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围绕“空气有质量吗”展开，通过生活中给篮球打气的经验导入，衔接前几课空气存在、占据空间、可压缩的知识，以简易天平实验为支架，引导学生从定性到定量探究空气的质量。 特色在于采用“定性验证—定量换算”双阶实验，先通过天平倾斜证明空气有质量，再用绿豆等量代换量化质量，培养科学思维与探究实践能力。强调控制变量排除浮力干扰，树立实证意识，助力学生理解空气性质，为教师提供清晰实验流程与难点解决方案。

第4课时 空气有质量吗 课型 实验探究课 课时 1 学情分析 通过前几课学习，学生已经知道空气真实存在、可以占据空间、能够被压缩，但学生普遍认为空气没有质量。在简易天平实验中，学生很难直观观察到空气微小的质量；实验打气过程容易改变皮球体积，产生浮力干扰；利用绿豆等效换算空气质量、控制实验变量对学生存在思维难点。 核心素养目标 科学观念 1. 知道空气具有一定的质量，打入皮球里的空气越多，总质量就越大。 2. 掌握用绿豆等效换算出一定体积空气质量的方法，知道空气有质量但很轻。 科学思维 借助简易天平的对比实验，观察天平倾斜变化，推理空气存在质量；利用等量代换思想，把空气质量转化为绿豆的质量，量化空气质量。 探究实践 1. 完成简易天平皮球打气实验，记录不同打气筒数下天平的平衡状态，填写实验记录单。 2. 添加绿豆，让天平重新平衡，换算30筒空气对应的绿豆数量；并尝试用电子秤称量空气质量。态度责任 1. 严格控制实验变量，依托实验证据得出结论，树立严谨的实证意识。 2. 能用“空气有质量”的原理解释生活现象，完善空气的性质认知。 教学重难点 重点 通过简易天平实验，证明空气有质量。 难点 排除皮球体积带来的浮力干扰；利用绿豆等量代换，量化空气的质量。 教学准备 教师准备 教学课件、分组实验材料（简易天平、小吊桶、皮球、打气筒、绿豆）。 学生准备 提前预习控制变量的实验要求。 教学过程 师生活动指导 设计意图 一、聚焦 （3分钟） 1. 谈话导入：大家发现没，用打气筒给篮球打气，打入篮球的空气越多篮球弹跳越高，这是为什么呢？ 2. 抛出探究问题：不断往篮球打入空气，篮球的总质量会不会发生变化？3. 学生进行猜想，教师板书课题。 结合学生生活中打篮球的经验，抛出探究问题，激发探究兴趣，锁定本课探究方向。 二、探索 （24分钟） 活动一：简易天平打气对比实验 1. 组装实验器材：在简易天平两端悬挂相同的小桶，桶内各放一个皮球，调节天平，使天平左右两端平衡。 2. 保持小桶位置不变，往右侧皮球内分别打入 10 筒、30 筒空气，每打完一次，观察、记录天平倾斜状态，填写记录单。 3. 总结实验现象：向右侧皮球打入空气后，右侧皮球下沉。 4. 小组讨论原因：往皮球内打入空气，皮球的质量变大。 活动二：测量空气的质量 1. 往天平左侧的吊桶内一颗一颗加入绿豆，直到天平再次恢复平衡。 2. 将两个小桶取下，数一数左侧小桶中绿豆的数量，测量30 筒空气的质量约等于多少粒绿豆的质量。 3. 师生小结：空气是有质量的，只是质量很轻。 先通过天平倾斜定性证明空气有质量，再利用绿豆等量代换，定量衡量空气质量。严格控制实验变量，把看不见的空气质量转化为看得见的绿豆，降低抽象思维的难度。 三、研讨 （6分钟） 1. 根据实验结果判断，空气有质量吗？与我们的猜测一样吗？ （小结：空气具有质量，往平衡的天平右侧的皮球打气，天平右侧下沉，说明皮球总质量增加，证明空气有质量。） 2. 在皮球和绿豆实验中，怎样描述空气质量的大小？ 3. 实验里两个吊桶的大小可以不一样吗？为什么？ （小结：可以，在向一侧皮球打入空气前，保证天平是平衡的即可。） 依托实验证据梳理核心概念，巩固控制变量的实验思想，将科学原理和实验操作结合，深化理解。 四、拓展 （7分钟） 1. 布置探究任务：利用电子秤、弹簧秤等，尝试称量打入皮球的空气的质量。 2. 小组讨论测量方法并进行测量。 3. 提示：先称未打气皮球的质量，再称量打气后的皮球质量，两次的差值就是打入空气的质量。 借助精准测量工具再次验证结论，拓展测量方法，落实拓展探究任务。 板书设计 空气有质量吗 空气有质量 空气质量很轻 【教学反思】 本课以简易天平对比实验为核心，从定性验证空气有质量，再到定量用绿豆换算空气质量，循序渐进完善空气的性质体系。课堂存在三处不足：第一，皮球打气后体积膨胀，受到空气浮力，会让实验结果存在误差；再教时课堂要提前讲解浮力带来的影响，尽量选用弹性小的皮球，减少体积变化。第二，部分学生不理解“控制变量”，实验时吊桶位置移动，干扰实验；再教时实验前强调只能改变皮球内空气的多少，其余条件保持不变。第三，学生很难直观理解空气质量很轻；可以增加多组绿豆计数对比，让学生感知一定量的空气只对应很少的绿豆，加深认知。 学科网（北京）股份有限公司 $