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

1-4《空气有质量吗》教学设计 一、教材分析 本课进入第二个物质特性：有质量。教材采用定性与定量两段式编排。 定性段为天平两端各挂一个皮球，调节平衡后往其中一个皮球内打气，观察天平状态变化，据此判断空气有没有质量。定量段为往未打气那端的小桶里慢慢加绿豆，直至天平重新平衡，据此判断空气有多少质量。 聚焦问题从生活情境切入：用打气筒给篮球打气，篮球会鼓起来，那么打入空气后篮球的质量会变化吗？ 本课真正的教学价值在于两点。其一，用天平倾斜的方向进行推理，空气看不见而天平看得见。其二，知道测量存在误差。教材研讨专门讨论两个桶的大小是否可以不同，教师用书也在疑难解答中反复强调要统一材料、提高灵敏度、反复测试。误差这一概念是本单元唯一一次明确提出，也是探究实践素养中的重要一环。 二、学情分析 前概念：认为空气很轻所以没有质量；认为打气后皮球变大了是体积变化而非质量变化；认为天平倾斜是因为打气那端更重，但说不清是球重还是空气重。 思维难点：质量很小不等于没有质量。学生容易把测不出来等同于不存在。 操作难点：天平灵敏度低会导致现象不明显；打气时皮球位置移动会干扰结果。 三、教学目标 科学观念：知道空气具有一定质量、可以被测量，但质量很小。 科学思维：观察并分析天平状态的变化，推理出空气有质量。 探究实践：能规范使用简易天平与绿豆完成测量，如实记录注入筒数与绿豆数量。 态度责任：知道称量会产生误差，能如实记录、不迎合应当平衡的预期；操作耐心细致。 四、教学重难点 重点：通过天平实验推理出空气有质量，并用绿豆测量其大小。 难点：一是从天平倾斜间接推理出空气有质量；二是理解并接受误差的存在。 五、教学准备 教师：演示用天平、打气筒、绿豆、抹布、课堂练习题单。 学生（4 人一组）：简易天平、塑料小桶 2 个、皮球 2 个、打气筒、绿豆、记录单。 六、教学过程（40 分钟） （一）聚焦（0—6 分钟） 教师活动：出示情境：给篮球打气，球鼓起来了。提问：打入空气后，篮球的质量会变化吗？小结：猜想不作数，本课以天平作为判断依据。 学生活动：学生多数认为会变重，也有部分认为空气没有重量。 设计意图：从生活经验切入，暴露分歧，确立以测量工具作为判断标准的取向。 （二）探索（6—30 分钟） 活动一：定性观察，天平会不会歪（6—20 分钟） 教师活动：组装装置：天平两端各挂一个小桶，各放一个皮球。先调节天平至平衡。此为必要前提，不是可选项。保持小桶位置不变，往其中一个皮球内注入空气，由 10 筒逐步增加至 30 筒，观察天平变化。提问：天平往哪边倾斜？追问：是球变重了，还是球里的空气有质量？组织讨论并落到后者。皮球本身一个绿豆都没有增加，多出来的只有打进去的空气，所以天平倾斜的这一点就是空气的质量。操作提示（须学生说明）：打气时皮球位置不能移动；松手前可双手固定天平两端，待稳定后再松开。 学生活动：学生观察到打气那端下沉。 活动二：定量测量，到底有多重（20—30 分钟） 教师活动：要求往未打气那端的小桶里慢慢加绿豆，直到天平重新平衡。慢慢是此环节的关键词。引导学生自行说出结论：30 筒比 10 筒加入的绿豆更多，说明空气越打越多，质量也越来越大。 学生活动：学生记录加入的绿豆数量，并对比 10 筒与 30 筒分别对应多少粒。 设计意图：先定性后定量，使结论从有无推进到多少。绿豆作为轻质标准物，使微小的空气质量变为可计数。 （三）研讨（30—35 分钟） 教师活动： 研讨一：空气有质量吗？与课前的猜测一致吗？回扣聚焦问题。研讨二：怎样描述空气质量的大小？落点为空气有质量但质量很小，30 筒空气仅相当于数粒绿豆。研讨三：两个桶的大小可以不同吗？此问涉及控制变量，也是教材中关于误差的唯一入口。补充提问：各组数出的绿豆数量不一样，这正常吗？组织讨论。关于误差，建议作如下讲解：各组数出的绿豆数不一样，不是谁做错了。绿豆有大有小、打气有快有慢、天平有灵有不灵，这些都会使结果产生差别，这叫作误差。科学的做法不是修改数字，而是多做几次。 学生活动：就教师提出的问题发表看法，举出实例并互相质疑。 设计意图：将结论落到小不等于没有，并完成本单元唯一一次正式的误差教育。 （四）拓展（35—36 分钟） 教师活动：提问：能否用生活中的工具称出打进皮球的空气质量？ 学生活动：学生提出电子秤、弹簧秤等方案。 设计意图：将测量方法迁移至生活工具，拓展计量意识。 （五）课堂练习（36—40 分钟） （1）在测量 20 筒空气质量的实验中，下列操作不正确的是（ ） A. 实验前先把天平调节平衡 B. 加回形针时两个两个地加 C. 在没有风的环境下进行实验 D. 打气时保持皮球位置不变 答案：B。 讲评要点：学生常看不出 B 错在哪里，认为两个两个加快一点并无问题。关键在于两个两个地加，加最后一个时可能已经超出，测量应当一个一个加，寻找刚好平衡的那一点。A、C、D 均为正确做法。 （2）某小组三次测量 20 筒空气的质量，为恢复平衡分别加入回形针 10 个、12 个、11 个。据此推测，10 筒空气的质量最有可能相当于（ ） A. 1~2 个回形针 B. 5~6 个回形针 C. 7~8 个回形针 D. 10~12 个回形针 答案：B。 讲评要点：本题应教算法而非报答案。20 筒对应 10、12、11 个，平均约 11 个；10 筒是 20 筒的一半，即 11 的一半，约为 5 至 6 个。可顺带指出，三次数据不完全相同正是误差的体现，取平均值是科学的做法。 （3）天平平衡时，把其中一个皮球的气慢慢放掉，天平会发生什么变化？（ ） A. 仍然保持平衡 B. 放掉气的皮球那端上升 C. 放掉气的皮球那端下沉 D. 无法判断 答案：B。 讲评要点：常见错误是选 C，学生认为球瘪了就应该往下掉，把体积变小与质量变轻混为一谈。要点在于减少的是空气，空气有质量，少了质量的那端就轻，轻的一端上升。建议现场演示，效果优于反复讲解。 七、板书设计 空气有质量吗 调平 往一个球打气 打气端下沉 10 筒空气 ≈ 数粒绿豆 30 筒空气 ≈ 更多粒绿豆 空气有质量，但质量很小 学科网（北京）股份有限公司 $