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”核心知识点，通过篮球打气的生活情境导入，引发认知冲突。在前几课认识空气存在、占据空间、可压缩的基础上，引导学生从空间属性转向质量探究，以简易天平实验为支架，将抽象质量转化为直观天平倾斜和可计数绿豆数量。 特色在于以“调平—充气—加绿豆”三步实验为核心，通过对比观察和量化测量培养科学思维中的推理论证与控制变量意识，提升探究实践中的合作操作与数据记录能力。将空气质量转化为可见可测现象，降低认知难度，激发学生探究欲，为教师提供清晰教学流程和可操作实验方案，助力核心素养落地。

《空气有质量吗》教学设计 【教材分析】 本课是《空气》单元的第4课。在前几课的学习中，学生已经知道空气是真实存在的物质，能够占据空间，并且空间可以被压缩。本课将在此基础上，引导学生将关注点从“空间”转向“质量”，探究空气是否具备物质的基本属性——质量。本课通过简易天平实验，将原本看不见、摸不着的空气质量，转化为直观可见的天平倾斜和可计数的绿豆数量，从而建立“空气有质量”的科学观念，并为后续学习“空气流动有力量”打下坚实的物质属性认知基础。 【学情分析】 空气看不见、摸不着，四年级学生虽然在日常生活中接触过气球、篮球等充气物品，但往往认为“鼓起”只是体积变大，很难将“质量”与空气联系起来。部分学生甚至会认为空气是“没有重量”的。本课利用“天平对比实验”，将抽象的“质量”转化为可观察的“天平倾斜”和可量化的“绿豆颗粒数”，有效降低认知难度，激发学生的探究兴趣。 【教学目标】 科学观念：知道空气有质量；理解注入空气后物体的质量会增加；知道可以通过对比实验测量空气质量的大小。 科学思维：能通过天平倾斜、加入绿豆恢复平衡等实验现象，运用推理、比较等方法得出“空气有质量”的结论；能理解控制变量法在科学实验中的重要性。 探究实践：能合作完成“简易天平对比空气”实验，规范操作并如实记录实验数据；能利用绿豆对比、电子秤等方法测量并描述空气质量的大小。 态度责任：对空气是否有质量产生好奇与探究欲；敢于提出自己的猜想，尊重实验事实，乐于在小组合作中分享实验发现。 【教学重难点】 重点： 通过简易天平对比实验，证明空气有质量。 难点： 理解控制变量法（两个桶大小、皮球必须相同），并通过绿豆的颗粒数量化空气的质量。 【材料准备】 教师： PPT课件、简易天平（或自制等臂杠杆）、两个相同的小桶、两个相同的皮球（未充气）、打气筒、绿豆、实验记录单、电子秤、弹簧秤。 学生： 每组一套材料（简易天平、两个相同的小桶、两个相同皮球、打气筒、绿豆若干、实验记录单）。 【教学流程图】 【教学过程】 一、聚焦：生活现象，引发认知冲突（5分钟） 教师活动： 教师出示篮球和打气筒的情境图，提问：“同学们，给篮球打气后，篮球会鼓起来。如果想让它弹得更高，就要多打几筒气。打入空气后，篮球的质量会变化吗？是变重了、变轻了，还是不变？” 学生活动： 学生结合已有经验，大胆进行猜测（可能会说变重了，也可能觉得空气很轻，不会有变化）。 设计意图： 从学生熟悉的打篮球情境出发，引发关于“空气是否有质量”的认知冲突，激发学生用事实来验证猜想的欲望。 二、探索：实验验证与测量，收集证据（15分钟） 教师活动： 出示简易天平，介绍实验材料，强调“两个桶相同、两个皮球相同”的重要性。 学生活动： 小组合作完成实验，并填写记录单。 步骤一：调节天平平衡。 在天平两端挂上两个相同的小桶，各放一个相同的皮球，调节天平直至其处于平衡状态（此时两边质量相等）。 步骤二：注入空气，观察倾斜。 保持桶和球位置不变，用打气筒往其中一个皮球中注入空气（如注入10筒、20筒等），观察并记录天平状态的变化。 步骤三：加入绿豆，量化测量。 往没有打气的那一端桶里（即轻的一端），慢慢加入绿豆，直到简易天平重新恢复平衡。数一数加了多少粒绿豆。 设计意图： 通过明确的“调平—充气—加绿豆”三步操作，将原本不可见的“空气质量”转化为了可视的天平变化和可数的绿豆颗粒数，突破学生的认知障碍。 三、研讨：分析解释，深化理解（10分钟） 教师活动： 引导学生汇报实验数据，并组织全班交流三个核心问题。 学生活动：小组讨论三个问题： 问题1：“根据实验结果判断，空气有质量吗？与我们的猜测一样吗？”（学生回答：空气有质量，实验结果证明之前的猜想或推翻之前的猜想。） 问题2：“在皮球和绿豆实验中，怎样描述空气质量的大小？”（学生回答：可以通过加入绿豆的粒数来描述；也可以测量充气前后皮球的质量差。） 问题3：“实验中的两个桶的大小可以不同吗？”（学生回答：不可以，因为桶本身也有质量，如果大小不同，会影响实验的初始平衡，导致实验结果不准确。实验中要保证除了注入的空气外，其他所有条件都相同。） 科学表达： 引导学生用“因为注入空气后天平倾斜，所以空气有质量”的句式陈述结论。 设计意图： 在交流中，不仅深化“空气有质量”的结论，还对学生进行严谨的科学思维训练（控制变量法）。 四、拓展：学以致用，延伸测量（10分钟） 教师活动： 展示工具： 出示电子秤、弹簧秤、托盘天平的图片，提问：“你能用这些生活中的工具称出打进皮球里的空气质量吗？” 探讨方法： 学生讨论测量方法：先称未充气皮球的质量，再称充气后皮球的质量，两次相减就是注入空气的质量。 生活链接： 引导学生思考：“生活中还有哪些现象能说明空气有质量？”（如轮胎充气后变重、气球充气后手感变重等）。 设计意图： 引导学生将实验方法迁移到生活中，感受科学方法在日常生活中的应用，拓宽学生的科学视野。 【板书设计（生成）】 【学生记录单设计】： 第 1 页 共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $