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空气有质量吗
第一单元 空气
（教科版2024）四年级
上
第4课
课堂导入
用打气筒给篮球打气，篮球就会鼓起来。如果想让篮球弹起得更高，就多打几筒气。
你能提出什么科学问题？
观看给篮球打气的视频，思考：
探究新知
打入空气后，篮球的质量会变化吗？会不会变重呢？
带着这个问题，我们一起来探索。
探究新知
探索1.检验我们的猜测。
（1）在简易天平的两端挂上两个小桶，各装一个皮球，调节简易天平，使天平保持平衡。
探究新知
探索1.检验我们的猜测。
（2）保持桶的位置不变，往其中一个皮球内注入空气，观察并记录天平的状态有什么改变。
探究新知
探索1.检验我们的猜测。
根据实验观察，填写实验记录单：
注入空气后，天平倾斜，证明空气有质量。
天平左右两端一样高，保持平衡
打气皮球的一侧，天平微微下沉
打气皮球的一侧，天平下沉更厉害
探究新知
探索2.测量空气的质量。
往没有打气的一端的桶里，慢慢加入一些绿豆，直到简易天平重新平衡。
探究新知
探索2.测量空气的质量。
注入的空气的质量相当于多少粒绿豆？
探究新知
1.根据实验结果判断，空气有质量吗 与我们的猜测一样吗
大家可以互相交流，也可以借助网络、Ai工具查询。
探究新知
1.根据实验结果判断，空气有质量吗 与我们的猜测一样吗
空气是质量的，和我们课前猜想一致。
给皮球打入的空气越多，简易天平向打气皮球的一侧下沉程度越大。
探究新知
2.在皮球和绿豆实验中，怎样描述空气质量的大小
大家可以互相交流，也可以借助网络、Ai工具查询。
探究新知
2.在皮球和绿豆实验中，怎样描述空气质量的大小
在皮球和绿豆实验中，可以通过比较天平平衡时，另一侧需要加多少粒绿豆，来描述空气质量的大小。
探究新知
3.实验中的两个桶的大小可以不同吗
大家可以互相交流，也可以借助网络、Ai工具查询。
探究新知
3.实验中的两个桶的大小可以不同吗
不可以，因为桶本身有质量，如果大小不同，即使皮球相同，天平初始也可能不平衡，会影响实验结果的准确性。实验中要保证除了注入空气外，其他所有条件都要相同。
探究新知
试一试，用生活中的工具称出打进皮球的空气质量，比如电子秤、弹簧秤。
一、选择题
1. 往平衡天平一侧的皮球打气，天平会发生什么变化？（ ）
A. 保持平衡 B. 没打气皮球端下沉 C.打气皮球端下沉
2. 实验中两个装皮球的小桶，下列说法正确的是（ ）
A. 可以一个大一个小 B. 必须大小完全相同 C. 随便使用，不影响实验
3. 想要衡量打入空气的质量大小，我们可以用（ ）作为参照
A. 绿豆数量 B. 皮球大小 C. 打气筒长短
4. 下列工具也能直接测量空气质量的是（ ）
A. 直尺 B. 电子秤 C. 放大镜
课堂练习
B
C
A
B
二、判断题（对的打√，错的打 ×）
1. 空气看不见摸不着，所以空气没有质量。（ ）
2. 打入皮球的空气越多，皮球整体的质量就越大。（ ）
3. 做实验时，天平两边的皮球一个新、一个旧不影响实验结果。（ ）
4. 天平重新平衡时，添加绿豆的总数量就能代表打入空气的质量。（ ）
5. 只用一个皮球，不用天平也能直观证明空气有质量。（ ）
课堂练习
√
√
×
×
×
课堂小结
小朋友们，通过今天的学习，你有哪些收获呢？
作业布置
2.8 动物的生命周期
一、生命周期共同阶段
出生 → 生长发育 → 繁殖 → 死亡
二、典型动物
鱼：卵→幼体→幼鱼→成鱼（不变态发育）
蛙：卵→蝌蚪→幼蛙→成蛙（变态发育）
三、人类
胎儿→婴儿→儿童→成年→老年
四、生命理念
尊重生命，保护动物
1.基础作业：回家利用塑料袋、简易小天平，设计小实验再次验证空气有质量，记录实验现象。
2.拓展作业：用家用电子秤称量皮球打气前后的重量，记录差值，对比课堂绿豆实验的结果。
板书设计
第 4 课 空气有质量吗
实验：天平打气后皮球一侧下沉→空气有质量
定量：绿豆数量代表空气质量，打气越多质量越大
实验要求：控制变量，桶、皮球需完全相同
课后反思
本节课依托生活化篮球打气情境导入，学生探究兴趣浓厚，天平分组实验能直观呈现空气质量，但部分小组打气操作力度不均，天平倾斜现象差异较大。课堂对控制变量的讲解偏理论，部分学生难以自主理解桶、皮球统一的意义。后续可增加错误对比演示，直观展示不同规格器材对实验的干扰，同时增加电子秤实操环节，让学生双重验证空气有质量，强化实证思维。小学科学教科版(2024版)四年级上册
第一单元第4课《空气有质量吗》教学设计
一、基本信息
教材版本：教科版 2024 小学科学四年级上册第一单元第 4 课
授课时长：40 分钟
授课对象：小学四年级学生
二、教学目标
（一）科学观念
1.知道空气具有质量，看不见、摸不着的空气真实存在重量。
2.明白给皮球打入的空气越多，皮球整体总质量越大。
3.理解对比实验需控制变量，除探究条件外其余条件保持一致。
4.了解绿豆、电子秤均可作为衡量空气质量的参照工具。
（二）科学思维
1.能根据篮球打气变弹的生活现象提出科学猜想，主动思考空气是否有质量。
2.能依据天平倾斜现象推理得出空气具备质量的实验结论，建立现象与结论的逻辑关联。
3.能通过绿豆数量多少，定量描述打入皮球内空气的质量大小，建立量化对比思维。
4.能自主辨析实验变量，判断桶大小、皮球新旧等因素对实验结果的干扰，形成控制变量思维。
（三）探究实践
1.能独立完成简易天平平衡、皮球打气、观察天平变化的完整操作实验。
2.规范填写实验记录单，记录不同打气筒数下天平的平衡状态，用画图方式呈现实验现象。
3.能通过添加绿豆使天平复衡，借助绿豆数量换算空气的质量。
4.尝试使用电子秤等生活工具，拓展测量空气质量的实验方法。
小组合作交流实验现象，借助工具辅助验证猜想，完整梳理实验流程。
（四）态度责任
1.保持对空气相关现象的探究好奇心，敢于大胆猜想、主动动手验证猜测。
2.实验操作中严谨细致，严格遵守控制变量原则，如实记录实验数据，树立实证意识。
3.乐于小组合作讨论，主动分享实验发现，愿意借助多种工具辅助科学探究。
4.明白生活处处藏着科学，学会用实验的方法验证日常疑问，养成留心观察生活的习惯。
三、教学重难点
教学重点：通过简易天平实验证明空气有质量；理解打入空气越多，质量越大。
教学难点：掌握对比实验的控制变量方法；利用绿豆定量衡量空气的质量。
四、教学准备
教师教具：篮球、打气筒、简易天平、同款塑料小桶、绿豆、电子秤、实验记录单、打气实验视频
学生学具：分组简易天平、两个相同皮球、打气筒、绿豆、铅笔、记录单
五、教学过程（40 分钟）
（一）课堂导入，激趣提问（5 分钟）
生活情境引入
教师出示瘪篮球与打气筒，现场演示给篮球打气，提问学生：大家观察，篮球没打气时扁扁的，多打几筒气之后，篮球会鼓起来，拍起来弹跳更高。结合这个生活场景，谁能提出一个和空气有关的科学问题？
播放篮球打气短视频
播放篮球打气实拍视频，引导学生聚焦核心疑问：往篮球里打入空气，篮球除了变鼓，重量会不会发生变化？空气本身有没有重量？
收集学生猜想
组织学生自由发言，梳理两类猜想：
一部分学生认为空气看不见，没有质量；
另一部分学生觉得打入空气后篮球变重，空气有质量。
教师板书核心问题：空气有质量吗？引出本节课探究主题。
（二）探究新知：实验一 验证空气是否有质量（18 分钟）
活动 1：搭建平衡天平，控制初始条件
讲解实验器材与操作要求：每组简易天平两端悬挂一模一样的塑料小桶，两个桶内分别放入完全相同的皮球，调整天平挂钩位置，让天平左右两端高度一致，达到完全平衡状态。
重点强调变量控制：两个桶大小、皮球新旧、皮球初始气量都必须完全相同，只有一侧皮球后续打入空气，保证实验公平。提问学生：如果两个桶一大一小，实验还准确吗？预留思考，后续统一解答。
活动 2：给单侧皮球打气，观察天平变化
教师示范规范打气操作，讲解操作技巧：保持水桶悬挂位置不动，只对右侧皮球缓慢打气，分两次操作，先打入 10 筒空气，再打入 30 筒空气。
学生分组动手实验，同步填写实验记录单：记录 0 筒、10 筒、30 筒空气对应的天平状态，用画图形式画出天平倾斜情况。
分组汇报实验现象：打入 10 筒空气后，打气皮球一侧微微下沉；打入 30 筒空气后，打气皮球一侧下沉幅度更大。未打气的皮球一端向上翘起。
现象推理总结：原本平衡的天平，打入空气后皮球一侧变重，说明空气是有质量的，打入空气越多，增加的质量越大。
活动 3：小组研讨核心问题
问题 1：根据实验结果，空气有质量吗？和课前你的猜想一致吗？
组织小组交流，汇总结论：空气具备质量，多数同学猜想与实验结果吻合，少数否定猜想的同学通过天平现象修正原有认知。
问题 2：实验里两个小桶大小可以不一样吗？
学生讨论后教师讲解：不可以。桶自身自带质量，大小不同会造成天平初始不平衡，干扰实验结果，对比实验只能改变我们要研究的空气多少这一个条件，其余条件全部统一。
（三）探究新知：实验二 定量测量空气的质量（10 分钟）
提出定量探究问题：我们已经知道空气有质量，那打入皮球里的空气，质量到底有多大？如何直观衡量？
演示定量测量方法：天平右侧皮球打入空气后向下倾斜，保持右侧装置不动，在左侧空桶内一粒一粒添加绿豆，直到天平再次恢复水平平衡。
讲解量化逻辑：此时左侧添加的全部绿豆的总质量，就等于打入皮球内空气的质量，我们可以通过绿豆的粒数，描述空气的质量大小。
分组操作定量实验，清点绿豆数量，各组汇报数据，教师总结：打气筒数越多，需要添加的绿豆数量越多，空气质量越大。
拓展探究：除了天平、绿豆，生活中还有哪些工具能测量空气质量？出示电子秤，说明电子秤可以直接称量皮球打气前后的重量差，得出空气的质量，鼓励学生课后自主尝试。
（四）课堂练习，巩固新知（5 分钟）
完成四道选择题，学生独立作答后集体订正：
（1）打气皮球端下沉，选 C；（2）小桶必须大小完全相同，选 B；（3）用绿豆数量衡量空气质量，选 A；（4）电子秤可测量质量，选 B。
完成五道判断题，逐题分析对错原因：
（1）空气看不见就没有质量（×）；（2）打入空气越多皮球质量越大（√）；（3）皮球一新一旧会干扰实验（×）；（4）绿豆总数代表空气质量（√）；（5）单个皮球无法直观证明空气有质量（×）。
针对错题集中讲解，再次强化空气有质量、控制变量两大核心知识点。
（五）课堂小结与作业布置（2 分钟）
课堂小结：邀请学生分享本节课收获，师生共同梳理核心知识点：空气具有质量；打气越多，空气质量越大；对比实验要控制所有无关变量；可用绿豆、电子秤量化空气的质量。
分层作业布置：
1.基础作业：回家利用塑料袋、简易小天平，设计小实验再次验证空气有质量，记录实验现象。
2.拓展作业：用家用电子秤称量皮球打气前后的重量，记录差值，对比课堂绿豆实验的结果。
六、板书设计
空气有质量吗
实验：天平打气后皮球一侧下沉→空气有质量
定量：绿豆数量代表空气质量，打气越多质量越大
实验要求：控制变量，桶、皮球需完全相同
七、教学反思
本节课依托生活化篮球打气情境导入，学生探究兴趣浓厚，天平分组实验能直观呈现空气质量，但部分小组打气操作力度不均，天平倾斜现象差异较大。课堂对控制变量的讲解偏理论，部分学生难以自主理解桶、皮球统一的意义。后续可增加错误对比演示，直观展示不同规格器材对实验的干扰，同时增加电子秤实操环节，让学生双重验证空气有质量，强化实证思维。
6 / 6小学科学教科版（2024版）四年级上册
第一单元第4课《空气有质量吗》同步练习题
一、填空题
在简易天平实验中，初始要让天平两端挂装有皮球的小桶，调节至天平__________。
给皮球打入空气后，皮球一侧的天平会向________下沉，这个现象说明______________。
实验中我们用添加__________的方式，让倾斜的天平再次平衡，以此代表打入空气的质量。
实验要遵循对比原则，除了皮球内空气多少不同，其余条件必须__________。
打入皮球的空气越多，天平下沉的程度越__________。
二、选择题
往平衡天平一侧的皮球打气，天平会发生什么变化？（ ）
A. 保持平衡 B. 没打气皮球端下沉 C.打气皮球端下沉
实验中两个装皮球的小桶，下列说法正确的是（ ）
A. 可以一个大一个小 B. 必须大小完全相同 C. 随便使用，不影响实验
想要衡量打入空气的质量大小，我们可以用（ ）作为参照
A. 绿豆数量 B. 皮球大小 C. 打气筒长短
下列工具也能直接测量空气质量的是（ ）
A. 直尺 B. 电子秤 C. 放大镜
三、判断题（对的打√，错的打 ×）
空气看不见摸不着，所以空气没有质量。（ ）
打入皮球的空气越多，皮球整体的质量就越大。（ ）
做实验时，天平两边的皮球一个新、一个旧不影响实验结果。（ ）
天平重新平衡时，添加绿豆的总数量就能代表打入空气的质量。（ ）
只用一个皮球，不用天平也能直观证明空气有质量。（ ）
四、简答题
说一说简易天平实验是怎样证明空气有质量的？
实验里为什么不能使用大小不一样的两个小桶？
简单描述：如何通过绿豆，判断打入皮球空气的质量大小？
参考答案
一、填空题
平衡
下；空气有质量
绿豆
相同
大
二、选择题
1.C 2.B 3.A 4.B
三、判断题
1.× 2.√ 3.× 4.√ 5.×
四、简答题
先让天平两端装有皮球的桶保持平衡；给其中一个皮球打入空气后，打气一侧变重，天平向下倾斜，证明空气具有质量。
桶自身有质量，大小不同质量就不同，会导致天平一开始就无法平衡，干扰实验，无法准确对比空气带来的质量变化。
给皮球打气后天平倾斜，在另一侧桶里逐步加入绿豆，直到天平再次平衡，绿豆的粒数越多，说明打入皮球的空气质量越大。
2 / 2小学科学教科版（2024版）四年级上册
第一单元第4课《空气有质量吗》课堂逐字稿
一、课堂导入，激趣提问（5 分钟）
（出示瘪篮球与打气筒，现场演示给篮球打气）
同学们请看老师手里的篮球，现在它是扁扁的，我现在用打气筒给它打气，大家仔细观察篮球的变化。
你们看，多打几筒气之后，篮球鼓起来了，拍在地上弹跳也更高了。结合这个生活场景，谁能提出一个和空气有关的科学问题？
（播放篮球打气实拍短视频）
大家认真看这段打气视频，看完我们聚焦一个核心疑问：往篮球里面打入空气，篮球除了变鼓，它的重量会不会发生变化？空气本身到底有没有重量？
现在大家自由发言，说一说你们的猜想，大胆说出自己的想法。
我来梳理一下大家的观点，一部分同学觉得空气看不见摸不着，所以没有质量；还有一部分同学认为打完气篮球变沉了，空气是有质量的。
今天我们就围绕这个核心问题展开探究，板书：空气有质量吗？
二、探究新知：实验一 验证空气是否有质量（18 分钟）
活动 1：搭建平衡天平，控制初始条件
现在我们认识今天的实验器材，每组桌上都有简易天平、两个一模一样的塑料小桶、两个相同的皮球、打气筒和绿豆。
实验第一步，我们要把两个塑料小桶分别挂在天平两端，两个桶里面各放一只完全一样的皮球，慢慢调整天平挂钩的位置，让天平左右两边高度一致，达到完全平衡的状态。
这里老师要重点强调实验的公平要求，也就是控制变量：两个塑料桶大小必须一样，两只皮球新旧、里面原本的气量也要完全相同，我们后面只改变其中一只皮球里面空气的多少，这样实验结果才准确。
老师提问大家，如果我们用一大一小两个塑料桶做实验，得到的结果还能相信吗？大家先思考，等下我们统一解答。
活动 2：给单侧皮球打气，观察天平变化
先看老师示范规范打气操作，悬挂小桶和皮球的位置全程不要挪动，我们只对天平右侧的皮球打气，分两次打气，先打入 10 筒空气，观察天平，再继续打入 30 筒空气，再次观察。
现在各小组分组动手操作，一边实验一边填写实验记录单，分别记录 0 筒、10 筒、30 筒空气时天平的状态，用画图的方式画出天平倾斜的样子。
好，各小组都完成实验了，谁来汇报你们观察到的现象？
没错，打入 10 筒空气之后，打气的皮球那一侧微微往下沉；再打入 30 筒空气，下沉的幅度更大，没有打气的皮球一端向上翘起来了。
我们一起来推理总结，原本天平是平衡的，往皮球里打入空气之后，这一侧变重了，这就直接说明空气是有质量的，而且打入的空气越多，增加的质量就越大。
活动 3：小组研讨核心问题
现在我们一起来讨论两个核心问题，第一个：根据我们刚刚的实验结果，空气有质量吗？和你上课前的猜想一样吗？
各小组互相交流，一会分享你们的想法。
听完大家的分享，我们统一结论：空气是具备质量的。大部分同学的猜想和实验结果是吻合的，少数一开始觉得空气没有质量的同学，也通过天平的现象修正了自己原来的想法。
第二个问题：做这个实验的时候，两个小桶大小可以不一样吗？
好，听完同学们的讨论，老师来讲解：不可以。塑料桶自身本身就有重量，如果大小不一样，天平一开始就没法平衡，会干扰我们最后的实验结果。对比实验只能改变我们要研究的 “空气多少” 这一个条件，剩下所有条件都必须保持统一。
三、探究新知：实验二 定量测量空气的质量（10 分钟）
我们已经通过天平知道空气是有质量的，那大家思考一下，打进皮球里面的空气，质量到底有多大？我们用什么办法能直观衡量出来？
老师现在演示定量测量的方法：天平右侧皮球打完空气向下倾斜后，右边所有东西都保持不动，我们在左侧空桶里一粒一粒添加绿豆，一直加到天平重新恢复水平平衡为止。
这里给大家讲清楚量化的逻辑：现在左边所有绿豆加起来的总质量，就等于我们打进皮球里空气的质量，我们可以数绿豆的粒数，用数量来描述空气的质量大小。
现在各小组动手完成定量实验，数一数让天平平衡一共用了多少粒绿豆，一会各组汇报你们的数据。
听完各组的数据我们能总结出规律：打气筒数越多，我们需要添加的绿豆数量就越多，也就代表空气的质量越大。
除了天平、绿豆，生活里还有别的工具能测量空气的质量吗？大家看老师手里的电子秤，我们可以先称没打气的皮球重量，再称打完气的皮球重量，两者的重量差，就是打入空气的质量，大家课后可以在家动手试一试。
四、课堂练习，巩固新知（5 分钟）
接下来我们完成课堂练习题，先做四道选择题，大家独立思考，把答案写在草稿纸上，全部写完我们集体订正。
第一题，打气之后皮球一端下沉，正确选项是 C；第二题，实验用的小桶必须大小完全相同，选 B；第三题，我们用绿豆的数量衡量空气的质量，选 A；第四题，电子秤能够测量物体质量，选 B。
选择题订正完，我们再来完成五道判断题，一题一题分析对错，说一说理由。
第一题：空气看不见就没有质量，这句话是错的，我们今天的实验已经证明空气有质量；
第二题：打入空气越多皮球质量越大，这句话正确，打气越多，增加的空气质量越多；
第三题：实验用一新一旧的皮球不会干扰实验，错误，皮球不一样会改变初始重量，破坏实验公平；
第四题：添加的绿豆总数代表打入空气的质量，这句话正确；
第五题：只用单个皮球无法直观证明空气有质量，错误，搭配电子秤也能通过重量差证明。
刚刚几道错题大家容易混淆，老师再强调两个核心知识点：第一，空气有质量；第二，做对比实验一定要控制无关变量保持一致。
五、课堂小结与作业布置（2 分钟）
现在谁愿意分享一下，这节课你学到了哪些知识？
好，结合同学们的分享，我们一起梳理本节课重点：第一，空气具有质量；第二，往皮球里打入空气越多，整体质量越大；第三，做对比实验要控制所有无关变量相同；第四，我们可以用绿豆、电子秤两种工具量化空气的质量。
最后布置分层作业，大家记清楚：
基础作业：回家找塑料袋、简易小天平，自己设计一个小实验，再次验证空气有质量，把观察到的实验现象记录下来。
拓展作业：用家里的电子秤，分别称量皮球打气前、打气后的重量，算出重量差值，和课堂上绿豆实验的结果做对比。
今天的课就上到这里，下课。

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