《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”核心知识点，通过回顾“空气占据空间”等前序知识，结合“给篮球打气变重”的生活问题引发猜想，搭建从已知到未知的学习支架，引导学生进入探究。 特色在于从定性到定量的递进实验设计，先通过简易天平观察打入空气后天平倾斜证明空气有质量（科学观念），再用绿豆测量质量大小（探究实践），培养控制变量和数据分析能力（科学思维）。帮助学生建立实证意识，为教师提供可操作的探究式教学方案，提升课堂效率。

2026最新版教科版四年级上册教案 第 4 课 空气有质量吗 第 一 单元 空气 【课标落实】 1.对应核心概念的内容要求和学业要求: 学科核心概念 4年级学习内容 4年级学习内容要求 4年级学业要求 1.物质的结构与性质 1.2空气与水是重要的物质 ④说明空气有质量并占有一定的空间，空气会充满各处。 能利用证据说明空气占据空间、充满各处的性质等。 2.物质的变化与化学反应 2.1物质的三态变化 ①知道固体有确定的形状、体积和质量；液体有确定的体积和质量，液体静止时其表面一般会保持水平；气体有确定的质量，但没有确定的体积和形状。 能归纳概括气体、液体、固体在质量、体积、形状等方面的简单特征。 2.指向的跨学科概念 稳定与变化：通过对比打入空气前后天平平衡状态的变化，理解空气有质量这一稳定性质在条件变化下的表现。 【教材分析】 本课是2026最新版教科版四年级上册《空气》单元的第四课，是在学生已经建立“空气能占据空间”、“空气占据的空间会改变”等概念的基础上，对空气性质的进一步探究。教材通过“给篮球打气后篮球会变重吗”这一生活问题引发学生思考，进而设计了两个递进的探索活动：一是“简易天平实验”，让学生通过定性观察（天平倾斜）证明空气有质量；二是“绿豆置换实验”，让学生通过定量测量（绿豆粒数）描述空气质量的大小。这两个活动从定性到定量，从现象到本质，引导学生逐步建构起“空气有质量，但质量很小”这一科学概念，并为后续学习“空气的流动”等知识做铺垫。 【学情分析】 1.认知分析 通过前三课的学习，学生已经知道空气能占据空间、空气容易被压缩等性质。但对于“空气是否有质量”这一问题，学生的认知比较模糊。部分学生可能认为“空气很轻，所以没有质量”；部分学生可能通过生活经验（如打气后篮球变重）有模糊感知，但缺乏科学证据支持。 2.探究能力分析： 学生在一年级，已经使用过简易天平，知道天平的倾斜可以反映物体的轻重。本课中需要学生进一步设计实验方案，控制变量（如皮球大小、打入空气量等），对学生的实验设计能力和数据分析能力提出了更高要求。 3.兴趣分析： 学生对“空气到底有没有质量”这一问题充满好奇，对“用天平和绿豆测量空气的质量”这一探究活动表现出强烈的参与意愿，这为本课的探究活动提供了良好的心理基础。 【教学目标】 科学观念 1.通过实验探究，知道空气有质量，但质量很小。 科学思维 1.能运用分析、比较、推理等方法，从天平倾斜、绿豆粒数等实验现象中，归纳出空气有质量的结论。 探究实践 1.在教师指导下，能利用简易天平、皮球、打气筒、绿豆等材料，完成“空气有质量吗”的系列实验。 2.能如实记录实验数据，并能用语言描述、解释实验现象。 态度责任 1.在探究活动中，逐步建立起用事实证据证明自己观点的实证意识。 【教学重难点】 重点 通过实验探究，知道空气有质量，但质量很小。 难点 通过设计实验方案和控制变量，准确测量和描述空气质量的大小。 【教学策略】 1.探究式学习策略：以“空气有质量吗”为核心问题，引导学生通过猜想、实验、观察、分析、交流等环节，自主建构知识。 2.对比策略：通过对比打入空气前后天平的状态变化，帮助学生理解空气有质量。 3.定量测量策略：利用绿豆作为标准物，将抽象的空气质量转化为可计数的绿豆粒数，实现定量描述。 【教学准备】 多媒体课件、简易天平、皮球（2个）、打气筒、绿豆、实验记录单、电子秤、篮球。水槽、塑料瓶（2个，1个装满空气、1个装满水）、注射器（2个）、烧杯、水、橙子皮。 【教学过程设计】 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 学习表现 一、前情回顾，聚焦问题 1.出示篮球和打气筒，提问：“用打气筒给篮球打气，篮球会发生什么变化？那是因为里面增加了什么？说明空气有什么特征？” 2.追问：“如果我们想让篮球弹得更高，可以怎么做？为什么？” 3.再问：“空气还有什么特征？空气有质量吗？质量是什么意思？能举例说说吗？” 4.揭示课题：“空气有质量吗？今天我们就来探究这个问题。”（板书课题：空气有质量吗） 1.学生结合生活经验回答。 2.思考并回答。 3.学生进行猜想，并举例说明。 通过回顾前三课所学知识，建立知识联系；通过“打气后篮球变重”的生活经验，引发学生对“空气是否有质量”的猜想，激发探究兴趣。 学生能积极思考，对“空气有质量吗”产生好奇，并能大胆表达自己的猜想。 二、探索：实验探究，寻找证据 活动一：设计实验方案 1.出示简易天平、皮球、打气筒、绿豆等材料，提问：“利用这些材料，你能设计一个实验来验证空气是否有质量吗？” 2.引导学生小组讨论，参考书本记录，将自己的设计思路写在白纸上。 3.组织小组汇报，确定最终方案：“在简易天平两端挂上小桶，分别放入两个皮球，调平后，往其中一个皮球内打入空气，观察天平状态的变化。” 4.追问：“实验时应该注意什么？”引导学生明确控制变量（两个皮球大小相同、打入空气量相同、观察天平等）。 活动二：定性实验——证明空气有质量 1.指导学生分组实验：先调平天平，再往其中一个皮球内打入10筒空气，观察天平状态并记录；继续打入20筒空气，观察变化并记录。 2.教师巡视指导，强调“保持桶的位置不变”、“打气时注意安全”。 3.组织小组汇报，引导学生发现：打入空气后，天平向打入空气的皮球一端倾斜，且打入空气越多，倾斜越明显。 4.小结：“这个实验现象说明了什么？”（空气有质量） 活动三：定量实验——用绿豆测量空气质量 1.提问：“通过刚才的实验，我们知道空气有质量。那么，30筒空气的质量到底有多大呢？我们能用绿豆来量一量吗？” 2.引导学生讨论：往哪个桶里加绿豆？加到什么时候停止？ 3.明确实验方法：往未打入空气的皮球一端的小桶中慢慢加入绿豆，直到天平恢复平衡，记录加入的绿豆粒数。 4.指导学生分组实验，记录数据。 5.组织汇报，引导学生得出“30筒空气的质量大约等于（）粒绿豆的质量”的结论。 1.小组内讨论如何利用材料设计实验，并记录设计方案。 2.小组代表上台汇报设计方案，并说明理由。 3.小组合作，按照实验步骤操作，调平天平，打入空气，观察天平状态，记录实验现象。 4.小组代表上台汇报，描述现象。 5.得出结论：学生总结“空气有质量”。 6.学生讨论并回答。 7.小组合作进行实验。 8.小组代表汇报实验数据。 通过“设计实验方案”环节，培养学生的实验设计能力和控制变量的意识，体现科学探究的完整性。 通过定性实验，让学生直观看到天平倾斜的现象，证明空气有质量，培养学生的实证意识。 通过定量实验，让学生用绿豆作为标准物，测量并描述空气质量的大小，实现从定性到定量的提升，培养学生的数据分析和表达能力。 学生能积极参与讨论，设计出合理的实验方案。 学生能规范操作，如实记录实验现象，并能准确描述“打入空气后天平倾斜”。 学生能准确记录绿豆粒数，并能说出30筒空气的质量等于多少粒绿豆的质量。 三、研讨：总结提升，深化认识 1.提问：“通过本节课的实验，我们得到了什么结论？” 2.追问：“实验中的两个桶的大小可以不同吗？为什么？” 3.再问：“我们是用什么方法来描述空气质量的大小的？为什么要用绿豆这样的小物体？” 4.引导学生总结：空气有质量，但质量很小，可以用绿豆、回形针等轻小物体来表示。 1.学生总结，并举手回答。 2.学生思考并回答。 3.学生回答“用绿豆来描述空气质量的大小，因为空气的质量很小，需要用轻小的物体来表示”。 通过总结和追问，帮助学生巩固所学知识。 学生能清晰地表达出结论。 学生能说出“用绿豆来描述空气质量的大小”的原因。 四、拓展：链接生活，延伸课外 1.出示电子秤，提问：“除了用天平和绿豆，我们还有其他更简便的工具来测量打进皮球的空气质量吗？” 2.教师演示用电子秤称量皮球打入空气前后的质量变化，引导学生观察读数变化。 3.提问：“电子秤和简易天平相比，有什么优势？” 4.鼓励学生课后尝试用电子秤测量其他物体的质量。 1.学生思考并回答。 2.学生观察教师演示，记录电子秤的读数变化。 3.学生比较两种工具。 通过对比，帮助学生理解不同工具的优势和适用场景。 学生能积极观察，对电子秤的测量结果表现出兴趣。 学生能说出电子秤和简易天平的主要区别。 【课堂小练习设计】 练习一 判断题： 空气很轻，所以空气没有质量。（ ） 把皮球打入空气后，放在天平上，发现皮球变重了，这说明空气有质量。（ ） 练习二 小明在给气球打气时，发现气球越吹越大，他想知道气球里的空气有没有质量。请你帮他想一个办法来验证，并写出你的实验步骤。 【作业设计】 1.基础性作业 完成本课的相关记录。 2.实践性作业 请你在家里找一个电子秤，用今天学到的“称量法”来验证一下“一杯热水和一杯冷水，哪一杯的质量更大？”想一想，为什么？把你的发现和爸爸妈妈分享。 学科网（北京）股份有限公司 $