2026小学教科版四年级科学新上册第一单元 空气 教案

第一单元空气

1.感受空气

【教材分析】

本课是空气单元起始课，核心任务是引导学生借助直观实验找到空气存在的证据，初步感知

空气无色、透明、会流动、能占据空间、可压缩的基础性质。教材分为聚焦、探索、研讨、拓展

四大模块：以飘动窗帘引出核心问题“如何证明看不见的空气存在”；设计塑料袋装空气、空瓶入

水、粉笔/橡皮浸水、对比空气与水多组动手实验；研讨环节梳理证据、对比空气和水的异同；拓

展延伸土壤中的空气，为后续空气占据空间、空气有质量等课时铺垫认知基础，遵循“现象一实

验一证据一归纳”的科学探究逻辑。

【学情分析】

四年级学生日常能感知风、气球、吹泡泡等空气相关现象，但无法把生活现象转化为科学证

据，对“看不见摸不着的空气真实存在”缺少实证思维。学生动手操作兴趣强，但观察、归纳对

比能力薄弱，区分固体、液体、气体特征存在困难；容易混淆空气和水的性质，难以自主总结空

气独有特点。本课借助简单易操作的生活化潜材，降低探究难度，贴合小学生具象化认知特点。

【核心素养分析】

［科学观念］

通过实验证实空气真实存在，知道空气无色无味、透明、会流动、能占据空间、容易被压缩;

区分气体空气与液体水的相同与不同特征。

［科学思维］

能根据实验现象推理空气存在，对比分析空气和水的异同，建立“看不见的物质可通过间接

现象证明存在”的推理思维。

［探究实践］

独立完成装空气、瓶子浸水、物质泡水、空气水对比四组实验，准确观察记录气泡、形变、

轻重等现象，自主整理空气存在的多条证据。

［态度责任］

乐于动手探究看不见的物质，尊重实验事实，主动用生活实例解释空气；课后主动探究土壤

中的空气，建立科学来源于生活的意识。

【教学重点】

1.通过多4：实验找到空气存在的充足证据；

2.初步掌握空气的基础物理性质。

【教学难点】

L借助气泡、形变等间接现象推理空气存在，建立实证意识；

2.清晰区分空气（气体）和水（液体）的不同特征。

【教具准备】

［教师］窗帘实景视频、空塑料瓶、透明水槽、粉笔、橡皮、塑料袋、气球、装水塑料袋、泥

土、烧杯、实验记录单、PPT课件

［学生］塑料袋、空矿泉水瓶、水槽、粉笔、橡皮、装水小袋子、气球

【教学过程】

一、导入新课（5分钟）

［配套视频］开窗风吹动窗帘实景短视频（教材首页窗帘画面实拍视频）

［教师活动］播放风吹窗帘视频，提问：窗户打开后窗帘为什么会飘起来？我们肉眼看不到风,

但是能感受到它，风是什么？看不见的空气真的存在吗？引出课题《感受空气》。

［学生活动］观看视频，自由发言，说出风吹动窗帘、吹风凉快、气球鼓起来等生活经验，提

出疑问：空气看不见，怎么证明它在这里？

［设计意图］用生活化动态视频激发兴趣，从学生熟悉的风切入，抛出本课核心探究问题，自

然导入学习。

1

二、讲授新课（30分钟）

（一）聚焦板块

［教师活动］出示教材聚焦框文字，明确核心探究问题：空气无色无味，我们如何找到空气存

在的证据？引导学生说一说自己想到的生活线索。

［学生活动］齐读问题，分享生活中感受空气的例子：吹气球、扇扇子、风吹树叶、游泳憋气

等。

［设计意图］锁定课堂探究主线，调动学生前认知，为后续实验探究铺垫思路。

（二）探索板块

配套视频1：塑料袋装空气按压实验演示视频；配套视频2：空瓶浸水冒气泡实验操作视频;

配套视频3：粉笔、橡皮入水产生气泡对比视频；配套视频4：空气袋与水袋按压、掂重量对比实

验视频

1.实验1：塑料袋捕捉空气

［教师活动］分发塑料袋，示范操作：张开袋子兜一兜，收紧袋口封住空气，引导学生双手按

压袋子，提问按压时有什么感受？松开手袋子会怎样？

［学生活动］分组装空气、按压塑料袋，观察袋子鼓鼓的、按压有弹性，松手恢复原状，记录

实验现象。

［设计意图］直观感受空气能占据空间、可以被压缩，第一条空气存在证据。

2.实验2：空瓶子倾斜放入水中

［教师活动］播放操作视频，讲解操作要点：瓶门朝下斜着压入水底，仔细观察瓶口变化，提

问水中冒出的气泡是什么？空瓶子里明明看着什么都没有，为什么会有气泡？

［学生活动］分组操作空瓶入水，观察大量气泡从瓶口跑出，推理气泡就是瓶子里藏着的空气。

［设计意图］利用气泡直观证明看不见的空气藏在瓶内，强化实证思维。

3.实验3：粉笔、橡皮浸水对比

［教师活动］分发粉笔、橡皮，引导两种物体分别放入水中，对比观察气泡多少，提问：为什

么粉笔气泡更多？

［学生活动］动手实验，发现粉笔孔隙多，跑出大量气泡；橡皮只有少量气泡，得出固体缝隙

里藏有空气。

［设计意图］拓展认知，空气不仅在空容器，也藏在固体缝隙中，丰富空气存在证据。

4.实验4：风、气球感受流动空气

［教师活动］出示气球，吹起后松手，提问气球跑动的原因；讲解：风就是流动的空气，飘动

红旗、头发都是空气流动的证据。

［学生活动］吹气球、松手放飞，观察气球乱飞，联系风吹窗帘视频理解空气会流动。

［设计意图］建立“风二流动空气”概念，补充动态空气存在证据。

5.实验5：空气和水对比实验

［教师活动］发放装水塑料袋、装空气塑料袋，指导学生用“按压、掂一掂”两种方法对比，

引导从形状、轻重、能否压缩两方面记录不同。

［学生活动］分组按压、掂量两个袋子，记录：水袋按压形变小、更重；空气袋按压易变形、

很轻。

［设计意图］通过对比，区分气体空气和液体水的核心差异，突破教学难点。

（三）研讨板块

［教师活动］出示研讨两个核心问题，组织小组讨论，巡视指导整理实验证据，组织全班汇报,

板书梳理空气存在证据、空气与水异同。

研讨问题1：看不到空气，哪些方法能证明空气存在？哪种证据说服力最强？为什么？

研讨问题2：空气和水有什么相同点和不同点？

［学生活动］小组交流汇总实验证据，全班举手汇报；总结相同：无色、透明、会流动；不同:

水看得见、较重、不易压缩：空气看不见、很轻、容易压缩.

［设计意图］梳理整节课实验结论，归纳科学概念，锻炼学生总结、表达、逻辑推理能力。

（四）拓展板块

2

［配套视频］土壤浸水冒气泡实验演示视频

［教师活动］出示泥土，抛出猜想：土壤里面有空气吗？播放实验视频，布置课后家庭小实验:

把泥土放进水里，观察是否冒出气泡，下节课分享实验结果。

［学生活动］观看视频，记录实验方法，课后自主完成土壤测空气小实验。

［设计意图］课堂知识延伸到课外，拓展空气存在范围，持续激发探究兴趣。

四、课堂小结（约190字，适配四年级）

今天我们通过好多有趣的小实验找到了空气存在的证据：塑料袋兜空气会鼓、空瓶子和粉笔

放进水里冒气泡、风吹动窗帘、气球放飞乱跑，都能证明看不见的空气就在我们身边。我们还对

比了空气和水，它们都是无色透明、会流动的；但空气更轻、看不见、容易被压缩，水看得见、

更重、很难压缩。空气藏在瓶子、粉笔、土壤任何地方，虽然我们肉眼看不到，却能借助实验现

象找到它。课后大家可以试试泥土泡水实验，继续寻找空气的踪迹。

【板书设计】

感受空气

一、空气存在的证据

1.塑料袋兜空气，袋子鼓起

2.空瓶/粉笔浸水，冒出气泡

3.风（流动空气）吹动窗帘、气球

二、空气vs水

相同：无色、透明、会流动

不同：

空气：看不见、轻、易压缩（气体）

水：看得见、重、难压缩（液体）

三、拓展：土壤里也有空气

2.空气能占据空间吗

【教材分析】

本课是空气单元核心探究课，承接学生对空气看得见、摸不着的浅层认知，通过塑料瓶浸水

实验，直观证明空气占据空间这一基础科学观念。教材分为聚焦、探索、研讨、拓展四部分，由

猜想一动手实验一分析现象一拓展应用层层递进。先对比倾斜瓶子进水、竖直压瓶不进水的差异

制造认知冲突；再分三步对比拧紧瓶盖、拧开瓶盖、打气注水三组对照实验，借助漂浮小球可视

化水位变化；最后设置研讨问题与吸管挤水小挑战，将空气占据空间的性质联系生活，为后续空

气压缩、空气有质量等内容铺垫基础。

【学情分析】

四年级学生已知空气无处不在，但普遍存在思维误区：看不见就认为空气不占地方。学生动

手操作兴趣强，具备简单观察、记录能力，但对照实验的变量控制、现象背后逻辑推理能力薄弱。

生活中见过气泡、吹气球等现象，却无法关联“空气占据空间”原理，本课借助小球、塑料瓶

等简易材料，用可视化实验降低抽象概念理解难度。

【核心素养分析】

［科学观念］

通过三组对比实验，建立核心概念：空气是真实存在的物质，空气会占据一定空间；空气和

水不能同时占据同一个空间。能运用该概念解释生活中气泡、吹气球等现象。

［科学思维］

能对比三组实验小球、水位的不同变化，分析变量（瓶盖封闭、空气增减）与现象的因果关

系；通过推理解释水位升降原因，建立“空气让出空间，水才能进入；空气增多，水被挤出”的

逻辑。

［探究实践］

能按步骤独立完成压瓶浸水、拧盖放气、打气注水三组实验，规范观察、记录小球位置与瓶

内水位；能自主设计拓展小挑战实验，动手验证空气挤水，提升操作与实证能力。

3

［态度责任］

保持对空气相关现象的探究好奇心；实验中细致观察、如实记录，尊重实验事实；愿意主动

用本课知识解释生活现象，体会空气性质在生活中的应用价值。

【教学重点］

通过对照金验，证实空气能占据空间，理解空气与水无法共享同一空间。

【教学难点】

推理水位上化的内在原因，理清空气多少、空间、水位三者之间的逻辑关系。

【教具准备】

［教师教具］

完整塑料瓶、剪好的塑料瓶上半部分、水槽、红色小球、打气筒、瓶盖、多媒体实验操作视

频、PPT课件、实验记录单。

［学生分组教具］

塑料瓶上半段:水盆、红色泡沫小球、瓶盖、打气筒、记录单、铅笔。

【教学过程】

一、导入新课

［教师活动］出示装满水的瓶子和空塑料瓶，提问：瓶子里空着的地方真的什么都没有吗？演

示将塑料瓶倾斜压入水中，让学生观察瓶口冒出气泡。抛出问题：气泡是什么？为什么竖直把瓶

子按进水里，水却很难流进去？引出课题《空气能占据空间吗》。

［学生活动］观察倾斜瓶子冒气泡的实验，大胆猜想空瓶里存在空气，思考竖直压瓶水进不去

的原因。

［设计意图］利用直观气泡实验制造认知冲突，激发学生探究欲望，自然引出本节课探究主题。

二、讲授新课

（―）聚焦板块

［教师活动］出示教材聚焦问题“瓶口竖直向下压入水中时，水能够进入瓶内吗？"，组织学

生小组内预测，收集不同猜想并板书记录。讲解实验小提示：瓶内放入红色小球，小球位置能直

观看清瓶内水位高低。

［学生活动］小组交流猜想，记录自己的预测；明白小球作为参照物的作用。

［设计意图］明确探究核心问题，让学生带着猜想开展实验，建立预测一验证的探究思路。

（二）探索板块

［教师活动］播放标准实验操作视频，分步讲解三组实验操作要点，巡视指导分组实验，提醒

学生如实记录小球位置与水位变化。

1.拧紧瓶盖实验：盖紧瓶盖，缓慢将瓶身竖直压入水底，观察小球位置；

2.拧开瓶盖实验：保持瓶子在水下，拧开瓶盖释放空气，观察小球上浮、水位上升；

3.注入空气实验：再次拧紧瓶盖，用打气筒向瓶内打气，观察小球下移、水位二降。

［学生活动］分组依次完成三组对照实验，观察小球高低变化，填写实验记录单，简单画出每

组瓶内水位。

［设计意图］三组对照实验形成变量对比，用小球把看不见的空气转化为看得见的水位变化，

落实探究实践素养。

（三）研讨板块

［教师活动］出示两个研讨问题，组织小组讨论，邀请学生结合实验现象发言，梳理总结核心

结论。

问题1：瓶中水位的变化是怎样产生的？引导学生总结：拧紧瓶盖时空气占据瓶内空间，水

进不去；拧开瓶盖空气跑出，让出空间，水进入水位上升；打入空气，空气变多，挤压水，水位

下降。

问题2：空气能占据空间吗？还有其他证明方法？师生共同举例：吹气球、倒扣纸巾入水不

湿、塑料袋兜住空气鼓起.

［学生活动］结合自己的实验记录交流讨论，完整表述水位变化与空气的关系，分享生活中空

气占据空间的实例。

4

［设计意图］梳理实验逻辑，提炼科学概念，实现从实验现象到科学观念的转化，锻炼科学思

维。

（四）拓展板块

［教师活动］出示拓展小挑战材料：半瓶水、橡皮泥、两根吸管，提出任务：不倾斜瓶子，利

用空气把水挤出来。播放示范视频，提示思路：一根吸管进水、一根进气，橡皮泥密封瓶口，向

吸管吹气，空气占据瓶内空间挤压水流出。

［学生活动］小组合作动手尝试拓展实验，成功后分享操作方法。

［设计意图］学以致用，运用“空气占据空间”解决实际问题，深化知识应用。

四、课堂小结（约190字）

今天我们通过三组对比实验，解开了空气的秘密。空瓶子里并不是什么都没有，里面装满空

气，空气会占据空间。拧紧瓶盖时空气跑不出去，水就进不去；打开瓶盖空气流出，水才能进入;

往瓶里打气，空气变多又会把水挤出去。我们还学会用水中小球观察水位变化，知道静止的水面

是水平线。生活里吹气球、水杯倒扣纸巾不湿，都能证明空气占据空间。最后我们还动手挑战用

空气挤出瓶里的水，大家都能用实验证明猜想，收获了科学探究的乐趣。

【板书设计】

空气能占据空间吗

1.实验现象

拧紧瓶盖：空气占空间一水进不去

拧开瓶盖：空气流出一水进入，水位上升

打入空气：空气变多f水被挤出，水位卜降

2.核心结论：空气会占据空间

3.生活实例：吹气球、倒扣纸巾、气泡

3.空气占据的空间会改变吗

【教材分析】

本课是空气单元第3课时，在前两课学生认识“空气会占据空间”基础上，进一步探究空

气可被压缩、水不易被压缩的核心特性。教材通过塑料瓶压水、挤压水瓶、注射器对比三组递进

实验，从直观现象到定量观察，再用示意图建模解释，最后研讨生活实例、拓展小游戏，完整构

建”提出问题一动手探究一分析证据一应用解释”的科学探究链条，区分气体与液体占

据空间的不同特点，为后续学习空气压强、弹性等知识铺垫基础。

【学情分析】

四年级学生已经知道空气看不见、会占据空间，能完成简单的空气占据空间小实验；具备基

础动手操作能力，对挤压瓶子、注射器等生活化实验充满兴趣。

认知局限：学生默认“占据空间就不能改变”，无法理解空气能被压缩，很难区分气体、液

体可压缩性差异；抽象建模能力薄弱，难以用示意图解释微粒变化，需要具象实验、直观图示辅

助理解。

【核心素养分析】

［科学观念］

知道空气占据的空间可以被压缩，水占据的空间很难被压缩；压缩后的空气具有弹性，能运

用该知识解释生活现象。

［科学思维］

通过对比空气、水的挤压实验，对比刻度变化证据，归纳气体和液体占据空间的不同特点；

建立空气微粒模型，用模型解释压缩现象，发展证据推理、模型建构思维。

［探究实践］

能规范完成压瓶入水、挤压塑料瓶、注射器定量对比三组实验，准确记录实验刻度；能根据

实验现象提出猜想、收集数据、交流实验发现，完整经历科学探究流程C

［态度责任］

实验中细心操作、如实记录数据，养成严谨实证习惯；了解压缩空气在生活中的应用，体会

5

科学与生活紧密联系；做拓展小游戏时树立安全实验意识。

【教学重点】

通过对比金验，得出空气容易被压缩，水很难被压缩的科学结论。

【教学难点】

用空气微通示意图解释空气可被压缩的本质；利用压缩空气知识解释生活中的各类现象0

【教具准备】

［教师教具］

透明塑料瓶、水槽、清水、注射器、橙子皮、多媒体课件、实验操作示范视频、空气微粒动

画视频

［学生分组器材］

空塑料瓶、装满水塑料瓶、水槽、2支相同注射器、清水、实验记录单、铅笔

【教学过程】

一、导入新课（5分钟）

播放短视频：皮球打气视频，提问：皮球己经鼓起来了，为什么还能继续打气？引发学生猜

想，引出本课课题《空气占据的空间会改变吗》。

［教师活动］播放皮球充气短视频，抛出疑问，板书课题。

［学生活动］观看视频，自由发言猜想，思考空气占据空间能否变化。

［设计意图］利用生活熟悉场景设疑，激发探究兴趣，直指本课核心问题。

二、讲授新课

（一）聚焦板块（7分钟）

［教师活动］演示实验一一空塑料瓶瓶口朝下竖直压入水中，学生观察无大量气泡、少量水

进入瓶内；出示聚焦问题：瓶子装满空气，为什么还有少量水能进去？组织小组交流想法，同步

播放本实验操作短视频。

［学生活动］观察实验现象，小组讨论猜想，分享自己的观点，初步猜测空气空间变小。

［设计意图］直观实验制造认知冲突，抛出核心探究问题，自然引出本课探究方向。

（-）探索板块（18分钟）

探索1：挤压装满空气、水的塑料瓶

［教师活动］分发两种塑料瓶，布置操作任务，巡视指导，提醒学生感受挤压手感、观察瓶身

形变；教师挤压水瓶示范，引导学生对比两种瓶子挤压后的不同变化。

［学生活动］分组动手挤压瓶子，感受手感差异，记录现象：装空气瓶子易压扁，装水瓶几乎

不变形；小组交流两种瓶内占据空间是否改变。

［设计意图］生活化简易实验，让学生直观感知空气可压缩、水难压缩，积累感性经验。

探索2：注射器定量对比空气和水

［教师活动］讲解注射器实验步骤，分发记录单，播放注射器规范操作视频；强调堵住管口、

匀速压活塞、记录刻度；巡回指导，提醒重复实验保证数据准确。

［学生活动］分组抽取等量空气、水，按压活塞，记录初始刻度、压缩后刻度，填写记录单；

对比两组刻度差，组内总结实验发现。

［设计意图］定量实验提供客观数据，用证据支撑猜想，从定性观察过渡到定量分析，培养实

证意识。

〜东索3：绘制微粒示意图

［教师活动］出示注射器空气微粒示意图，讲解压缩时空气微粒间距变小；引导学生画出水压

缩前后示意图，对比两者区别；播放空气微粒压缩动画视频。

［学生活动］独立绘制空气、水压缩示意图，小组互相点评，理解空气微粒间有间隙，水微粒

儿乎无间隙。

［设计意图］建立模型，把看不见的空气可视化，突破本课难点，发展模型建构思维。

G研讨板块（8分钟）

［教师活动］出示3个研讨问题，组织全班交流，结合注射器实验数据引导学生说理，梳理总

结核心知识点。

6

研讨问题1:挤压装空气塑料瓶，空气被压缩，说法对吗？结合注射器刻度数据说明理由。

研讨问题2；空瓶倒扣水中，少量水进入瓶内的原因。

研讨问题3：鼓起来的皮球还能继续充气的原理。

［学生活动］结合实验记录、示意图完整表达观点，互相补充修正，总结空气可压缩、水不易

压缩。

［设计意图］依托实验证据解释现象，实现知识迁移，锻炼科学说理能力。

（四）拓展板块（4分钟）

［教师活动］演示空气压缩枪小游戏，出示安全提醒，播放小游戏操作视频；讲解压缩空气在

生活中的应用：打气筒、气垫、水枪等。

［学生活动］观看演示，了解游戏原理，举例生活中压缩空气的运用。

［设计意图］趣味拓展巩固知识点，联系生活，体会科学实用价值，强化安全实验习惯。

四、课堂小结

今天我们通过三组有趣实验，弄懂了空气和水的小秘密。空气占据的空间可以改变，很容易

被压缩，因为空气微粒之间有很大空隙；水很难被压缩，微粒几乎紧紧靠在一起，空间不会变化。

把空瓶子压进水里有水进入、皮球能反复打气，都是空气可压缩的特点。我们还学会用画图的方

式，画出空气微粒变化解释实验现象。生活里打气筒、空气压缩枪都利用了压缩空气。做科学实

验要认真记录数据，用证据说话，同时牢记实验安全规范。

【板书设计】

3.空气占据的空间会改变吗

1.对比实验

空气：易压缩一空间变小（微粒间隙大）

水：难压缩一空间不变（微粒间隙小）

2.现象解释

瓶压入水、皮球充气一空气可被压缩

3.应用：打气筒、空气压缩枪

4.空气有质量吗

【教材分析】

本课是小学三年级/四年级空气单元核心探究课，承接前一课“空气能占据空间”，聚焦空

气看不见、摸不着但是否具备质量这一核心问题。教材以篮球打气生活化场景引入猜想，设计简

易天平皮球对比实验，通过打气、加绿豆平衡、量化空气质量三步探究，配套记录单、研讨问题

与生活拓展实验。教材遵循“提出猜想一动手验证一量化测量一交流归纳一生活延伸”

科学探究逻辑，用具象天平、绿豆把无形空气的质量转化为可见、可计量物质，帮助学生建立“空

气是有质量的物质”核心科学观念，为后续空气重量、大气相关知识铺垫探究方法基础。

【学情分析】

四年级学生已有基础认知：知道空气无处不在、空气能占据空间；生活中见过篮球打气越足

越弹，隐约感知打气后球变重，但无法确定是空气带来的质量，普遍存在“空气很轻、没有重量”

前概念O

zj手能力层面：会使用简易天平，能完成打气、投放绿豆等基础操作，但控制变量、精准观

察天平平衡变化、量化微小质量的思维薄弱；抽象思维不足，难以直接理解“看不见的空气拥有

质量”，需要实物对比、可视化实验降低理解难度。同时学生好奇心强，对动手实验兴趣浓厚，适

合以自主探究为主开展课堂。

【核心素养分析】

通过天检验证实空气具有质量；建立“空气是一种真实存在、有质量、占据空间的物质”

物质观：明白增加空气，物体总质量会增加C

［科学思维］

能基于篮球打气现象提出猗想；对比天平前后状态，分析天平倾斜原因，推理出空气有质量；

7

用绿豆数量量化空气质量，学会转换法把不可直接测量的最转化为可测量量。

［探究实践］

完整经历“猜想一设计实验操作一观察记录数据一量化测量一得出结论”标准科

学探究流程；熟练操作简易天平、打气筒，规范填写实验记录单，小组合作完成对比实验，提升

动手与数据记录能力。

［态度责任］

实验中严谨观察、如实记录数据，尊重实验结果；乐于用生活工具再次验证科学结论，体会

科学与生活紧密联系；小组合作中分工协作，养成细致、实事求是的探究习惯。

【教学重点】

通过简易黄平皮球对比实验，证明空气具有质量，理解打入空气后物体总质量变大。

【教学难点】

理解转换金验逻辑：用绿豆的质量等效替代打入皮球内空气的质量；控制实验变量，保证实

验公平性。

【教具准备］

［教师］打气篮球、未打气皮球、简易天平、打气筒、绿豆、电子秤、教学实验操作视频、多

媒体课件；

、［学东］简易天平、小塑料桶、皮球、手动打气筒、绿豆、实验记录单、铅笔。

【教学过程】

一、导入新课（5分钟）

［教师活动］播放篮球打气短视频，提问：给篮球多打儿筒气，篮球为什么弹得更高？打气前

后篮球有什么变化？抛出核心问题：打入的空气会不会让篮球变重？空气到底有没有质量？板书

课题《空气有质量吗》。

［学生活动］观看视频，自由发言，大胆说出自己的猜想，分为“空气有质量/空气没有质

量”两种观点。

［设计意图］利用学生熟悉的打篮球生活场景，激发探究兴趣，制造认知冲突，自然引出本节

课探究主题。

二、讲授新课（30分钟）

（一）聚焦板块

［教师活动］出示教材聚焦板块图文，梳理学生猜想，引导思考：看不见的空气，我们用什么

工具才能测出它有没有质量？引导学生想到天平，明确本节课探究目标：验证打入空气后皮球质

量是否改变。

［学生活动］齐读聚焦问题，小组交流猜想，记录自己的猜测，思考测量空气质量的可行工具。

［设计意图］明确探究任务，固化学生原始猜想，为后续实验验证做铺垫。

（二）探索板块

1.实验第一步：调平简易天平

［教师活动］播放天平调平示范视频，讲解操作要点：两端挂相同小桶，桶内放入一模一样的

皮球，移动天平刻度挂钩，直到天平两端完全平衡；强调两个桶、皮球必须完全相同，保证实验

公平。巡视各组，纠正天平操作错误。

［学生活动］分组领取器材，按步骤组装天平，调整至平衡，填写记录单0筒空气对应的天平

平衡画图。

［设计意图］建立实验初始平衡对照，渗透对比实验控制单•变量的科学方法。

2.实验第二步：给单侧皮球打气，观察天平变化

［教师活动］出示打气操作示意图，讲解打气技巧，提醒保持水桶、皮球位置不动，只给一侧

皮球打气；分别打10筒、30筒空气，每打完一次静置，观察天平倾斜方向。引导提问：天平向

哪边倾斜？说明了什么？

［学生活动］小组分T,一人固定打气、一人观察天平、一人填写记录单，分别画出10筒、

30筒空气时天平状态，发现打气一端下沉。

［设计意图］直观看到打入空气后皮球一侧变重，初步得出空气具备质量的直观证据。

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3.实验第三步：量化空气质量，绿豆等效替代

［教师活动］演示实验方法，往没有打气的空桶里缓慢添加绿豆，直至天平再次恢复平衡；讲

解转换法：这些绿豆的总质量，就等于打入皮球里空气的质量。引导各组数一数使用绿豆数量，

记录数据。

［学生活动］投放绿豆调平天平，清点绿豆粒数，记录空气质量对应的绿豆数量。

［设计意图］将看不见的空气质量转化为看得见、可数的绿豆，突破量化空气质量的教学难点。

（三）研讨板块

［教师活动］依次出示3个研讨问题，组织小组讨论，随机抽小组分享，汇总全班实验数据总

结规律。

,问题1：根据实验结果，空气有质量吗？和你课前猜想一样吗？

问题2：我们怎么描述打入空气的空气质量大小？

问题3：实验两个桶大小不一样行不行？为什么？

［学生活动］小组交流讨论，结合天平实验现象作答。明确：空气有质量；空气质量可以用绿

豆粒数多少描述；桶大小必须一致，否则实验不公平，会干扰实验结果。

［设计意图］梳理实验逻辑，解决课堂疑问，巩固控制变量、转换法两大科学探究方法。

（四）拓展板块

［教师活动］出示电子秤实物，播放电子秤称量皮球拓展实验视频，讲解：除天平外，生活电

子秤、弹簧秤都能测量空气质量；布置课后小任务：回家用电子秤测量皮球打气前后重量，记录

差值。

［学生活动］观看拓展实验，记录课后实践任务，思考生活中其他能证明空气有质量的例子。

［设计意图］打通课堂与生活，延伸探究，让学生知道科学探究可以在家完成。

四、课堂小结（约190字）

今天我们通过简易天平完成了探究实验，一开始大家对空气有没有质量有不同猜想。我们先

把两端皮球调平，给一侧皮球打气后，天平向打气的皮球倾斜，证明空气是有质量的。我们还往

另一边加绿豆让天平重新平衡，用绿豆数量就能算出空气有多重。实验时两个桶、皮球必须一模

一样，实验才公平。通过研讨我们明白了转换法，把看不见的空气重量换成看得见的绿豆。课后

大家可以用家里电子秤再次验证，生活里很多现象都能说明空气有质量。

【板书设计】

空气有质量吗

1.猜想：空气有/没有质量

2.实验：简易天平

打气一皮球端下沉一空气有质量

加绿豆平衡一绿豆质量二空气质量（转换法）

3.结论：空气具有质量，空气越多，质量越大

4.实验要求：控制变量（桶、皮球大小一致）

5.空气流动有力量

【教材分析】

本课是四年级空气单元第5课，承接前几课空气占据空间、空气有质量的知识，聚焦流动的

空气会产生力这一核心科学概念。教材通过气球放飞、吹动纸杯、气球小火箭三组动手实验，由

浅入深让学生直观感知气流作用力；再结合风力发电、帆船、风筝等生活实例，建立科学与生活

的联系；最后设置研讨问题、自制空气炮拓展实验，引导学生对比水流、气流动力的共性，完成

从现象感知到规律归纳、再到生活应用的完整探究链条，为后续风的成因、风力利用等内容铺垫

基础。

【学情分析】

四年级学生已经知道空气真实存在，能感知风、气球放气会飞等生活现象，但无法把“空气

流动”和“力”建立关联。学生动手操作欲望强，喜欢气球、手工类实验，但抽象思维薄弱，

很难自主理解反冲力、作用力与反作用力的关系；能见过风车、风筝，却不会主动分析其中空气

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流动产生力量的原理。教学需要依托具象实验，用直观现象降低抽象概念理解难度，分步引导学

生总结规律。

【核心素养分析】

［科学观念］

知道空气流动时会产生力量；理解气球放气向后喷气、气球向前运动的反冲现象；能说出生

活中利用空气流动力量的物品及工作原理。

［科学思维］

能对比气球实验、水流动力案例，归纳流动的物质（空气、水）都能产生动力的共性；能根

据实验现象推理气流运动方向和物体运动方向相反的规律。

［探究实践］

独立完成吹气球推纸杯、气球小火箭组装实验，规范记录实验现象；动手制作空气炮，观察

气流冲击力；收集、整理生活风力应用实例，完成记录单填写。

［态度责任］

乐于动手探究空气的秘密，感受空气动力给生活带来的便利；树立清洁能源（风力发电）环

保意识，愿意主动观察身边科学现象。

【教学重点】

通过实验感知空气流动能产生力量；掌握气球反冲运动规律；列举并解释生活中空气流动力

量的应用。

【教学难点】

理解气流运动方向和物体运动方向相反（反冲原理）；对比水流动力、气流动力，总结二者利

用的相同原理。

【教具准备】

［教师教具］

充气气球、纸杯、细绳、吸管、胶带、纸箱空气炮成品、风力发电/帆船短视频、PPT课件、

班级记录单；

［学生分组材料］

气球、一次性纸杯、细绳、吸管、透明胶带、记录单、铅笔；

【教学过程】

一、导入新课（5分钟）

［教师活动］

1.出示充满气的粉色气球，当众捏住出气口提问：如果我松开手，气球会发生什么？播放气

球放飞趣味短视频，学生观察气球到处乱飞。

2.抛出核心疑问：气球没有手推、没有外力拉，是什么看不见的力量推着它飞？顺势板书课

题《空气流动有力量》。

［学生活动］

观看视频，自由发言猜测气球飞出去的原因，带着疑问进入新课学习。

［设计意图］利用学生熟悉的气球游戏制造认知冲突，直观激发好奇心，快速聚焦本节课核心

探究问题。

二、讲授新课（30分钟）

（一）聚焦板块

［教师活动］

1.出示教材聚焦板块图文，板书两个核心问题：①什么力量让气球飞出去？②这种力量我们

可以利用吗？

2.引导学生结合导入气球实验，小组简单交流猜想，不直接给出答案，留到后续实验验证。

［学生活动］

齐读聚焦问题，小组内分享自己的猜想，简单记录想法.

［设计意图］明确整节课探究主线，给学生预留思考空间，让后续所有实验都围绕两个问题展

开。

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（二）探索板块

L探索1；感受空气流动的力量（吹气球移纸杯）

［教师活动］

分发分组材料，讲解实验操作：把纸杯整齐摆放在桌面，充满气球气，气球口对准纸杯缓慢

放气，观察纸杯变化；巡视指导，提醒学生改变气球距离重复实验；实验结束提问：纸杯为什么

会移动？是什么在推动纸杯？

［学生活动］

分组动手操作实验，观察气球出气时纸杯被吹动、推远的现象，小组讨论得出：气球跑出来

的流动空气产生了推力。

［设计意图］基础感知实验，让学生近距离直观看见流动空气的推力，建立“空气流动二有

力量”基础认知。

2.探索2：利用空气流动的力量（气球小火箭）

［教师活动］

播放气球小火箭制作示范视频，分步讲解制作步骤：穿吸管、绑气球、胶带固定、拉直细绳;

示范操作，强调实验要点：气球一定要捏紧再固定，细绳必须拉直；组织分组制作、实验，引导

观察气球运动方向和喷气方向；提问：气球往哪边跑？空气往哪边跑？两者方向有什么关系？

［学生活动］

合作组装气球小火箭，松开气球观察：空气向后喷出，气球沿着细绳向前快速滑行；小组总

结：空气流动方向和气球运动方向相反。

［设计意图］进阶探究实验，直观呈现反冲现象，突破本课难点，让学生清晰感知气流与物体

运动的反向关系。

3.探索3：收集空气流动力量的生活实例

［教师活动］

出示风力发电、帆船、风筝、风向袋四张图片，播放配套实景短视频；发放班级记录单，示

范填写表格；引导学生补充更多生活例子，梳理每种物品如何借助流动空气工作。

［学生活动］

观看图片视频，小组讨论填写记录单，举例：风力发电机靠风吹动叶片发电；帆船借助风的

推力前进；风筝被气流托举升空。

［设计意图］链接生活实际，实现科学概念落地，让学生明白空气流动的力量可以为人类服务。

（三）研讨板块

［教师活动］

出示两道研讨思考题，组织全班交流研讨，分步引导总结：

L气球小火箭：空气向后流动喷出，气球向前运动，二者运动方向相反；

2.对比水流动力（水车、水力发电）、气流动力：都是利用流动物质产生的推力做功，把流动

的力量转化为动力。

［学生活动］

结合两组实验现象完整回答问题，对比水流、风力利用方式，归纳共同特点。

［设计意图］梳理实验规律，打通新旧知识，培养对比归纳的科学思维。

（四）拓展板块：自制空气炮

［教师活动］

播放空气炮演示视频，出示纸箱空气炮成品，讲解制作方法：纸箱侧面挖孔、密封缝隙，拍

打箱体挤压内部空气形成气流；邀请学生上台演示，观察远处纸杯塔被气流击倒。布置课后拓展

任务，回家自制空气炮。

［学生活动］

上台体验拍打空气炮，远距离击倒纸杯塔，感受集中气流的强大力量；记录课后制作要点。

［设计意图］拓展延伸实验，加深空气流动力量的认知，鼓励课后自主探究.

四、课堂小结

今天我们通过气球推纸杯、气球小火箭实验，发现流动的空气会产生力量。气球向后喷出空

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气，气球就向前跑，空气流动的方向和物体运动方向相反。生活里很多工具都在利用这种力量：

风力发电机用风吹叶片发电，帆船借风力在海上航行，风筝靠气流飞上蓝天。我们还制作了空气

炮，发现集中流动的空气冲击力更强。同时我们对比了水流、气流，知道流动的水和流动的空气

一样，都能产生动力。课后大家可以动手做空气炮，继续探索空气流动的小秘密。

【板书设计】

5空气流动有力量

1.实验现象：流动空气f产生推力

2.反冲规律：空气向后喷一气球向前走（方向相反）

3.生活应用：风力发电、帆船、风筝、风向袋

4.共性：流动的空气/水，都能产生动力

6.我们来做“热气球”

【教材分析】

本课是教科版小学科学四年级上册空气单元第6课，承接前两课“空气受热会上升、冷空

气下沉”的热空气基础知识点，以模拟热气球实验为载体，将抽象的热胀冷缩、冷热空气轻重差

异转化为直观动手实验。教材分为聚焦、探索、研讨、拓展四部分：聚焦抛出热气球升降核心问

题；探索安排蜡烛、塑料袋模拟热气球实操；研讨梳理原理；拓展关联孔明灯，同时标注消防安

全警示。本课是学生理解热空气应用的关键•课，为后续风的形成学习铺垫。

【学情分析】

四年级学生已知道空气看不见、有质量，在前序实验中感知过空气受热变轻会向上流动；生

活中见过热气球、孔明灯:对“热气能让袋子飞起来”充满好奇心，但无法准确说出内在原理。

学生动手操作热情高，但用火实验安全意识薄弱，对“热空气上升、冷空气下沉”的逻辑推理

能力不足，容易混淆“加热、降温”和升降的对应关系，需要借助亲手触摸、观察塑料袋变化

建立具象认知。

【核心素养分析】

［科学观念］知道空气受热后体积膨胀、变轻会上升；空气冷却后收缩、变重会下降，这是热

气球上升、下降的根本原理。

［科学思维］能根据塑料袋加热、冷却后的状态变化，推理冷热空气轻重差异，对比热气球与

孔明灯结构，归纳共同原理。

［探究实践］能规范完成模拟热气球实验，观察、记录塑料袋形变、升降变化，规范使用明火,

掌握简单变量控制方法C

［态度责任］实验i树立用火安全意识；知晓孔明灯火灾隐患，树立消防安全观念；乐于动手

探究生活中的热空气现象。

【教学重点】

通过模拟实验，理解热空气上升、冷空气下沉，解释热气球升降原理。

【教学难点】

推理空气受热变轻、遇冷变重的内在逻辑，区分热气球与孔明灯的异同，思考延长热气球停

留时间的方法。

【教具准备】

［教师i真实热气球升空视频、孔明灯科普短片、大号塑料袋、蜡烛、纸筒、打火机、防火垫、

实验记录单、PPT课件

［学生分组］大号透明塑料袋、硬质纸筒、短蜡烛、托盘（防火）、记录笔、记录单

【教学过程】

一、导入新课

［教师活动］播放热气球升空实拍视频，提问：视频里的热气球能飞上高空，它是怎么飞上天

的？降落时又要怎么做？出示课本热气球图片，引出本节课课题《我们来做“热气球”》C

［学生活动］观看视频，自由发言分享见过热气球的经历，大胆猜测热气球飞行的秘密。

［设计意图］直观视频吸引学生注意力，联系生活经验抛出核心问题，激发探究兴趣，自然引

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出学习主题。

二、讲授新课

［教师活动讪器课本聚焦对话框“热气球是如何实现上升和下降的呢？”，引导学生大胆猜

想，板书学生的猜想，不急于评判对错，告知学生通过动手实验验证猜想。

［学生活动］独立思考后举手发言，说出自己的猜测，比如“里面有热气”“点火就能飞”等。

［设计意图］明确本节课探究核心问题，暴露学生原有认知，为后续实验探究设立目标。

（二）探索板块

［教师活动］出示实验材料（塑料袋、纸筒、蜡烛），播放标准实验示范视频，分步讲解实验三

步骤，重点提问“为什么用纸筒罩住蜡烛？”，强调用火安全：蜡烛远离塑料袋、不触碰火焰、

实验结束及时熄灭蜡烛。组织学生分组领取器材，巡视指导每组实验操作，提醒学生触摸塑料袋

外壁感受温度，记录塑料袋变化。

［学生活动］认真观看示范视频，记住操作步骤；分组合作完成实验，点燃蜡烛、用纸筒围挡、

塑料袋罩住纸筒加热，手扶袋子感受温度，袋子上浮时松手观察升降，填写记录单，讨论纸筒作

用。

［设计意图］视频示范规范操作，降低实验失误；分组实操让学生直观观察热空气的效果，亲

手触摸建立冷热感知，纸筒围挡的问题引导学生思考防火、聚拢热气的作用。

［教师活动］实验结束，邀请小组分享实验现象：加热时袋子怎么样？松手后如何变化？冷却

后又发生什么？引导学生说出袋子变热、鼓起、向上飘，冷却后变瘪下落。追问：摸袋子外壁是

什么感觉？热气从哪里来？

［学生活动］小组代表汇报实验现象，分享触摸袋子发烫的感受，讨论得出蜡烛加热袋内空气。

［设计意图］梳理实验现象，从直观感受过渡到空气受热变化，为推导原理铺垫事实依据。

（三）研讨板块

1.研讨问题1:教师出示研讨第一个问题，引导学生结合实验现象推理：加热空气，空气变

轻上升，带动热气球升空；停止加热，袋内空气变冷变重，热气球下降。组织学生思考检验想法

的方法：比如再次加热冷却塑料袋重复实验。

［学生活动］结合实验记录，小组讨论热气球升降原理，完整表述冷热空气轻重变化带来的升

降现象，说出重复实验是验证想法的方法。

［设计意图］训练学生基于实验证据推理科学原理，建立“现象一证据一结论”的科学

思维。

2.研讨问题2：教师提问第二个研讨问题，引导学生从持续供热、减轻重量、加大袋体、减

少散热几个角度思考。

［学生活动］小组头脑风暴，说出持续加热、袋子做大一点、袋子轻一点、用纸筒保温减少热

量流失等办法。

［设计意图］引导学生多角度思考变量，培养解决实际问题的发散思维。

（四）拓展板块

［教师活动］出示孔明灯图片，播放孔明灯科普短片，布置查阅资料任务，讲解孔明灯底部燃

料持续加热空气，所以停留时间更长；出示安全警示标志，重点强调孔明灯明火易引发火灾，禁

止私自燃放。

［学生活动］观看短片，对比孔明灯和课堂模拟塑料袋热气球的相同点与不同点，记录孔明灯

长久停留的原因，牢记消防安全知识。

［设计意图］拓展热空气原理的生活应用，同时落实安全责任教育，培养学生安全意识。

四、课堂小结

今天我们动手制作了模拟热气球，通过实验发现蜡烛加热塑料袋里的空气，空气受热变轻、

体积膨胀，袋子就会向上飞；等里面空气冷却后，空气变重，袋子慢慢落下来，这就是热气球升

降的科学原理C我们还对比了孔明灯，它依靠底部燃料持续供热，能在空中停留更久C同时我们

记住了用火安全，孔明灯带有明火，存在很大火灾隐患，不能随意燃放。生活里很多现象都和冷

热空气有关，课后大家可以继续观察、寻找更多热空气的小秘密。

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【板书设计】

我们来做“热气球”

1.原理：

空气受热一变轻一上升（热气球起飞）

空气遇冷f变重f下降（热气球降落）

2.纸筒作用：聚拢热气、防火

3.拓展：孔明灯（同原理，持续供热）

安全提醒：孔明灯易引发火灾，禁止燃放

7.风的成因

【教材分析】

本课是空气热胀冷缩、冷热空气流动知识点的综合应用，承接前面“冷热空气”内容，通

过生活电风扇引入，搭配模拟实验、海陆风拓展，由模拟实验推导自然界风的形成原理。教材分

为聚焦、探索、研讨、拓展四部分，以动手实验为核心，借助烟的流动直观展示空气冷热对流，

最后用白天海风实例落地生活，建立“温差一空气流动一形成风”的完整科学逻辑，为后续天

气、大气循环知识铺垫。

【学情分析】

四年级学生已经知道热空气上升、冷空气下沉，生活中能感知风扇、自然风，但不清楚风形

成的根本原因。学生动手兴趣强，能操作简单模拟实验，但难以把小型蜡烛实验迁移到大自然海

陆温差场景，抽象推理冷热对流有难度，需要可视化烟雾实验、海陆不意图降低理解难度。

【核心素养分析】

［科学观念］

知道空气受热上升、遇冷下沉；冷热温差造成空气流动，空气流动就形成风；理解白天海风

由海陆温差产生。

［科学思维］

能根据实验烟雾流动推理空气运动路线，对比模拟实验与海陆风示意图，类比推导自然界风

的形成规律，建立模型思维。

［探究实践］

能组装风的模拟实验装置，借助蚊香烟观察空气流动，用图画文字记录实验现象，完整完成

探究流程。

［态度责任］

乐于动手探究大气现象，能利用风的原理解决生活降温问题，感知大气运动与生活紧密相关,

留心身边气象现象。

【教学重点】

通过模拟实验认识：冷热不均引起空气流动，空气流动形成风。

【教学难点】

把模拟实蔡原理迁移，解释自然界海风、自然风的形成过程，理解大范围地表温差带来大气

循环。

【教具准备】

［教师i电风扇、风形成示意图PPT、模拟实验套装（塑料筒、塑料瓶、蜡烛、蚊香、托盘）、

海陆风动画视频、实验操作示范视频

［学生］分组实验材料、实验记录单、铅笔、画纸

【教学过程】

一、导入新课

［教师活动］出示电风扇，打开风扇，提问：大家感受到了什么？电风扇是怎么制造出风的？

大自然里没有风扇，为什么也会有风？播放生活中风的实拍短视频，引出课题《风的成因》C

［学生活动］感受风扇吹风，思考风扇搅动空气产生风，提出大自然风形成的疑问。

［设计意图］从学生熟悉电器入手，结合短视频激发好奇心，快速聚焦本课核心问题。

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二、讲授新课

（一）聚焦板块

［教师活动］出示教材聚焦问题“大自然中的风是怎样形成的呢？”，展示大气层示意图，讲

解资料：地面附近大气温度随高度升高降低，不同地面冷热不一样，抛出猜想：地表冷热差异会

不会让空气动起来？

［学生活动］阅读资料，观察示意图，大胆猜想冷热不同的空气会发生流动。

［设计意图］铺垫大气温度基础知识点，明确探究方向，建立“温差”与风的关联猜想。

（二）探索板块

［教师活动］

1.出示模拟实验装置，讲解材料作用：蜡烛模拟高温地面、塑料筒代表大气层、蚊香烟雾用

来观察空气流动；

2.播放实验操作示范视频，分步演示组装、点燃蜡烛、放置蚊香步骤，强调安全（远离塑料、

不触碰明火）；

3.巡视指导分组实验，引导学生观察烟雾走向，提醒用图画文字记录空气流动路线。

［学生活动］分组组装实验器材，点燃蜡烛与蚊香，仔细观察烟雾流动轨迹，填写《模拟风的

形成实验》记录单，画出冷热空气流动路线。

［设计意图］借助标准化示范视频降低操作难度，动手实验直观看见空气流动，落实探究实践

素养。

（三）研讨板块

［教师活动］依次出不三个研讨问题，组织小组讨论，邀请小组代表结合实验记录单汇报：①

实验中风的流动方向；②根据烟雾现象总结风的形成原因；③停电后生活造风办法，梳理总结核

心结论：冷热空气流动就是风。

［学生活动］小组交流讨论，结合实验烟雾路径回答问题，分享扇子、书本、手摇风扇等生活

造风方法。

［设计意图］以问题驱动思性，从实验现象提炼科学概念，联结生活实际，深化理解。

（四）拓展板块

［教师活动］出示海岸白天大气示意图，播放海陆风流动动画视频，对比蜡烛模拟实验：陆地

如同蜡烛（升温快、空气热上升），海洋如同实验外冷空气区（升温慢、冷空气流入），分步讲解

海风完整循环过程。

［学生活动］对照示意图与动画，对比模拟实验，复述海风形成全过程，理解自然界大范围温

差形成大气循环。

［设计意图］实现模型类比迁移，突破教学难点，将小实验原理拓展到真实自然气象。

四、课堂小结（约190字，适配四年级）

今天我们一起探究了风是怎么形成的。先用电风扇发现人为制造风靠搅动空气，再做模拟实

验看到：蜡烛加热空气变轻上升，旁边冷空气流过来补充，空气一流动就产生了风。我们还知道

地面冷热不一样，就会出现空气流动。白天海边陆地热、海洋凉，冷空气从大海吹向陆地，形成

海风。生活里停电时，扇子、纸板都能推动空气造出风。核心知识点记住：冷热不均让空气流动，

空气流动，就形成了风。

【板书设计】

7风的成因

1.人造风：风扇搅动空气

2.模拟实验：

热空气一上升

冷空气f流过来补充

空气流动一形成风

3.自然风（海风）：

白天：陆地热（空气上升）一海洋冷（空气流入陆地）

根本原因：冷热温差一空气流动一风

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8.自制打气筒

【教材分析】

本课属于物质科学领域空气单元实践制作课，以庆典吹气球生活痛点为切入点，引导学生利

用塑料瓶、气球等废旧材料自制简易打气筒。课程融合空气流动性、气压差原理，包含任务设计、

动手制作、空气流动建模、产品评估改进完整工程实践流程，承接前几课空气占据空间、空气可

流动知识，为后续气压、空气动力学习铺垫，重在培养学生工程设计与动手探究能力，落实科学

与生活结合的理念。

【学情分析】

四年级学生已掌握空气能流动、空气占据空间基础科学概念，喜欢动手手工制作，对气球、

塑料瓶等生活材料熟悉，具备基础裁剪、粘贴操作能力。但学生难以直观理解气压差工作原理，

工程思维薄弱，制作时容易出现密封不严、阀