空气有质量”。 能基于测量数据，清晰地论证“空气有质量”。 活动三：热力升空赛 观察 与推理 观察到热气球上升或烟向上飘。 能描述热空气上升的现象。 能描述现象，并尝试解释“热空气变轻所以上升”。 模型表达 能指出图中哪部分是热空气。 能画出简单的冷热空气示意图。 能绘制并用箭头清晰表示冷热空气的对流过程。 任务四：风的制造者 成因解释 知道风是空气动。 能说出风是空气流动形成的。 能利用“冷热空气对流”原理，完整解释模拟实验中风的形成过程。 应用迁移 能说出1种风的应用。 能说出2种风的应用或影响。 能列举多种风的应用，并能辩证说出风的利与弊。 十一、作业设计 （一）活动一分层作业设计： 基础作业 画一画：画出“纸团不湿”实验的步骤图，并配上简单说明。 ★：图画基本正确。 ★★：步骤清晰，有简单文字说明。 ★★★：图画生动，说明准确解释了原理。 提升作业 做一做：找一个空瓶子，想办法让水进去的同时不让空气“逃跑”，或者让空气“逃跑”的同时不让水进去。记录你的方法。 ★：尝试了1种方法。 ★★：成功实现1种方法，并记录过程。 ★★★：成功实现并清晰解释2种不同原理的方法。 拓展作业 查一查：生活中哪些设计或现象利用了“空气占据空间”的原理？（如：轮胎、游泳圈、吸盘挂钩等）制作一个简单的介绍小报。 ★：找到1个例子。 ★★：找到2-3个例子并简单介绍。 ★★★：找到多个例子，分类介绍，并配有示意图。 （二）活动二分层作业设计： 基础作业 说一说：向家人介绍你是如何证明空气有质量的，用了什么方法。 ★：能说出实验名称。 ★★：能说出实验大致过程。 ★★★：能清晰描述实验过程和推理逻辑。 提升作业 想一想：如果用一个很轻很薄的塑料袋装满空气扎紧，和没装空气时相比，你觉得它的质量会变化吗？设计一个在家能操作的简单方法来验证你的想法。 ★：有猜想，但未设计验证方法。 ★★：有猜想，并设计了简单的家庭验证思路。 ★★★：有合理的猜想，并设计了具体、可行的家庭验证方案。 拓展作业 探一探：查找资料，了解科学家是如何第一次精确测量出空气质量的（如伽利略、托里拆利等人的工作），制作一张“科学史小卡片”。 ★：知道一位科学家的名字。 ★★：了解一位科学家测量空气质量的简单故事。 ★★★：能较完整地讲述一段科学史，并理解其意义。 （三）活动三分层作业设计： 基础作业 找一找：观察生活中哪些地方有热空气上升的现象？ ★：找到1处现象。 ★★：找到2-3处现象并简单描述。 ★★★：找到多处现象，并能分类描述。 提升作业 做一做：利用塑料袋和吹风机（冷热风档）模拟热气球升降，观察并记录现象。 ★：观察到上升或下降现象。 ★★：能通过控制吹风机档位（冷/热）使袋子上升和下降。 ★★★：能成功控制升降，并尝试解释原因。 拓展作业 创一创：设计一个利用“热空气上升”原理的玩具或装饰品，画出设计图。 ★：有简单的创意想法。 ★★：画出设计草图，并标注主要部分。 ★★★：设计图清晰、有创意，并能说明工作原理。 （四）活动四分层作业设计： 基础作业 画一画：画出你模拟“风的形成”实验的装置简图，并用箭头标出空气流动的方向。 ★：画出装置。 ★★：画出装置并标出大致气流方向。 ★★★：装置图准确，气流方向标注清晰正确。 提升作业 查一查：了解一种风能利用的设备，了解它是如何工作的，向同学做简单介绍。 ★：说出一种设备名称。 ★★：介绍一种设备的基本用途。 ★★★：能较清楚地介绍一种设备的工作原理。 拓展作业 议一议：风对人类生活有哪些好处和坏处？我们如何利用其好处，防范其坏处？写一篇简短的倡议书或小报告。 ★：列出1-2条好处和坏处。 ★★：列出多条利与弊，并有简单的应对想法。 ★★★：分析全面，提出的利用和防范建议具体、有针对性。 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页） 学科网（北京）股份有限公司 $