1.4《空气有质量吗》学历案-2026-2027学年科学四年级上册教科版

该小学科学学历案围绕《空气有质量吗》，通过简易天平皮球定性实验、绿豆等效替代定量测量，结合教材研讨与电子秤拓展实验，引导学生建立空气有质量且打入越多质量越大的科学观念，提供实验步骤指导、问题链及记录单等学习支架。 以篮球打气生活情境导入激发探究欲，通过分组实验、分步操作指导落实探究实践，利用绿豆等效替代和控制变量法培养科学思维，课后电子秤家庭实验促进生活迁移，凸显学生主体与教师引导的深度融合。

1.4《空气有质量吗》学历案 【课题与课时】 教育科学出版社统编版小学《科学》四年级上册第一单元“空气”第4课《空气有质量吗》，1课时 【课标要求】 步骤 学段目标 内容要求 学业质量要求 课标分析 1. 物质科学领域：空气是真实物质，具有一定质量；能运用控制变量、等效替代开展对比实验，依托实验现象推理得出结论。 2. 探究实践：能规范组装、调平简易天平，完成皮球打气对比实验；能用绿豆定量衡量空气质量，结合生活称重工具设计拓展探究。 1. 完成两组递进探究：简易天平皮球对比定性实验、绿豆等效替代定量测量空气质量实验。 2. 掌握对比实验控制变量、等效替代量化测量两种核心实验方法。 3. 结合篮球、电子秤等生活物品解释空气有质量，完整解答教材研讨三道核心问题。 1. 基础水平：独立完成天平对比实验，准确描述皮球打气后天平下沉的实验现象。 2. 合格水平：能用绿豆配重使天平恢复平衡，说出绿豆数量代表空气质量，能说出 2 条对比实验需要统一的条件。 3. 优秀水平：整合全部实验证据论证空气有质量；自主设计家庭电子秤测量实验，完整解释教材全部研讨问题。 课时内容分析 - 核心素养 科学观念：建立核心概念 —— 空气具备质量；打入空气越多，整体质量越大。 科学思维：依托天平倾斜现象对比推理，利用绿豆等效量化分析；建立证据说理思维，理解对比实验公平原则。 探究实践：规范组装天平、调平装置，有序完成打气、观测、计数、记录完整实验流程，规范填写实验记录单。 态度责任：尊重实验数据，如实记录实验现象；善于从球类、称重工具等生活物品挖掘科学问题，主动开展课后自主探究。 学生学什么： 1. 简易天平皮球定性验证实验； 2. 绿豆等效替代定量测量空气质量实验； 3. 对比实验控制变量操作规范； 4. 教材 3 道研讨核心问题； 5. 电子秤课后拓展称重实验； 6. 生活中体现空气有质量的实例。 学到什么程度： 1. 依靠天平实验现象证明空气存在质量； 2. 熟练使用绿豆等效法量化空气质量大小； 3. 严格把控对比实验变量，独立设计生活化探究小实验。 课时内容分析 - 学生怎么学 教法：生活情境导入法、演示示范法、分组对照实验法、等效替代教学法、问题链研讨法、任务拓展法 学法：猜想假设法、控制变量操作法、观察记录法、等效量化法、证据说理法、小组分工合作法、生活迁移法 分组实验、数据记录、小组研讨、定量测量、生活分享、自评互评 分组实验、数据记录、小组研讨、定量测量、生活分享、自评互评 【学习目标】 1.通过简易天平皮球对照实验，观察打气后天平倾斜变化，依托实验证据推理得出空气具有质量（科学观念、探究实践）。 2.借助绿豆等效替代定量实验，统计平衡所需绿豆数量，掌握等效替代、控制变量两种科学探究方法，能说明打入空气越多，空气质量越大（科学思维、探究实践）。 3.结合篮球、家用电子秤等生活物品举例说明空气有质量；独立设计课后称重小实验，养成依靠实验证据得出科学结论的严谨探究习惯（态度责任、科学思维）。 【评价任务】 1.全程参与天平对照实验，规范组装并调平天平，完整填写实验记录单，能向小组清晰描述皮球打气前后天平的变化现象（检测目标1）。 2.完成绿豆定量测量实验，准确统计绿豆配重数量，课堂发言完整解释“绿豆总质量等于打入皮球内空气质量”的等效替代原理（检测目标2）。 3.小组研讨时结合实验证据完整回答教材研讨问题；能举出2个生活实例，独立写出利用家用电子秤测量空气质量的简易操作步骤（检测目标3）。 【资源与建议】 1.地位与作用 本课为空气单元第4课时，承接前三课空气真实存在、空气占据空间、空气可被压缩的知识，完善空气物质属性完整认知，证实空气具备质量。本节课渗透控制变量、等效替代两大小学物质科学核心实验方法，为后续固体、液体质量相关探究实验提供通用探究思路，是单元知识体系中承上启下的关键一课。 2.学习逻辑顺序 篮球打气生活短视频导入，提出猜想→天平对照定性实验验证空气有质量→绿豆等效定量实验衡量空气质量→教材研讨梳理实验规则与核心结论→电子秤拓展任务迁移实验方法→课堂小结整合全部概念→课后家庭称重实践作业。 遵循“生活激趣—定性验证—定量测量—方法总结—课外延伸”四年级学生由具象操作到定量分析的认知发展规律。 3.重难点及突破策略 学习重点：借助简易天平实验收集直观证据，证实空气具有质量。 突破策略：教师提前播放天平组装、皮球打气标准化操作示范视频；分组分步操作，先调平装置再打气，直观观察天平下沉变化；每组完成实验后上台展示装置与现象，全班共享实验证据。 学习难点：理解等效替代测量方法；掌握对比实验控制无关变量、保障实验公平的要求。 突破策略：分步演示逐颗添加绿豆的操作，设计表格记录打气筒数量与对应绿豆数量；设置递进问题链，对比桶大小、皮球规格、悬挂位置等变量对实验的影响，明确仅能改变“皮球内部空气多少”单一条件。 【学习过程】 课前学习 1.回顾前3课空气相关知识点，观察家中篮球、充气皮球，思考充气与放气后皮球重量是否相同，写下个人猜想。 2.预习教材11-13页，圈画简易天平、皮球、绿豆、打气筒等实验器材，自主思考验证空气是否有质量的可行办法。 学法指导：生活观察猜想法、课本圈点批注预习法 课中学习 学习任务一：生活情境导入，提出探究猜想（检测目标1） 教法：情境激趣法、谈话讨论法；学法：生活回忆、大胆猜想、小组交流 1.教师活动：播放篮球打气弹跳变化实景短视频，出示皮球、打气筒实物，抛出核心探究问题：持续向皮球打入空气，皮球整体重量会改变吗？组织四人小组交流猜想，汇总两类观点：①空气无重量，皮球重量不变；②空气有重量，皮球充气后变重。板书课题《空气有质量吗》，明确本节课依靠天平实验验证猜想。 2.学生活动：观看视频，结合课前生活观察自由发言，在小组内分享个人猜测，形成探究疑问。 3.设计意图：依托学生熟悉的球类运动制造认知冲突，激发动手实验验证猜想的探究欲望。 学习任务二：定性探究——简易天平皮球对照实验（检测目标1、2） 教法：分步演示法、巡回指导法、控制变量对照实验法；学法：四人分工（器材组装员、打气操作员、现象记录员、小组汇报员）、对比观察、现象记录 分组统一器材：简易天平、2个规格完全相同塑料小桶、2只同款未充气皮球、打气筒、实验记录单 教师分步操作指导： ①天平两端悬挂一模一样的塑料小桶，桶内各放入1只未充气皮球，左右微调天平使其完全水平平衡； ②全程不移动小桶、不触碰天平支架，仅向右侧皮球打入空气； ③静置观察天平倾斜方向，及时记录实验现象。 引导思考问题：皮球打气后天平哪一侧下沉？该现象说明皮球发生了什么变化？实验全过程哪些条件不能更改？ 学生操作：小组合作组装、调平天平，给右侧皮球打气，持续观察天平状态，填写实验记录单。 学法指导：控制变量法，实验仅改变“皮球内空气总量”，其余器材、悬挂位置全部统一，保证对比公平。 知识点：打入空气的皮球一侧天平下沉，皮球整体变重，初步证明空气具有质量。 学习任务三：定量探究——绿豆等效替代测量空气质量（检测目标2） 教法：等效替代演示法、定量探究法；学法：逐颗计数、数据记录、规律归纳 教师操作指导要点： 1.保持天平、两只皮球位置不变，向左侧无充气皮球的小桶内一颗一颗缓慢投放绿豆，直至天平再次恢复水平； 2.数清配重绿豆总粒数，记录对应打气筒数量； 3.增加打气筒数量重复实验，对比两次绿豆数量差异。 引导思考问题：天平重新平衡，绿豆总质量与打入皮球内空气的质量存在什么关系？打入空气越多，配重绿豆数量会如何变化？ 学生操作：逐颗添加绿豆、统计数量，对比不同打气量对应的绿豆粒数，填写数据记录表。 实验数据对比记录表（4行4列） 打气筒数 天平变化现象 平衡所需绿豆数量 实验结论 5 筒空气 右侧皮球桶下沉 XX 粒 空气具有质量 10 筒空气 右侧下沉幅度更大 更多绿豆 打入空气越多，空气质量越大 学法指导：等效替代法，用看得见、可计数的绿豆等效替换看不见的空气，实现空气质量量化观测。 知识点：使天平恢复平衡的绿豆总质量，等同于打入皮球内部空气的质量。 学习任务四：全班研讨，梳理实验方法与核心结论（检测目标3） 教法：问题链导学、全班研讨法；学法：证据说理、归纳总结、结合实验作答 教师出示教材三道研讨问题，小组充分讨论后全班发言，要求所有观点必须结合天平、绿豆实验现象作为证据： 1.根据实验结果判断空气有质量吗？和课前你的猜想一致吗？ 2.在皮球与绿豆实验中，我们如何描述打入皮球内空气的质量大小？ 3.实验中两个塑料小桶、两只皮球规格不一样可以吗？请说明理由。 学生总结发言： 4.充气皮球一侧天平下沉、需要绿豆配重才能平衡，证明空气具备质量； 5.用使天平平衡的绿豆粒数表征空气的质量； 6.小桶、皮球规格必须完全统一，否则初始天平无法调平，对比实验失去公平性。 学法指导：证据表达法，所有结论依托课堂真实实验现象，不依靠主观猜测。 学习任务五：拓展实践——生活称重工具探究（检测目标3） 教法：任务驱动拓展法；学法：方案设计、生活迁移 教师出示电子秤实物，布置课后拓展探究任务：在家使用电子秤、打气筒、皮球，分别称量皮球充气前、充气后的重量，计算重量差值，差值即为打入空气的质量。 引导思考：简易天平、电子秤证明空气有质量的原理有什么相同之处？ 学生活动：记录拓展实验所需材料与操作步骤，小组互相完善家庭实验方案。 知识点：生活中的各类称重测量工具都可以测量空气的质量。 学习任务六：课堂综合自评评价标准 评价内容：天平组装操作、实验数据记录、课堂研讨发言、拓展实验方案设计 1.优秀：独立规范完成两组完整实验，数据记录完整清晰；能完整解释等效替代、控制变量两种实验原理；自主完善家庭电子秤实验方案，准确完整回答全部研讨问题； 2.良好：全程参与两组实验，记录无遗漏；能准确描述天平倾斜现象，解释绿豆配重基本原理；独立完成拓展实验方案； 3.合格：跟随小组合作完成实验，能简单描述天平变化，在教师提示下完成绿豆计数； 4.我的表现：（学生自主填写自评结果） 学习任务七：课堂小结 教师串联完整探究逻辑：篮球生活情境猜想→天平定性实验证明空气有质量→绿豆定量实验衡量空气质量→研讨总结对比实验操作规则→电子秤生活化拓展，梳理核心结论：空气具有一定质量；可通过控制变量对比实验、等效替代法测量空气质量；打入皮球的空气越多，总质量越大。学生同步整理课堂笔记。 【学后反思】 1.天平实验中，给皮球打入空气后天平出现了怎样的变化？该现象证明了什么科学结论？ 2.实验中为什么选用绿豆衡量空气的质量？什么是等效替代法？ 3.开展皮球天平对比实验时，两只塑料小桶、两只皮球为什么必须完全一样？ 【作业与检测】 一、选择题（检测目标1、目标2） 1.简易天平两端放置规格相同的未充气皮球，给右侧皮球打入空气后，天平会出现（） A.左侧桶下沉B.右侧桶下沉C.保持水平平衡D.左右来回晃动 2.向左侧空皮球的桶中添加绿豆使天平重新平衡，绿豆的总质量等于（） A.整只皮球的质量B.打入皮球内空气的质量C.塑料小桶的质量D.绿豆自身总重量 二、判断题（检测目标1、目标3） 1.空气看不见、摸不着，因此空气没有质量。（×） 2.做对比实验时，两个塑料小桶大小不一致不会影响实验结果。（×） 3.向皮球打入更多空气，让天平平衡需要的绿豆数量会增多。（√） 三、简答题（检测目标2） 说一说什么是等效替代法？本节课我们如何利用该方法测量空气的质量？ 实践作业（检测目标3，联系生活） 1.家庭小实验：利用家中电子秤、皮球、打气筒，分别称量皮球充气前后的重量，记录重量差值，下节课课堂分享实验结果； 2.生活观察：寻找1种生活中能够体现空气有质量的物品，下节课课堂分享。 学科网（北京）股份有限公司 $