1.4 空气有质量吗（教学设计）科学四年级上册（教科版）

该小学科学教学设计聚焦“空气有质量且质量很轻”核心知识点，通过篮球打气生活实例引发学生对空气质量的猜想，以简易天平实验为学习支架，引导学生从生活现象过渡到科学探究，梳理“空气是否有质量”的认知脉络。 资料亮点在于以探究实践为核心，通过小组合作设计实验方案、动手操作皮球打气与绿豆等效测量实验，培养科学思维中的证据推理与模型建构能力，如用天平倾斜现象推理空气质量，用绿豆衡量空气质量体现等效替代法。既提升学生探究能力与科学态度，又为教师提供可操作的实验教学方案。

教科版科学四年级上册第一单元 第4课《空气有质量吗》教学设计 一、教学目标 科学观念目标 1. 知道空气是有质量的，但是空气的质量很轻。 2. 可以说出简易天平实验现象，理解往皮球打入空气后，皮球质量增大；能够联系生活实例认识空气具有质量。 科学思维目标 1. 通过简易天平对比实验，根据天平倾斜的实验现象推理空气具有质量，培养证据推理的科学思维。 2. 能够分析实验中的变量，思考实验公平性，能对实验方案提出优化；可以用本课知识解释生活相关现象。 探究实践目标 1. 小组合作，通过讨论交流确定实验器材，共同设计、完善简易天平探究实验方案。 2. 按照方案完成皮球打气实验，如实填写实验记录单；利用绿豆衡量打入空气的质量，收集实验证据。 态度责任目标 1. 尊重实验事实，如实记录实验现象，乐于小组合作交流自己的猜想与发现。 2. 体会科学实验可以测量看不见摸不着的物质，能尝试用生活工具开展拓展测量，感受科学和生活的联系。 二、教学重难点： 教学重点 通过简易天平实验获得证据，证实空气有质量；知道空气的质量比较轻。 教学难点 理解“空气质量很轻”；理解用绿豆等效衡量空气质量的实验方法；分析实验公平性要求。 三、教学准备 教师：简易天平、小塑料桶2个、皮球2只、打气筒、绿豆、电子秤、课件。 学生分组：简易天平、两个小桶、皮球、打气筒、绿豆、实验记录单。 四、教学过程 （一）聚焦导入 师：同学们，我们平时玩篮球，用打气筒给篮球打气，篮球就鼓起来，想要篮球弹得更高，我们就多打几筒空气。（讲解课本第一幅图：打气筒给篮球打气插图） 师：大家观察图片，想一想，往篮球里面打入空气之后，篮球的质量会发生变化吗？请大家独立思考，同桌之间互相说一说你的猜想。（生生交流） 生1：我觉得打入空气，篮球会变重。 生2：空气看不见摸不着，应该没有质量，质量不会变。 师：大家有两种不一样的猜想。空气看不见摸不着，它到底有没有质量？今天我们一起来学习新课——空气有质量吗（板书课题）。 （二）探索活动一：检验我们的猜测，简易天平皮球实验 师：课本给我们提供了探究实验，利用简易天平来检验猜想。请各小组讨论：想要完成这个实验，我们需要准备哪些实验器材？实验应该怎么操作？实验的时候有哪些注意事项？给大家3分钟小组讨论。（小组生生讨论） 小组代表汇报：我们需要简易天平、两个小桶、两个皮球、打气筒。先把两个皮球分别挂在天平两端小桶，调平天平，再给其中一个皮球打气，观察天平变化。 师：其他小组有没有补充？ 生：两个皮球大小要一样；两个小桶也要一样；打气的时候桶的位置不能移动。 师：同学们考虑得很周到，老师梳理完整的实验方案。 实验器材：简易天平、规格相同小桶2个、同样的皮球2个、打气筒。 实验步骤： 1. 在简易天平两端分别挂上小桶，每个桶里面放入一个没有打气的皮球，调节天平，让天平保持平衡。（讲解课本天平初始平衡插图） 师：大家看课本插图，现在天平两端一样重，处于平衡状态。 2. 保持两个小桶悬挂位置不变，只往其中一个皮球里面打入空气。（讲解课本打气操作插图） 师：课本对话框提出思考：怎样给桶里皮球打气操作更方便？哪位同学说一说？ 生：可以把皮球拿出来打完气，再放回桶里面，注意不要改变小桶挂的位置。 师：这个办法非常好，打气的时候注意不要把皮球弄破。 3. 打完气之后，把皮球放回原来的小桶，观察简易天平发生什么变化。 4. 分别记录打入0筒、10筒、30筒空气后天平的状态，填写课本记录单，用画图方式画出天平平衡情况。 师：实验之前，请大家先来预测：给皮球打入空气之后，天平会向哪边倾斜？理由是什么？ 生：我预测天平会向打过气皮球这一边下沉，如果空气有质量，这边就变重。 师：下面请各组开始实验，认真观察现象，填写记录单。（学生分组实验，教师巡视指导） 师：实验结束，哪个小组分享你们看到的实验现象？ 小组代表：没有打气的时候天平是平衡的。往皮球打入10筒空气之后，打过气皮球的一端慢慢往下沉；打入30筒空气，下沉得更加明显。 师：天平向打气皮球一侧下沉，这个现象说明了什么？ 生：打入空气之后皮球变重了，说明空气是有质量的。 师：很好。空气看不见，但是空气确实有质量。打入空气越多，增加的质量就越大，天平倾斜越明显。 （三）探索活动二：测量空气的质量 师：我们看到天平倾斜，知道打入空气变重，那增加的这部分空气质量到底有多大？课本告诉我们一个巧妙的办法。（讲解课本绿豆实验插图） 师：请同学们阅读课本，小组讨论：我们怎么利用绿豆，测量出打入空气的质量？小组讨论实验步骤。（生生小组讨论） 小组汇报：天平打气皮球一端下沉，我们往另外一侧桶里面慢慢加绿豆，一直加到天平再次恢复平衡。这些绿豆的质量，就等于打入皮球里面空气的质量。 师：说得非常棒。老师整理操作要点： 实验步骤： 1. 保持天平装置不动，打过空气的皮球一侧下沉。 2. 在没有打气皮球的这一侧小桶，一粒一粒慢慢加入绿豆，一边加一边观察天平。 3. 直到简易天平重新回到平衡状态停止加绿豆。 师：课本对话框提出思考：注入空气的质量相当于多少粒绿豆？ 师：请小组动手操作，试一试，数一数一共用了多少粒绿豆。（学生动手实验） 生：我们组打10筒空气，大约需要XX粒绿豆才能让天平平衡。 师：大家发现，需要的绿豆数量并不多，这说明什么？ 生：说明空气有质量，但是空气的质量很轻。 师：总结实验现象与实验结论：空气有质量，空气的质量很轻。 （四）研讨交流（课本研讨3个问题，小组研讨） 师：请同学们小组内交流课本研讨板块的3个问题。 研讨1：根据实验结果判断，空气有质量吗？和我们最开始的猜测一样吗？ 小组汇报：空气有质量。有的同学一开始猜想空气没有质量，和实验结果不一样，实验证明空气是有质量的。 研讨2：在皮球和绿豆实验中，怎样描述空气质量的大小？ 生：打入皮球的空气质量，和天平平衡时加入的绿豆质量相等；空气的质量很轻，只需要很少绿豆。 师：补充举例：一大间教室里面全部空气的质量，大约相当于两三只小猫的重量，虽然空气很多，但质量并不大。 研讨3：实验中的两个桶的大小可以不同吗？请说一说理由。 生：不可以。桶大小不一样，桶本身重量不一样，实验就不公平，会干扰实验结果。做对比实验，除了“打不打入空气”，其他条件都要保持一样。 师：说得非常到位，对比实验要控制变量，保证实验公平。 拓展生活举例：充气的皮球比瘪皮球重；吹满气的气球比瘪气球重，都可以证明空气有质量。 （五）拓展环节 师：课本拓展部分告诉我们，我们还可以用生活工具测量空气的质量，比如电子秤、弹簧秤。（讲解课本电子秤插图） 师：课堂简易天平灵敏度有限，家里高精度电子秤可以完成测量。大家课后可以试一试：用电子秤分别称量瘪皮球、打足气皮球的质量，对比两次读数。 师：提醒大家，普通家用电子秤精度有限，差别很小，要仔细观察读数变化。 （六）全课小结 师：今天我们利用简易天平做两组探究实验。给皮球打入空气，天平向打气皮球一侧下沉；用绿豆等效匹配，使天平重新平衡。我们得到结论：空气有质量，空气的质量很轻。 虽然空气看不见摸不着，但是它和固体液体一样，具备质量这个属性。生活中很多现象都和空气质量有关，课后大家可以继续观察生活，寻找更多证据。 （七）板书设计 空气有质量吗 猜想：空气有没有质量？ 实验：简易天平+皮球 现象：打入空气 → 皮球一侧下沉；加绿豆，天平恢复平衡 结论：空气有质量，空气的质量很轻 实验要点：对比实验，保证公平 生活实例：充气皮球、气球 五、教学反思 本节课落实2025新课标探究实践素养，利用简易天平把看不见的“空气质量”转化为看得见的天平倾斜现象。课堂上放手让学生小组讨论器材、设计实验方案，充分开展生生、师生交流，学生猜想充分，动手参与度高。 课堂不足：部分小组简易天平灵敏度不足，打入少量空气，天平倾斜不明显，实验现象不突出；需要提前调试实验器材，打气筒要保证可以充足进气。 部分学生很难理解“绿豆质量等于空气的质量”等效替代的实验思想，教学中要多借助示意图拆解。 拓展电子秤测量放在课后，引导学生把课堂科学方法迁移到家庭探究，提升知识应用能力。 1 学科网（北京）股份有限公司 $