四上1.4《空气有质量吗》教学设计

四上《空气》单元教学设计4.空气有质量吗四上《空气》单元教学设计【教材简析】《空气有质量吗》是本单元的第四课，指向课标学习内容要求1.2.4：说明空气有质量并占有一定的空间，空气会充满各处。本课是在学生亲身感知空气特征，认识空气能占据空间，理解空气占据的空间可以被改变后对空气是否有质量的预测和验证。通过科学探究和实证，帮助学生掌握“空气是一种物质，具有质量和体积”这一核心观念，是学生系统认识物质世界的重要组成部分。由“打入空气后篮球的质量会变化吗”激发学生探究的欲望，学生依据生活经验作出假设。教师引导学生寻找验证猜想的方法，学生很快能想到利用天平和电子秤称量的方法。此外，一年级下册《比较物体的轻重》一课学生已经具备使用简易天平称量物体的实践基础，在实践中进一步强化工具对观察和测量辅助作用的认识。【学情分析】《空气有质量吗》一课，精准锚定四年级学生的认知发展区。在一下《比较物体的轻重》一课中，学生对简易天平有一定的使用基础，知道天平的倾斜可以反映出物体的轻重，这是学生验证空气是否有质量的实践基础。通过本单元前三课学习，学生对空气的特征有一定认知基础，但对空气是否有质量的认知可能比较模糊。本课通过一个设计精巧的探究活动，引导学生亲历“产生疑问-设计方案-获取证据-分析推理-形成认识”的科学过程，最终成功建构起“空气是一种有质量且质量很小的物质”这一科学概念。【教学目标】1.在“称量空气”的探究活动中，学生能设计并使用简易天平、电子秤等工具进行测量，并通过分析实验数据得出结论，最终阐明“空气有质量，但质量很小”。2.合作过程中正视误差数据，分析产生误差的原因并寻找减小误差的方法，从而初步形成尊重事实、实事求是的科学态度。3.在回顾与反思测量方法的全过程后，能体会到工具精度与测量方法对结果准确性的影响，认识到技术的进步对科学探究的推动作用。【教学重难点】教学重点：找到测量空气质量的方法并设计实验验证自己的猜想。教学难点：在测量空气质量的过程中认识到如实观察和测量的重要性，并能使用恰当计量单位准确记录和比较，得出空气有质量但质量很小的结论。【教学准备】教师：平衡尺、两个塑料小桶、两个皮球、一个打气筒、一包绿豆、一个电子秤、篮球、作业本、课件。小组（4人一组材料）：平衡尺、两个塑料小桶、两个皮球、一个打气筒、一包绿豆、作业本。【教学过程】一、前情回顾，聚焦问题（预设5分钟）材料准备：教学课件、篮球、打气筒。1.提问①（边演示边提问或边播放PPT视频边提问）：用打气筒给篮球打气，篮球会发生什么变化？那是因为里面增加了什么？说明空气有什么特征？2.提问②（充更多气，让学生触摸感知篮球硬度变化）：如果我们想让篮球弹得更高，我们可以怎么做？为什么？说明空气有什么特征？3.提问③：空气还有什么特征？空气有质量吗？同学们知道质量是什么意思吗？能举例说说吗？4.追问：我们可以用什么工具来测量物体的质量呢？利用该工具你又是如何判断物体质量的大小呢？【设计意图】基于前三课的学习，学生对空气的特征已经有了一定认识，而空气有质量也是空气的基本特征之一。通过给篮球打气这一生活实例，让看不见的空气被学生直观感知。首先学生通过篮球鼓起来回忆到空气能占据空间，接着通过打完气的篮球会弹得更高，认识到压缩后的空气有弹性，最后联想到空气还有其他很多特征，比如说空气有质量。但学生对于质量这一专业词汇可能比较陌生，需要通过举例加深认识。最后引导学生思考如何设计实验验证自己的猜想，引出测量工具——简易天平和电子秤。二、思考方法，实验论证（预设25分钟）材料准备：教学课件、小组材料（皮球两个、提环小桶2个、平衡尺1个、打气筒1个）、绿豆一盒。（一）图文结合，检验猜测（预设15钟）1.认一认（PPT上提供的实验器材）：和同学一起熟悉材料。2.提问①：利用以上材料你能设计实验验证自己的猜想吗？（空气有/无质量）提问②：两个小桶和皮球大小可以不同吗？3.小组讨论，参考书本12页记录单将自己的设计思路写在白纸上。4.分组汇报，确定最终方案。5.提问①（基于小组讨论的方案）：在平衡尺两侧挂上两个水桶并分别装入两个皮球后，应该注意什么？提问②：改变什么？观察什么？如何记录？6.思考：怎样给桶中的皮球打气最方便，对实验的干扰最小？7.小组合作：完成验证实验，并填写书本12页记录单。8.研讨：你能找到证据证明空气有质量吗？（你的发现是？）9.发现①：皮球打入空气的一端会下沉，说明空气有质量。发现②：打入空气筒数越多，天平下沉越明显。【设计意图】学生在一年级已经认识了简易天平这种测量工具，生活中也能接触到测量物体质量的工具，比如电子秤，所以他们有判断物体轻重的能力。本环节聚焦学生提出问题后自己设计方案解决问题的能力，指向学生科学核心素养的培养。对于四年级的学生来说，独立完成验证性实验设计存在难度，而本实验的思维脚手架就是书本12页的记录单。学生根据记录单指引，基本能说出验证过程，在亲身体验后，通过画图的方式找到空气有质量的证据。（二）绿豆置换，定量测量（预设10分钟）1.通过刚才的实验我们知道空气有质量，那么到底质量是多少呢？如何衡量？2.集体讨论。（借助物体，如绿豆等）3.提问：你打算如何利用绿豆测出30筒空气的质量？4.小组讨论并分组汇报。5.思考：往哪个桶里加绿豆？加到什么时候停止？6.分组实验：定量记录30筒空气的质量大致等于多少粒绿豆的质量。【设计意图】本环节的着眼点应引导学生设计实验，利用简易天平得出空气有质量的结论并能定量估算一定量空气的质量（即等同于多少颗绿豆的质量）。借助两个问题（往哪个桶里加绿豆？加到什么时候停止？）帮助学生厘清为什么加绿豆，绿豆质量和空气质量之间的关系。本环节设计让学生明白我们不仅要定性知道空气有质量，还要能用简单仪器定量测量空气质量。三、交流研讨，观察发现（预设5分钟）材料准备：一套学生已经打入30筒空气不平衡后的天平、绿豆一盒。1.组织学生梳理以上两个实验的探究结果。提问①（看图阐述）：通过以上实验结果，加入空气后，我们发现原本平衡的天平不再平衡了，且打入空气的一端下沉，说明了什么？提问②（看图阐述）：往上翘的一端加入绿豆后，我们发现原本不平衡的天平恢复平衡，说明了什么？你能描述30筒空气的质量大小吗？2.小结：今天我们通过亲身实践发现空气有质量，空气的质量可以用绿豆、回形针等轻小物体表示，说明空气质量很小。【设计意图】观察现象（天平倾斜）→定性分析（提问①：证明空气有质量）→定量测量（提问②：用绿豆量化空气质量）→形成概念（小结：空气有质量，但很小）。将动手实践与动脑思考相结合，让学生在探究中不仅“知其然”（空气有质量），更“知其所以然”（如何证明以及如何描述其大小），充分体现了科学课程的核心素养目标。四、链接生活，拓展延伸（预设5分钟）材料准备：电子秤、弹簧秤、皮球、打气筒。1.提问：你们有更简便的工具来测量打进皮球的空气质量吗？2.出示电子秤和弹簧秤，并分别演示它们的称重方法。3.提问：这两个测量工具和简易天平相比，有何优势？【设计意图】知识应用化，将课堂结论应用于生活场景。测量精确化，引入现代工具，提升测量的层次。思维深刻化，通过工具对比，辨析核心概念，培养学生严谨的科学学习态度。板书设计4.空气有质量吗4.空气有质量吗【疑难解答】1.怎样给桶中的皮球打气操作更方便呢？可以先将皮球的气嘴部分露出桶外，再把打气筒的气管连接到皮球气嘴上进行打气操作。这样能避免遮挡，使气管连接和气泵操作更加顺畅，减少阻碍。2.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，但是质量很小，可以通过天平打入空气的皮球一端下沉判断空气有质量，且打入空气越多，下沉越明显。3.在皮球和绿豆实验中，怎样描述空气质量的大小？我们通过在未打入空气的皮球一端桶中加入绿豆使天平恢复平衡，发现加入绿豆的质量和打入空气的质量一致，所以可以通过绿豆数量表示空气质量的大小。4.实验中的两个桶的大小可以不同吗？实验中两个桶的大小尽可能保持一致，这样为最初调平天平减少障碍。如果实在无法保证两个桶一样大小，实验前也一定要调平天平，也能进行验证实验。课后检测一、填空题（每空1分，共10分）1.声音是由物体产生的，声音是以形式传播的。2.力的单位是，简称，用符号表示。3.气球里的气体喷出时，会产生一个与喷出气体方向相反的推力，这个力叫做。物体形状被改变时产生的要恢复原来形状的力叫。4.花样游泳选手的头部潜入水中时，仍能跟随音乐起舞，这说明了能传播声音。5.小明早餐吃了一个鸡蛋、两片面包，喝了一杯牛奶，应该记录为种食物。6.在某种食物上滴碘酒后变蓝色，说明该食物中含有。二、选择题（每空1.5分，共45分）7.用敲击后的音叉轻轻触碰水面，我们会观察到的现象是（）。A.水面会下降B.水面平静C.水面会溅起水珠产生波纹，并向外扩散8.自制动力小车在行驶过程中不能走直线，原因可能是（）。A.气嘴孔太小B.车轴不正C.轮子太大9.我们说话的声音主要是靠（）振动产生的。A.舌头B.嘴唇C.声带10.能提高肺活量的做法是（）。A.每天多吃零食B.每天多读书C.每天坚持体育锻炼11.人剧烈运动后，呼吸次数增加是因为运动时需要消耗更多的（）。A.氧气B.氮气C.二氧化碳12.一天中我们吃最多的食物是（）。A.谷薯类B.蔬菜类C.油和盐13.我们吃食物时主要依靠（）来撕碎食物。A.臼齿B.门齿C.犬齿14.下列选项中，（）不是保护呼吸器官的正确做法。A.新冠疫情期间，出门戴口罩B.经常开窗通风C.抽烟15.下列食物中含丰富维生素的是（）。A.牛肉B.胡萝卜C.鸡蛋16.下列车利用人力前进的是（）。A.马车B.轿车C.手推车17.小明用橡皮筋自制了一个小乐器，要让橡皮筋发出更高的声音，他应该（）。A.用力拨动橡皮筋B.把橡皮筋放松一些C.把橡皮筋拉紧一些18.熟透了的橘子离开树枝后，总是落向地面，这是由于橘子受到（）的作用。A.拉力B.重力C.推力19.运动的物体具有能量（动能）。下列物体具有动能的是（）。A.放在桌上的铅笔盒B.地面上的桌子C.正在行驶的轿车20.用气球驱动小车时，小车的运动方向与气流喷出方向（）。A.相同B.相反C.不一定21.下列声音比较悦耳的是（）。A.下课时班级的吵闹声B.睡前的轻音乐C.飞机的轰鸣声22.2020年11月24日凌晨4时30分，长征五号运载火箭在中国文昌航空发射场点火，搭载嫦娥五号探测器顺利发射升空。火箭发射时，是靠（）向前运动的。A.重力B.反冲力C.摩擦力23.宇航员在月球上不能直接交流是因为声音无法在（）传播。A.空气中B.地面上C.真空里24.教室里，老师上课时，大家都能听到他的声音，说明声音的传播方向是（）。A.四面八方B.只向前C.只向后25.在耳朵的各部分结构中，能将声波转化为振动的是（）。A.耳道B.鼓膜C.听觉神经26.物体间产生的摩擦力，往往会（）物体运动。A.加快B.阻碍C.不影响27.猫的耳朵会转动、耳郭大，周围出现声音时，只要转动耳朵就能听到。耳郭的主要作用是（）。A.收集声音B.传播声音C.产生声音28.用相同的力击打右图所示的空心钢管，发出的声音最高的是（）。A.最长的钢管B.最短的钢管C.长度居中的钢管29.在安静状态下，人每分钟呼吸（）次左右。A.5B.20C.6030.在测量肺活量时，下列做法正确的是（）。A.吸气时只吸一小口B.吸气、呼气两次C.呼气时尽量将肺部气体全部呼出31.在一定限度内，橡皮筋拉的越长，产生的弹力（）。A.越大B.不变C.越小32.下列饮食方法科学合理的是（）。A.只吃水果、蔬菜B炒菜时多加油和盐C荤素搭配，让营养均衡33.呼气时，胸腔会（），膈肌会（）。（）A.收缩，上升B.收缩，下降C.扩张，上升34.在一个塑料袋里装上水、切成小块的馒头和煮熟的蔬菜，然后反复揉挤这个袋子。这个实验模拟的是食物在()里的消化过程。A.口腔B.食道C.胃35.下列选项中，()是为了减小摩擦力。A.轮胎上细密的花纹B.浴室脚垫做得凸凹不平C.旅行箱上装有小滚轮36.下列物体中，没有产生弹力的是（）A.压弯的直尺B.保持原状的弹簧C.拉开的弓三、填图题（每空1分，共6分）37.观察右图弹簧测力计，将各部分名称填入括号中。从图中可知，该弹簧测力计的最大测量值是N。四、探究题（每空1.5分，共33分）38.根据研究，人呼吸时吸进去的气体和呼出的气体成分含量会发生一定的变化，如下表所示。氮气氧气二氧化碳其他气体吸进人体的气体78%21%0.03%0.97%呼出体外的气体78%16%4%2%（1）由表中数据可知，我们呼出的气体和吸进的气体相比，含量减少的是，含量增加的是和其他气体，含量不变的是。（2）人的呼吸实际上是在进行气体交换，使（）进入血液，同时排出二氧化碳A.氧气B.氢气C.氮气（3）在人体的器官中，气体交换的场所是（）。A.胃B.肺C.心脏39.小亮同学使用鼓和泡沫小球研究声音，仪器装置如右图所示。请思考并回答下列问题。泡沫小球鼓（1）在鼓面上放泡沫小球，轻轻敲击鼓面泡沫小球鼓A.会跳动B.位置不变C.只会滚动（2）泡沫小球在实验中所起的作用是（）。A.使振动现象更明显B.为了美观C.检测声音的高低（3）用大小不同的力敲击鼓面，可以观察到的现象是（）。A.泡沫小球跳动的幅度不同B.泡沫小球跳动的幅度相同C.泡沫小球不会跳动（4）从实验中发现，越用力敲击鼓，鼓面振动幅度越大，发出的声音就越，敲击鼓面越轻，鼓面振动幅度越小，发出的声音越。40.在模拟搬重物的实验中，小明将装有钩码的长方形纸盒放在木板上，并用弹簧测力计测得向前拉动纸盒时的拉力（如下图）。（1）上图中，弹簧测力记的示数为（）牛。A.0.9B.1.1C.1.2（2）关于“拉力的测量和读数”，下列说法正确的是（）。A.测量前，先检查弹簧测力计的指针是否指在“0”刻度B.测量的拉力可以超过弹簧测力计刻度的最大值C.读数时，视线高于指针（3）实验中，如果给纸盒安装轮子，这时测得向前拉动纸盒的力将（）。A.变大B.变小C.保持不变（4）生活中有许多改变摩擦力大小的做法，下列做法能增大摩擦力的是（）。A.在鞋底刻上花纹B.在车轮和轴之间安装滚珠轴承C.在齿轮之间加润滑油41.铝片琴是一种常见的乐器，它由长短不同的铝片构成（如下图）。（1）用相同大小的力从长到短依次敲击铝片，声音的变化是（）。A.从低到高B.从高到低C.从强到弱（2）小亮用铝片琴演奏了歌曲《小星星》中的一段旋律，其中音高最高的是。（填简谱）1155丨665-丨4433丨221-丨（3）曲子结尾处，小亮停止敲击铝片琴，可琴声还能持续一会儿，主要原因是（）。A.铝片还在振动B.人们还沉浸在音乐中C.空气能传播声音42.让小车从同一个斜面的同一高度处滑下，沿不同材料的平面运动，小车最后停留的位置如右图所示。（1）实验中，让小车从同一个斜面的同一高度处滑下，目的是使小车达到平面时具有相同的（）。A.重力B.反冲力C.速度（2）