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2026教科版小学科学四年级上册
第4课《空气有质量吗》完整教案
一、教材分析
本课是空气单元第4课时，承接前3课空气存在、空气占据空间、空气可压缩三大知识，聚焦空气最后一项核心物理属性——空气质量，完善空气完整物质认知体系。教材从学生熟悉的篮球打气生活场景切入，抛出核心聚焦问题；依托简易天平开展两组递进实验：先观察打气后天平倾斜直观判断空气是否有质量，再用绿豆精准匹配空气质量，搭配梯度打气（0筒、10筒、30筒）专属记录单，量化空气质量变化；随后设置三道分层研讨题梳理实验逻辑，最后拓展电子秤、弹簧秤等生活称量工具，实现从定性观察到定量测量、课堂实验到生活应用的进阶。本课是单元重难点课，帮助学生彻底破除“空气没有重量、没有质量”的顽固前概念，建立完整的空气物质认知。
二、学情分析
四年级学生通过前三课学习，已经熟知空气无处不在、空气占据空间、空气可以被压缩，但绝大多数学生存在根深蒂固的错误认知：空气轻飘飘的，看不见摸不着，因此没有质量。学生能够熟练操作简易天平，掌握天平平衡的基础原理，具备基础实验记录与画图能力，但无法理解空气质量极轻，需要借助轻质绿豆才能精准称量，同时容易混淆“重量”和“质量”两个概念，也不清楚实验中必须保证器材规格一致才能控制变量。教学中需要依托梯度打气实验、可视化天平变化，用直观证据帮助学生建立实证思维，区分无关变量，理解微量空气质量的测量方法。
三、教学核心素养目标
1.科学观念目标：通过天平对比实验得出核心结论：空气具有一定的质量，向皮球内打入的空气越多，皮球整体质量越大。知道空气质量很轻，无法直接用肉眼感知，需要借助简易天平、绿豆等轻质材料才能测量；明确打气筒打气越多，增加的空气质量越大。厘清实验变量要求：对比实验中天平两端小桶大小、皮球规格必须保持一致，保证实验公平性。
2.科学思维目标：依托天平平衡、倾斜、再次复原的实验现象，开展因果推理，由天平下沉现象反向推导空气具备质量，提升现象到结论的逻辑推理能力。对比0筒、10筒、30筒空气下天平不同平衡状态，通过画图记录、数据对比，归纳空气质量与打气数量的变化规律，培养定量分析思维。辩证分析实验变量，明白器材规格不一致会干扰实验结果，建立控制变量开展对比实验的严谨科学思维。
3.探究实践目标：规范完成简易天平调平、皮球打气、观察天平状态、画图记录全流程实验，如实填写梯度打气实验记录单，精准绘制不同打气数量下天平平衡示意图。学会用添加绿豆的方式，抵消皮球增加的空气质量，让天平重新平衡，能够准确说出打入空气的质量等效于多少粒绿豆的质量。独立思考并完整作答教材三道研讨原题，课后尝试使用电子秤、弹簧秤等生活工具测量空气质量，拓展多元测量方法。
4.态度责任目标：尊重实验客观现象与实验数据，不主观臆断实验结果，坚持用实验证据支撑科学观点，养成实事求是的科学探究态度。小组分工协作完成调平、打气、观察、记录各项操作，耐心微调天平与绿豆数量，培养耐心细致、分工合作的实验习惯。感受微小物质也具备可测量的物理属性，体会科学测量的严谨性，激发探究微观、微小物质科学性质的兴趣。
四、教学重难点
1.教学重点：通过简易天平皮球打气实验，直观观察天平倾斜变化，证明空气有质量；知晓打入空气越多，空气质量越大，学会用绿豆等效衡量空气质量大小。
2.教学难点：理解空气质量极其轻微，需要借助精密简易天平与轻质绿豆才能测出；理解控制变量在本实验中的关键作用，明白两端小桶规格必须相同；精准解释天平两次状态变化的完整原理。
五、教学准备
1.教师准备：贴合教材原图多媒体课件（篮球打气实景图、聚焦问题卡片、简易天平实验步骤图、0/10/30筒空气记录单、三道研讨题、生活称量工具图）、演示版简易天平、同款塑料小桶2个、同款皮球2个、打气筒、球针、足量绿豆、板书磁吸贴、课堂变量提示卡片。
2.学生准备（每组一套，完全匹配教材实验器材）：简易天平1套、相同塑料小桶2只、规格一致皮球2个、打气筒、球针、绿豆若干、实验记录单、铅笔、直尺。
六、教学过程（总时长40分钟）
（一）问题与假设：生活激趣，聚焦猜想（5分钟）
1.生活情境导入
出示教材配图：给篮球打气，篮球慢慢鼓起；多打入空气，篮球弹跳高度明显变高。提问学生：平时打篮球的时候，我们往球里面打气，球会越来越鼓，弹跳效果也越来越好，大家思考一下，往篮球里面打入空气，篮球本身发生了什么变化？
预设学生回答：球变鼓了、球变硬了、里面空气变多了。
2.出示教材聚焦问题
出示橙色箭头聚焦核心问题：打入空气之后，篮球的质量会发生变化吗？
3.自主思考，提出猜想假设
结合生活体感，让学生独立写下个人猜想，全班汇总两类观点：
猜想一：空气轻飘飘，没有质量，打气后篮球质量不变；
猜想二：空气有质量，打入空气越多，篮球质量越大。
4.揭示课题
空气到底有没有质量？我们仅凭手感无法判断，今天借助简易天平，一起探究第4课《空气有质量吗》，用精准实验验证猜想。（板书课题）
环节设计意图
选用学生日常接触的篮球打气场景，贴合生活经验引发共鸣，直击本课核心矛盾：看不见的空气是否具备质量，快速聚焦探究主题，唤醒学生探究欲望。
（二）探究与结论：分步实验，定量取证（21分钟）
本环节完整复刻教材绿色放大镜两大探索活动，严格按照调平天平→打气观察→绿豆配重→梯度记录的流程开展，同步完成画图记录与班级研讨。
探索活动1：检验猜测——观察打气后天平状态变化（10分钟）
实验步骤
1.组装器材：在简易天平两端分别挂上大小完全相同的小桶，两个小桶内各放入一只一模一样的皮球。
2.初始调平：缓慢调节天平旋钮，直至天平左右两端完全水平，保持平衡状态。
3.变量操作：全程保持两只小桶位置、皮球位置固定不变，使用打气筒和球针，向其中一侧皮球打入空气。
4.观察记录：仔细观察天平变化，记录天平倾斜方向与倾斜程度。
实验现象
打入空气的皮球一端慢慢下沉，天平不再保持平衡，说明打气一侧皮球变重了。
实验思考（对接教材提问）
提问：怎样给桶内的皮球打气操作更方便？参考答案：提前将球针固定在皮球气口，放置入小桶后直接打气，无需反复取出皮球，减少器材移动对天平平衡的干扰。
探索活动2：精准测量空气质量——绿豆配重实验（6分钟）
1.操作要求：保持天平位置不动，向没有打气、位置偏高一侧的小桶内，一粒一粒缓慢添加绿豆，直至天平再次恢复水平平衡。
2.核心思考（云朵气泡原题）：打入皮球内的空气，质量相当于多少粒绿豆？
3.小组结论：添加的所有绿豆总质量，就等于打入皮球内空气的质量。
探索活动3：梯度打气，完善实验记录单（3分钟）
按照记录单要求，分别打入0筒、10筒、30筒空气，画图记录每一次天平平衡状态，全班统一汇总发现：打入空气筒数越多，天平倾斜越明显，需要添加的绿豆数量越多。
记录单我的发现（教材标准答案）：空气有质量；打入空气数量越多，空气质量越大，天平倾斜越明显，需要用来平衡的绿豆数量越多。
课堂研讨，逐题解答教材三道原题（2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？答：空气有质量；大部分同学初始猜测错误，肉眼无法感知空气质量，但实验可以精准证明空气具备质量。
②在皮球和绿豆实验中，怎样描述空气质量的大小？答：可以用等效绿豆的粒数描述空气质量，需要的绿豆粒数越多，说明打入空气的质量越大。
③实验中的两个桶的大小可以不同吗？答：不可以。如果小桶大小不同，桶自身质量存在差距，会干扰实验结果，无法确定天平倾斜是空气导致还是桶本身导致，实验必须保证除空气外其他条件完全一致。
（三）反思与评价：复盘误差，严控变量（4分钟）
1.小组自我反思
操作反思：实验前是否将天平完全调平？打气过程中有没有触碰天平、移动小桶位置，破坏实验平衡？
变量反思：是否做到两只小桶、两只皮球规格完全一致？有没有出现器材不统一导致实验误差？
记录反思：是否按照真实天平状态画图记录，有没有凭主观想法修改图示？
2.集中纠错与过程评价
教师针对全班共性实验误差统一讲解：天平未调平、移动桶的位置、绿豆一次性投放过多，都会造成实验结果不准确。重点强化对比实验核心原则：只能改变打入空气这一个条件，其余所有条件必须保持相同。
3.分层课堂评价
表扬规范控制变量、如实画图记录、小组配合默契的小组；提醒操作急躁、随意挪动实验器材的小组，规范后续实验操作习惯。
（四）应用与迁移：生活关联，拓展称量（7分钟）
1.生活现象迁移（3分钟）
回归课堂导入篮球案例：篮球打气越多越重、弹跳越好，本质就是空气有质量，打入空气越多，球体总质量越大；同步拓展生活实例：充足气的轮胎比瘪轮胎更重、充满空气的气球放飞后会缓慢下落，都能证明空气有质量。
2.教材拓展活动：生活工具称量空气质量（4分钟）
出示拓展任务：除了简易天平+绿豆，我们还可以借助生活常见工具称量空气质量。
电子秤：分别称量打气前、打气后皮球总质量，两次质量差值，即为打入空气的质量；
弹簧秤：分别悬挂充气前后皮球，观察弹簧拉伸长度变化，拉伸越长，说明物体越重，直观体现空气质量变化。
补充说明：空气质量极其微小，普通家用秤灵敏度有限，测量误差会比简易天平更大，进一步让学生感知空气质量轻微的特点。
（五）阅读与新知：梳理复盘，单元串联（3分钟）
1.教材全文阅读回顾
带领学生齐读教材聚焦、探索、研讨、拓展全部文本，梳理本课完整探究链条：生活打气现象→提出质量疑问→天平实验取证→绿豆定量测量→生活工具拓展，夯实本课全部知识点。
2.单元知识串联预习
串联前四课全部空气知识点：空气真实存在→空气占据空间→空气可压缩→空气有质量，完整梳理空气四大核心性质。抛出进阶问题：一袋空气的质量具体是多少？如何精准称量一袋空气，顺利衔接下一课教学内容。
3.课堂小结
师生共同总结：空气虽然看不见、摸不着、体感很轻，但是空气具备质量；打入空气越多，质量越大；测量微量空气质量，需要借助高精度测量工具，同时严格控制实验变量。
七、板书设计
4.空气有质量吗
一、聚焦问题
篮球打气→空气变多→质量是否变化？
猜想：无质量/有质量
二、探究实验（简易天平）
实验1：观察天平变化
初始：两端皮球+小桶，天平平衡
打气后：打气一端下沉→变重
实验2：绿豆配重测质量
偏高一侧加绿豆→天平再次平衡
空气质量=等效绿豆粒数
梯度打气规律
0筒空气：天平平衡
10筒空气：轻微倾斜
30筒空气：倾斜明显，绿豆更多
三、核心结论
空气有质量，空气质量很轻
打入空气越多→质量越大
四、实验要求（控制变量）
小桶大小、皮球大小必须一致，保证实验公平
五、拓展：生活测量工具
电子秤、弹簧秤（适合粗略测量）
八、课后教学反思
1.本课完全贴合2026新版教材全部图文、实验步骤、梯度记录单、三道研讨问题及拓展内容，和前3课教案结构、课时分配、环节名称完全统一，单元教学连贯性极强。实验直观易懂，能有效破除学生空气无质量的前概念，画图记录贴合教材要求，适配课堂作业要求。
2.课堂不足：部分小组添加绿豆时一次性投放过多，难以精准调平天平；少数学生依旧无法理解控制变量的必要性，容易忽视小桶规格统一的要求。
3.改进方向：实验前演示绿豆逐粒添加的规范操作；课前用对比视频直观展示大小不同小桶对实验的干扰，强化变量控制意识，降低理解难度。
21世纪教育网www.21cnjy.com精品试卷·第2页（共2页）
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