1.4《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“空气有质量吗”核心知识点，通过篮球打气生活情境短视频导入，引发学生猜想，承接前课空气占据空间的知识，以简易天平实验为支架，引导学生验证空气是否具有质量。 此设计亮点在于实验驱动的科学探究，通过控制变量的对比实验（科学思维）和绿豆等效替代法（科学观念），将抽象空气质量转化为直观现象，学生分组操作培养探究实践能力，既帮助学生建立科学观念，又为教师提供规范的实验教学方案，提升课堂效率。

1.4《空气有质量吗》教学设计 【教材分析】 本课选自小学四年级科学空气单元第4课（教材P11-P13）。在前面学习空气占据空间的基础上，本课聚焦核心问题：空气是否具有质量。教材以篮球打气生活情境引出探究议题，设计简易天平皮球实验，分为检验猜测、定量测量空气质量两大探究活动，配套研讨、拓展板块。教材借助简易天平直观对比，用绿豆等效衡量空气质量，把看不见的空气质量转化为看得见的现象，帮助学生建立“空气有质量”的科学观念，同时训练学生对比实验、定量观测、证据论证的探究能力，为本单元后续空气相关内容学习奠定基础。 【学情分析】 四年级学生已经知道空气看不见、摸不着、能占据空间，具备初步观察与动手实验能力。大部分学生存在前概念误区：认为空气很轻，没有质量；少数学生猜测空气有质量，但无法拿出证据。学生能够操作简易天平，但控制实验变量、利用等效替代法量化物质质量的思维较弱。本课借助可视化天平实验，将抽象的“质量”转化为直观现象，契合四年级学生由具象思维向抽象思维过渡的认知特点。 【教学目标】 一、科学观念 1.通过实验认识空气具有一定的质量； 2.知道可以利用等效替代的方法，衡量空气质量的大小。 二、科学思维 1.能根据实验现象对比推理，基于天平平衡变化的证据，论证空气是否有质量； 2.初步建立等效替代思维，理解可以用绿豆的数量表征打入皮球内空气的质量。 三、实践探究 1.能按照教材实验步骤操作简易天平实验（教材P11-12），规范完成皮球打气、天平状态观测、现象记录； 2.能独立完成定量测量空气质量实验（教材P13），收集实验证据，如实填写实验记录单。 四、态度责任 1.养成尊重实验证据、如实记录实验现象的科学习惯； 2.感受生活处处有科学，愿意利用生活工具继续探究空气相关问题。 【教学重点】 通过简易天平实验，获得证据，证实空气有质量。 【教学难点】 理解等效替代实验方法；控制实验变量，保证对比实验公平。 【教具准备】 教师教具：多媒体课件、教材图片PPT、打气筒、皮球、简易天平、小桶、绿豆、电子秤；演示实验器材。 学生分组器材：简易天平、塑料小桶、皮球、打气筒、绿豆、实验记录单（教材样式）。 教学视频准备：①篮球打气弹跳变化实景短视频；②简易天平实验规范操作示范视频。 【教学过程】 一、导入新课（教材P11） 教师活动：出示篮球、打气筒，播放篮球打气短视频。提问：我们用打气筒给篮球打气，篮球鼓起来，打气越多篮球弹得越高。聚焦核心问题：不断打入空气后，篮球的质量会发生变化吗？请同学们大胆说一说自己的猜想。 学生活动：观察视频，自由表达猜想。一部分学生认为空气没有重量，篮球质量不变；一部分学生猜想打入空气，篮球会变重。 设计意图：利用学生熟悉的打篮球生活情境导入，紧扣教材聚焦问题，制造认知冲突，激发探究欲望。 知识点：引出探究核心议题——空气有质量吗。 二、讲授新课 活动一：检验猜想——简易天平对比实验（教材P11-P12） 教师活动： 引导思考猜想能不能直接确定？科学需要实验验证。出示实验材料，分步讲解实验操作要求：①在简易天平两端小桶内各放入一个皮球，调节天平，使天平保持平衡；②保持小桶悬挂位置不变，只往其中一个皮球内打入空气；③仔细观察天平倾斜变化，及时记录现象。 抛出思考问题：实验中，哪些条件不能改变？只能改变什么？组织学生讨论实验公平性。巡视各组实验操作，及时纠正不当操作，提醒学生观察打气后天平向哪一侧倾斜。实验结束组织小组交流观察到的现象。 学生活动：小组合作组装简易天平，调平装置；给一侧皮球打气，持续观察天平状态，填写记录单；小组内交流实验现象。 设计意图：落实教材第一个探究活动，开展对比实验教学，渗透控制变量法，训练学生观察、如实记录的实验习惯。 知识点：皮球打入空气后，放皮球一侧天平下沉，说明打入空气后皮球变重，初步证明空气有质量。 教师补充设问（教材气泡问题）：怎样给桶中的皮球打气操作更方便？引导学生思考打气时尽量不移动小桶、不触碰天平，避免干扰平衡状态。 活动二：测量空气的质量（教材P13） 教师活动： 过渡提问：我们看到天平倾斜了，那打入的这部分空气，质量到底有多大？我们能不能想办法衡量？讲解等效替代方法：往没有打气的一端桶内慢慢添加绿豆，直到简易天平重新恢复平衡。此时绿豆的质量，就等于打入皮球里空气的质量。 示范操作要点：绿豆要一颗一颗缓慢添加，不能一次性大量倒入；天平平衡后数一数绿豆数量。组织各组开展定量实验，引导学生思考：注入更多筒数空气，需要的绿豆数量会怎样变化？ 学生活动：分组添加绿豆，使天平重新平衡，统计绿豆数量；对比不同打气筒数对应的绿豆数量，归纳规律。 设计意图：借助等效替代法，把看不见的空气质量转化为可以计数的绿豆，突破教学难点；引导学生定量感知空气质量大小。 知识点：可以用绿豆等效表征空气的质量；打入空气越多，空气质量越大，平衡所需绿豆越多。 研讨交流（教材P13研讨问题） 教师活动：依次抛出研讨三个问题，组织小组讨论，之后全班交流总结。 1.根据实验结果判断，空气有质量吗？与我们最初的猜测一样吗？引导学生结合天平倾斜、绿豆平衡证据进行回答。 2.在皮球和绿豆实验中，怎样描述空气质量的大小？引导学生说出：用使天平平衡所需绿豆的粒数表示空气的质量。 3.实验中的两个桶的大小可以不同吗？启发学生思考：桶大小不同，本身质量不一样，实验一开始就无法调平，对比实验要保证除“有无打入空气”以外其他条件全部相同。 学生活动：小组讨论，结合实验证据发言，梳理实验结论。 设计意图：依托教材研讨问题，引导学生梳理证据、反思实验，深化对比实验公平性认知，训练证据推理的科学思维。 知识点：①空气具有质量；②对比实验需要控制无关变量保持一致。 拓展活动（教材P13拓展板块） 教师活动：出示电子秤实物，布置课后拓展任务：试一试，利用家里电子秤、弹簧秤，直接称量打气前后皮球的质量，算出打进皮球内空气的质量。提示学生思考：为什么简易天平、电子秤都能证明空气有质量。 学生活动：记录拓展任务，交流自己打算如何在家开展实验。 设计意图：联系生活工具，延伸课堂探究，鼓励学生课后继续开展科学实践。 知识点：生活中的测量工具也可以测量空气的质量。 三、课堂小结 教师活动：带领学生回顾两组实验，共同总结本课核心结论。提问：今天我们通过什么实验证明空气有质量？我们用了什么方法衡量空气质量？ 学生活动：集体回顾，复述实验过程与结论。 知识点：空气有一定的质量；我们可以借助简易天平、等效替代法研究空气的质量。 四、课堂练习（简要） 1.判断：空气看不见摸不着，所以空气没有质量。（×） 2.简易天平实验中，给皮球打气一端下沉，说明了什么？ 3.在实验中，为什么两个皮球、两个小桶要保持一致？ 【板书设计】 4空气有质量吗 猜想：空气有没有质量？ 实验1：简易天平 打气后皮球一侧下沉→空气有质量 实验2：等效替代（绿豆） 绿豆质量=打入空气的质量 结论：空气具有一定的质量 学科网（北京）股份有限公司 $