2026秋教科版小学科学四年级上册第一单元 空气《4. 空气有质量吗》教学设计

《空气有质量吗》2026秋教学设计（教科版四年级上册）一、教材分析本课是教科版小学科学四年级上册第一单元《空气》的第4课，隶属于新课标物质科学领域核心内容。本单元循序渐进引导学生认识空气的存在、占据空间、流动性等特征，本课是单元重难点课，承接前几课空气基础性质的探究，首次引导学生突破“空气无重量、无质量”的生活误区，建立“空气有质量”的核心科学概念。课本原文核心内容：聚焦板块提出问题“我们周围的空气有质量吗？”；探索板块设计简易天平皮球充气、放气对比实验，通过观察天平平衡变化验证猜想；研讨板块引导学生分析实验现象、总结实验结论，辨析生活中空气质量的相关现象。本课实验是小学生首次定量探究气体的物理属性，是培养学生实证思维、实验探究能力的关键课程，为后续学习大气压强、物质质量守恒等知识奠定基础。二、核心素养目标依据2022版小学科学新课标，结合四年级学生认知特点，制定四维核心素养目标，兼顾分层教学：1.科学观念：基础层学生能通过实验现象知道空气具有一定质量；提高层学生能理解空气质量较轻，可通过精准实验观察验证，区分“重量”与“质量”的基础差异。2.科学思维：能基于生活现象提出科学猜想，通过对比实验的现象进行逻辑推理，归纳出空气有质量的结论，初步形成“实证求真”的科学思维。3.探究实践：全体学生能规范完成简易天平充气、放气实验，准确观察、记录实验现象；能力较强学生能自主排查实验误差，优化实验操作步骤，提升动手探究与数据分析能力。4.态度责任：乐于参与小组合作实验，养成严谨细致、尊重实验事实的探究习惯，感受科学与生活的紧密联系，激发探究物质特性的兴趣。三、教学重难点1.教学重点：通过简易天平对比实验，直观感知并验证空气有质量。2.教学难点：引导学生通过实验现象逻辑推理得出结论，理解实验误差产生的原因，纠正“空气没有质量”的错误前概念。四、教学方法结合四年级学生动手能力与认知水平，采用多元化可落地教学方法，全程贴合课堂实操：1.情境导入法：利用篮球打气的生活场景创设问题情境，激发学生探究欲望，快速聚焦课堂主题。2.实验探究法：采用分组对比实验，让学生自主操作、观察记录，以实证得出科学结论，突出学生主体地位。3.分层引导法：针对不同学情设计基础任务与提升任务，兼顾学困生、中等生和优等生的学习需求。4.研讨归纳法：通过师生、生生互动研讨，梳理实验现象，归纳核心知识点，突破教学难点。五、教学过程（40分钟完整课时）（一）情境聚焦，提出猜想（5分钟）1.教师实操演示：教师拿出瘪篮球和打气筒，现场给篮球打气2-3下，展示打气前后篮球的变化。2.师生互动话术：师：同学们，大家观察一下，打气后的篮球和之前的瘪篮球有什么不一样？生：篮球变鼓了、变硬了，拍起来更高了。师：大家观察得非常仔细！篮球变鼓是因为我们打入了空气。那大家思考一个问题，打入空气后，篮球的质量会变吗？我们周围看不见、摸不着的空气，到底有没有质量呢？3.课本原文出示：课件展示课本聚焦板块原文“我们周围的空气有质量吗？”4.学生猜想互动步骤：第一步，给学生1分钟独立思考；第二步，举手分享猜想并说明理由；第三步，教师汇总猜想，板书两类观点：空气有质量、空气没有质量。师：有的同学认为空气有质量，有的同学认为没有，猜想没有对错，科学讲究实证。今天我们就通过实验来验证，解开这个疑问。（二）探究实验，验证猜想（22分钟）本环节采用4人小组合作模式，分工明确（操作员、记录员、观察员、汇报员），落实分层任务，基础任务全员完成，提升任务优等生尝试完成。1.实验器材介绍（3分钟）教师逐一展示器材并讲解用途：简易天平、两个小桶、皮球、打气筒、球针、豆子若干。师：今天我们用简易天平开展对比实验，天平可以帮助我们判断物体轻重变化，豆子用来微调天平平衡，皮球作为承载空气的实验物体。2.实验步骤讲解与示范（5分钟）教师结合课本探索板块原文，逐一步骤示范操作，强调操作规范，课件同步出示课本实验原文：“在简易天平的两端挂上两个小桶，各放一个相同的皮球，调节天平平衡。将其中一个皮球充足气，观察天平的变化；再将皮球放气，再次观察变化。”完整可落地操作步骤：第一步：组装器材，在简易天平两端悬挂相同小桶，分别放入大小、重量一致的瘪皮球。第二步：微调平衡，向偏高一端的小桶添加少量豆子，直至天平完全水平平衡，记录初始状态。第三步：充气实验，用球针连接打气筒，给其中一端的皮球打入10筒空气，缓慢拔出球针，避免漏气，将皮球放回原小桶，观察天平倾斜变化。第四步：放气实验，待观察记录完毕后，用球针缓慢放出皮球内空气，将放气后的皮球放回小桶，再次观察天平状态。师：大家注意两个关键细节，一是打气、放气时动作要慢，防止皮球破损、空气快速泄漏；二是全程保证皮球不调换位置，保证实验公平性。3.分组实验与分层指导（10分钟）基础任务（全体学生）：规范完成实验操作，准确记录天平充气、放气后的现象，填写实验记录表。提升任务（优等生）：重复2次实验，对比实验结果，思考为什么部分小组实验倾斜不明显，分析实验误差原因。教师巡回指导专属话术：针对操作不规范小组：“同学们检查一下，天平初始是否完全平衡？打气数量是否达标？有没有出现漏气情况？”针对观察不细致学生：“认真观察，充气后放皮球的一端是下沉还是上浮？放气后天平又发生了什么变化？”针对优等生：“大家可以思考，豆子数量多少会影响实验效果？打气筒的快慢会不会导致误差？”4.实验现象汇总（4分钟）各小组汇报员依次分享实验结果，教师汇总全班现象：给皮球充气后，放皮球的天平一端下沉；皮球放气后，天平逐渐恢复平衡。（三）研讨总结，建构概念（8分钟）1.课本研讨问题探究，课件出示课本原文研讨问题：“实验中天平的变化说明了什么？”2.分层互动研讨话术：师（面向学困生）：充气后的皮球变重了吗？你是怎么看出来的？师（面向中等生）：皮球本身没有变化，是什么让皮球变重了？这个现象证明了什么？师（面向优等生）：为什么我们平时感觉不到空气的质量？结合实验误差说说原因。3.教师总结核心知识点：通过实验我们可以得出结论，空气有一定的质量，只是空气的质量非常轻，肉眼无法直接感知，需要借助精密实验才能观察到。同时我们发现，增加空气，物体总质量增加；减少空气，物体总质量减少。（四）课堂小结（5分钟）教师带领学生梳理本节课知识：本节课我们通过猜想、实验、验证的科学探究流程，利用简易天平对比实验，成功证明了空气有质量，纠正了空气无质量的错误认知，同时学会了规范操作对比实验，懂得了科学结论需要实验实证。六、作业设计（分层作业，适配不同学情）1.基础作业（全员完成）：画图记录本节课天平充气、放气的实验现象，用一句话写出实验结论。2.提升作业（选做）：回家利用气球、尺子制作简易平衡装置，验证空气有质量，拍摄简易实验小视频或记录实验过程。3.拓展作业（优等生选做）：查阅资料，说说生活中哪些现象能证明空气有质量（如热气球升空、气压变化），简单写下2条发现。七、结语板块本节课我们以生活场景为切入点，通过严谨的对比实验，用实证的方法解开了空气是否有质量的疑问。看不见、摸不着的空气，藏着有趣的科学奥秘