资源简介

（教科）版（2024）科学（四）年级上册
《空气有质量吗》教学设计
课题 《空气有质量吗》 单元 第1单元 学科 科学 年级 4年级上册
教材分析 本课是空气单元第 4 课，在前几课认识空气占据空间、空气可被压缩基础上，探究空气是否具有质量。教材以篮球打气生活场景导入，抛出聚焦问题：打入空气，篮球质量会变化吗。探索板块利用简易天平、皮球开展递进实验：先将两只皮球挂在天平两端调平，向其中一只皮球打气，观察天平倾斜；借助绿豆作为等量砝码，粗略衡量打入空气的质量；配套实验记录单记录天平平衡状态。研讨环节围绕三组问题梳理实验证据，巩固对比实验公平性原则；拓展任务鼓励学生使用电子秤等生活工具测量空气质量。 配套素材：打气筒给篮球打气实景图；简易天平挂皮球初始平衡示意图；皮球打气后天平示意图；简易天平实验记录单；投放绿豆平衡天平实验插图；研讨文字板块；电子秤实拍拓展素材。本课通过看得见的天平倾斜现象，证明看不见的空气具有质量，持续培养学生利用实验现象推理事物性质的证据意识，完善空气完整特征认知。
核心素养 目标 科学观念：知道空气有一定质量；打入皮球内的空气会增加皮球整体质量；空气的质量很轻。 科学思维：根据天平倾斜现象推理空气拥有质量；理解对比实验需要保证除变量以外其他条件保持一致。 探究实践：规范操作简易天平实验，观察、记录天平状态；利用绿豆等效衡量空气的质量；尝试使用电子秤测量空气质量。 态度责任：实验细致严谨，如实记录实验现象；愿意交流猜想与实验结果；体会借助工具开展科学测量的优势。
重点 难点 教学重点：通过简易天平实验，证明空气有质量。 教学难点：理解简易天平实验的公平条件；区分 “质量” 与 “重量”，感受空气质量很轻。
教学过程
一：生活情境导入，提出猜想 1.篮球打气图片激趣开课 教师语言：我们用打气筒给篮球打气，篮球慢慢鼓起来。很多同学喜欢篮球，大家想一想，打进空气之后，篮球会变重吗？今天我们学习《空气有质量吗》。 学生活动：观察教材 11 页打气筒给篮球打气图片，结合生活经验自由发言猜想。 设计意图：依托熟悉的生活场景制造认知冲突，引出课题。 2.研读课本聚焦核心问题 教师语言：课本聚焦提问：打入空气后，篮球的质量会变化吗？ 答案：打入空气之后，篮球整体质量变大，说明空气具备质量。 学生活动：默读黄色气泡问题，小组内交流自己的猜想，说说理由。 设计意图：确立本节课探究主线，带着猜想开展实验验证。 3.交流猜想，梳理分歧 教师语言：有的同学认为空气看不见，没有质量；有的同学觉得打进空气篮球会变重。我们用天平实验寻找证据。 学生活动：自由表达自己的猜想，简单阐述想法。 设计意图：暴露学生原有认知，为后续实验结论做好铺垫。 二：认识简易天平整套实验方案 1.认识实验初始操作步骤 教师语言：我们在简易天平两端挂上小桶，桶里各放一只皮球，慢慢调节天平，让天平两端保持平衡。 学生活动：观察教材 11 页天平初始平衡示意图，读懂初始状态要求。 设计意图：明白实验起点：两边皮球、桶完全相同，天平平衡。 2.认识第二步打气操作 教师语言：保持两只桶位置不动，只往其中一个皮球里打入空气，仔细观察天平会发生什么变化。 学生活动：观察教材 12 页皮球打气实验示意图，预判天平变化。 设计意图：明确唯一变量：一侧皮球增加空气，其余条件不变，落实对比实验原则。 3.思考课本小提示问题（课本气泡问题，附答案） 教师语言：课本提问：怎样给桶中的皮球打气操作更方便？ 答案：可以提前把打气针接好软管，从桶上方伸入，不用取下皮球，保证桶位置不移动。 学生活动：小组讨论打气的操作技巧，避免移动桶破坏实验条件。 设计意图：优化实验操作，减少操作失误影响实验结果。 4.认识实验记录单填写要求 教师语言：我们按照打入 0 筒、10 筒、30 筒空气，依次观察天平状态，用画图方式记录天平倾斜情况。 学生活动：浏览教材记录单，看懂表格填写要求。 设计意图：明确观察与记录任务，有序收集实验证据。 三：分组开展天平探究实验 1.调试天平，完成初始平衡 教师语言：调整简易天平，两端小桶、皮球完全一致，直到天平左右水平平衡。 学生活动：小组合作组装、调节简易天平，达成初始平衡状态。 设计意图：搭建公平的对比实验环境，夯实实验基础。 2.打入 10 筒空气，观察天平变化 教师语言：向一侧皮球打入 10 筒空气，天平向打气皮球这一端下沉。 学生活动：缓慢打气，观察天平倾斜方向，在记录单画图记录现象。 设计意图：收集第一条证据，皮球增加空气后变重。 3.继续打入至 30 筒空气，持续观察 教师语言：继续打入空气，皮球一侧下沉更加明显，打入空气越多，下沉幅度越大。 学生活动：继续打气，观察天平倾斜程度变化，完善记录单。 设计意图：建立认知：空气加入越多，增加的质量越大。 4.等量替换实验，用绿豆衡量空气质量 教师语言：我们往没有打气的一侧桶内加入绿豆，直到天平再次平衡。这些绿豆的质量，就等于打入皮球内空气的质量。 学生活动：缓慢添加绿豆，直至天平恢复平衡，数一数绿豆数量。 设计意图：利用等效替换，直观感受空气拥有质量，并且质量很轻。 四：研讨交流，构建科学概念 1.研讨课本第一个问题 教师语言：研讨问题 1：根据实验结果判断，空气有质量吗？与我们的猜测一样吗？ 答案：空气有质量；打入空气后皮球一侧下沉，证明空气增加了皮球的质量。 学生活动：小组交流实验现象，推选代表发言。 设计意图：依托实验现象得出本课核心结论。 2.研讨课本第二个问题 教师语言：研讨问题 2：在皮球和绿豆实验中，怎样描述空气质量的大小？ 答案：打入皮球的空气质量，大约和我们添加的若干粒绿豆质量相等；空气的质量比较轻。 学生活动：结合自己小组绿豆数量，说一说空气轻重。 设计意图：形成认知，空气具备质量，但是质量很轻。 3.研讨课本第三个问题 教师语言：研讨问题 3：实验中的两个桶大小可以不同吗？ 答案：不可以。桶大小不一样，自身质量不一样，实验就不公平，无法判断是不是空气造成天平倾斜。 学生活动：思考对比实验的公平条件，梳理实验注意事项。 设计意图：巩固对比实验控制变量思想，突破难点。 五：拓展延伸，巩固提问，布置课后任务 1.基础巩固提问 1 教师语言：基础提问：本课实验最终得到什么结论？ 答案：空气具有一定的质量，空气的质量很轻。 学生活动：全班集体作答，夯实核心科学概念。 设计意图：检测学生是否掌握本课核心结论。 2.综合巩固提问 2 教师语言：综合提问：做简易天平实验时，两边小桶大小、皮球为什么要保持一样？ 答案：保证对比实验公平，只能有一个不同条件：一侧皮球增加空气质量。 学生活动：举手完整表述对比实验公平原则。 设计意图：检验学生对实验设计原理的理解。 3.拓展测量方法交流 教师语言：课本拓展任务：我们还可以使用电子秤、弹簧秤，直接测量皮球打气前后的质量变化。 答案：先称量未打气皮球质量，打气之后再次称量，两次数值差就是打入空气的质量。 学生活动：观察电子秤图片，构思测量步骤。 设计意图：拓展测量工具，丰富测量空气质量的方法。 4.布置课后实践任务 教师语言：课后大家如果家里有电子秤，可以试一试，称量皮球打气前后的质量，验证我们课堂结论，下节课分享你的测量结果。 学生活动：记住课后探究任务，留意操作要点。 设计意图：把课堂探究延伸到家庭，用不同工具重复验证结论。 5.教师结语 今天我们借助简易天平找到了证据，证明空气是有质量的，只不过空气质量非常轻。到这里，我们陆续认识了空气看得见、看不见之外的多种特点，下节课继续探索空气。
空气有质量吗 实验现象 初始：天平两端皮球一样，天平平衡 打气后：打入空气的皮球一端向下倾斜 加绿豆：另一侧加入绿豆，天平重新平衡 结论 空气有质量；空气的质量很轻 实验公平要求 两个桶大小相同、两只皮球初始状态一致 只改变一个条件：一侧皮球打入空气 测量思路 等效替换：空气质量 ≈ 若干粒绿豆质量 拓展工具：电子秤、弹簧秤(共27张PPT)
《空气有质量吗》
科教版（新教材）小学科学四年级上册
第1单元
科学观念：知道空气有一定质量；打入皮球内的空气会增加皮球整体质量；空气的质量很轻。
科学思维：根据天平倾斜现象推理空气拥有质量；理解对比实验需要保证除变量以外其他条件保持一致。
探究实践：规范操作简易天平实验，观察、记录天平状态；利用绿豆等效衡量空气的质量；尝试使用电子秤测量空气质量。
态度责任：实验细致严谨，如实记录实验现象；愿意交流猜想与实验结果；体会借助工具开展科学测量的优势。
核心素养目标
第1部分
生活情境导入，提出猜想
篮球打气图片激趣开课
我们用打气筒给篮球打气，篮球慢慢鼓起来。很多同学喜欢篮球，大家想一想，打进空气之后，篮球会变重吗？今天我们学习《空气有质量吗》。
聚焦课本核心问题
提问：打入空气后，篮球的质量会变化吗？
打入空气之后，篮球整体质量变大，说明空气具备质量。
交流猜想，梳理分歧
有的同学认为空气看不见，没有质量；有的同学觉得打进空气篮球会变重。我们用天平实验寻找证据。
第2部分
认识简易天平整套实验方案
认识实验初始操作步骤
我们在简易天平两端挂上小桶，桶里各放一只皮球，慢慢调节天平，让天平两端保持平衡。
认识第二步打气操作
保持两只桶位置不动，只往其中一个皮球里打入空气，仔细观察天平会发生什么变化。
思考课本小提示问题
提问：怎样给桶中的皮球打气操作更方便？
可以提前把打气针接好软管，从桶上方伸入，不用取下皮球，保证桶位置不移动。
认识实验记录单填写要求
我们按照打入 0 筒、10 筒、30 筒空气，依次观察天平状态，用画图方式记录天平倾斜情况。
第3部分
分组开展天平探究实验
调试天平，完成初始平衡
调整简易天平，两端小桶、皮球完全一致，直到天平左右水平平衡。
打入 10 筒空气，观察天平变化
向一侧皮球打入 10 筒空气，天平向打气皮球这一端下沉。
继续打入至 30 筒空气，持续观察
继续打入空气，皮球一侧下沉更加明显，打入空气越多，下沉幅度越大。
等量替换实验，用绿豆衡量空气质量
我们往没有打气的一侧桶内加入绿豆，直到天平再次平衡。这些绿豆的质量，就等于打入皮球内空气的质量。
第4部分
研讨交流，构建科学概念
研讨课本第一个问题
研讨问题 1：根据实验结果判断，空气有质量吗？与我们的猜测一样吗？
空气有质量；打入空气后皮球一侧下沉，证明空气增加了皮球的质量。
研讨课本第二个问题
研讨问题 2：在皮球和绿豆实验中，怎样描述空气质量的大小？
打入皮球的空气质量，大约和我们添加的若干粒绿豆质量相等；空气的质量比较轻。
研讨课本第三个问题
研讨问题 3：实验中的两个桶大小可以不同吗？
不可以。桶大小不一样，自身质量不一样，实验就不公平，无法判断是不是空气造成天平倾斜。
第5部分
拓展延伸，巩固提问，布置课后任务
基础巩固提问 1
基础提问：本课实验最终得到什么结论？
空气具有一定的质量，空气的质量很轻。
综合巩固提问 2
综合提问：做简易天平实验时，两边小桶大小、皮球为什么要保持一样？
保证对比实验公平，只能有一个不同条件：一侧皮球增加空气质量。
拓展测量方法交流
拓展任务：我们还可以使用电子秤、弹簧秤，直接测量皮球打气前后的质量变化。
先称量未打气皮球质量，打气之后再次称量，两次数值差就是打入空气的质量。
布置课后实践任务
课后大家如果家里有电子秤，可以试一试，称量皮球打气前后的质量，验证我们课堂结论，下节课分享你的测量结果。
教师结语
今天我们借助简易天平找到了证据，证明空气是有质量的，只不过空气质量非常轻。到这里，我们陆续认识了空气看得见、看不见之外的多种特点，下节课继续探索空气。
感谢观看 谢谢聆听
科教版（新教材）小学科学四年级上册《空气有质量吗》同步练习作业
（含参考答案与解析）
一、填空题（共5小题）
1. 用简易天平做实验时，往一侧的皮球里打入空气，这一端会向（　　）下沉，这说明空气（　　）质量。
2. 当天平因打入空气而倾斜后，想在另一侧添加（　　）使天平重新（　　），从而比较空气质量的多少。
3. 实验中，加入的绿豆恰好让天平恢复平衡，说明这些绿豆的质量（　　）（选填“大于”“等于”或“小于”）打入皮球内空气的质量。
4. 空气的质量非常（　　），所以我们平时（　　）（选填“容易”或“不容易”）直接感受到它的重量。
5. 做这个对比实验时，两只小桶的大小要（　　），两只皮球的初始状态也要（　　），这样才能保证实验公平。
二、判断题（正确的打“√”，错误的打“×”）
1. 空气是看不见的，所以空气一定没有质量。（　　）
2. 给皮球打入空气后，皮球整体的质量会变大的。（　　）
3. 实验时，天平两端可以使用大小不一样的小桶。（　　）
4. 打入皮球的空气质量，可以用若干颗绿豆的质量来等效代替。（　　）
5. “空气能占据空间”和“空气有质量”描述的是空气的同一个特点。（　　）
三、选择题（每题只有一个正确答案）
1. 向天平一侧的皮球打入空气后，天平会（　　）。
A. 向打气皮球一端下沉　　B. 向另一端下沉　　C. 保持平衡不动　　D. 两端同时向上翘起
2. 下列工具中，可以用来测量物体质量变化的是（　　）。
A. 直尺　　B. 温度计　　C. 电子秤　　D. 量筒
3. 简易天平实验中，为了保证实验公平，唯一可以改变的条件是（　　）。
A. 一侧皮球打入空气　　B. 更换大小不同的桶　　C. 换用不同长度的指针　　D. 改变两侧小桶的数量
4. 在相同条件下，往皮球里打入的空气越多，皮球一侧的下沉幅度会（　　）。
A. 越大　　B. 越小　　C. 不变　　D. 先变大后变小
5. 与相同体积的石头相比，空气的质量（　　）。
A. 更重　　B. 一样重　　C. 更轻　　D. 无法比较
四、连线题
1. 将下列实验阶段与其对应的现象用线连起来。
初始状态　　　　　　天平向打气皮球一端下沉
打入空气后　　　　　天平左右两端水平平衡
加入绿豆后　　　　　天平重新恢复平衡
2. 将下列概念与其含义用线连起来。
空气占据空间　　　　空气有轻重
空气有质量　　　　　空气会占据一定的地方
五、综合分析题
1. 在简易天平实验中，往一只皮球打入空气后，天平会出现什么现象？由此能得到什么结论？
2. 为什么做这个实验时，两只小桶的大小、两只皮球的初始状态都必须保持一样？
3. 如果让你用电子秤来验证“空气拥有质量”，你会怎样做？请写出主要的实验步骤。
参考答案与解析
一、填空题
1. 下；有。解析：打入空气使皮球变重而下沉，“有”是本实验的核心结论——空气具有质量。
2. 绿豆；平衡。解析：在轻的一端加绿豆增加重量，使倾斜的天平重新平衡，用绿豆质量等效表示空气质量。
3. 等于。解析：天平恢复平衡说明两侧增加的重量相等，即绿豆质量等于打入空气的质量。
4. 轻（小）；不容易。解析：同体积空气质量很小，因此日常生活中很难直接感受到空气的重量。
5. 相同（一样）；相同（一样）。解析：对比实验只能改变“是否打入空气”一个条件，其余条件都要保持一致才公平。
二、判断题
1. ×。解析：看不见不等于没有质量，实验证明空气具有质量。
2. √。解析：打入的空气增加了皮球内物质的总量，整体质量变大。
3. ×。解析：桶大小不同本身质量就不同，会引入额外变量，实验不公平。
4. √。解析：天平平衡时，绿豆质量与打入空气质量相等，可等效代替。
5. ×。解析：“占据空间”指空气要占地方，“有质量”指空气有轻重，是两个不同的性质。
三、选择题
1. A。解析：皮球打入空气后变重，故向打气皮球一端下沉。
2. C。解析：电子秤可测量质量；直尺测长度、温度计测温度、量筒测体积。
3. A。解析：对比实验只能保留一个变量，即“一侧皮球打入空气”，其余条件不变。
4. A。解析：打入空气越多，增加的质量越大，对端的下沉拉力越大，下沉幅度越大。
5. C。解析：同体积下空气质量远小于石头，因此空气更轻。
四、连线题
连线1：初始状态——天平左右两端水平平衡；
打入空气后——天平向打气皮球一端下沉；
加入绿豆后——天平重新恢复平衡。
连线2：空气占据空间——空气会占据一定的地方；
空气有质量——空气有轻重。
五、综合分析题
1. 现象：天平向打入空气的皮球一侧下沉。结论：空气具有质量，打入的空气增加了皮球的总质量。
2. 这是对比实验，若桶或皮球本身轻重不同，就无法判断天平倾斜是由空气还是由器材差异造成的，实验就不公平、不严谨。
3. ①称量未打气的皮球质量并记录；②给皮球打入一定量的空气；③再次称量皮球质量；④比较两次数值，若存在差值，差值即为打入空气的质量，从而证明空气有质量。

展开更多......

收起↑