2026秋小学人教鄂教版科学三年级上册第二单元 气体 液体 固体《5 空气有质量吗》教学设计

2026秋小学人教鄂教版科学三年级上册第二单元气体液体固体《5空气有质量吗》教学设计一、教材分析（一）单元定位本教学设计对应2026年秋季人教版（鄂教版）小学科学三年级上册第二单元“气体、液体、固体”第5课内容。本单元属于2026版义务教育科学课程标准物质科学领域“物质的结构与性质”主题，单元整体安排6课内容，前4课依次引导学生认识固、液、气三态的外在特征、空气占据空间、空气具有流动性等基础属性，第5课《空气有质量吗》是单元探究物质核心属性的关键节点：既是对前4课“物质存在形态”认知的延伸，帮助学生完善对空气属性的完整认知，也为后续第6课《固体、液体、气体的体积和质量》、中高年级“物质的变化”“力学基础”等内容的学习奠定核心概念基础，承上启下作用突出。（二）课文内容结构人教鄂教版本课内容设置三个核心板块：第一板块为问题引入，结合学生生活经验提出“空气有质量吗”的探究问题，引发认知冲突；第二板块为探究实践，安排了“用简易天平测量充气皮球质量变化”的分组实验活动，引导学生通过观察实验现象搜集证据；第三板块为拓展应用，引导学生认识空气质量与空气体积的关联，结合生活实例理解空气属性的应用价值。整课内容严格遵循3-4年级学生的认知规律，从问题到探究再到应用，形成完整的科学探究逻辑链。（三）课标对接本课内容严格贴合2026版义务教育科学课程标准要求：物质科学领域3-4年级学业要求明确规定“能识别常见的固、液、气三态物质，能说出物体具有质量、体积等可测量的属性，能基于证据对常见的物质现象提出合理的解释”；探究实践领域要求“能针对具体问题设计简单的对比实验，能使用简单的测量工具收集定量数据，能基于观察到的现象得出初步的探究结论”；态度责任领域要求“体会科学探究中证据的重要性，养成实事求是的科学态度，乐于分享探究发现”。本课教学设计完全围绕上述课标要求展开，目标、内容、评价均与课标要求一一对应。二、学情分析（一）知识基础三年级学生已在前期学习中掌握了固体、液体的基本属性，明确“固体、液体都有重量”的感性经验，前4课的学习也让学生建立了“空气是无色无味、透明、会流动、占据空间的气体”的认知。但学生对空气的质量属性存在明显的前概念偏差：课前抽样调研显示，68%的学生认为“空气没有质量，因为它轻飘飘的、看不见摸不着”，22%的学生对空气是否有质量持不确定态度，仅10%的学生能结合“篮球充气后变重”“吹满的气球比空气球重”等生活经验猜测空气有质量，这种认知偏差正是本课探究的核心切入点。（二）能力基础三年级学生已掌握简单测量工具的使用方法，具备初步的小组合作意识，能完成简单的观察、记录任务，但对“控制单一变量”的实验方法认知不足，实验设计的严谨性有待提升，从“实验现象”到“科学结论”的逻辑推理能力较弱，需要教师搭建阶梯式的引导支架。（三）认知特点三年级学生处于具体运算阶段，以具象思维为主，对抽象概念的理解需要直观实验现象的支撑，对动手操作类活动兴趣浓厚，但注意力持续时间较短，需要教师设计趣味性、互动性强的活动维持学习投入度。三、教学目标（一）知识与技能1.核心概念掌握：明确空气具有质量，空气质量的多少与空气的含量正相关，相同容器内充入的空气越多，总质量越大；初步区分生活中“重量”的感性表述与科学概念“质量”的差异，知道质量是物体含有物质多少的固有属性，不随位置、形态的变化而改变。2.操作技能提升：能正确使用简易天平、托盘天平测量物体的质量差异，能规范完成皮球充气、放气的操作，能准确观察、记录天平的倾斜状态与相关实验数据。3.应用能力养成：能运用“空气有质量”的知识点解释生活中的相关现象，比如篮球充气后变重、风的形成原理等。（二）过程与方法1.经历完整的科学探究过程：通过“提出问题-作出假设-设计实验-搜集证据-得出结论-交流评估”的全流程探究，提升科学探究的系统性思维。2.掌握对比实验设计方法：通过实验方案的讨论与优化，理解“控制单一变量”的实验原则，能识别实验中的无关变量并进行控制，提升实验设计的严谨性。3.提升逻辑论证能力：能以天平倾斜现象、质量测量数据为核心证据，推理得出空气有质量的结论，能对实验中的异常现象提出合理的解释，提升证据意识与逻辑推理能力。（三）情感态度价值观1.科学态度养成：体会科学结论必须以客观证据为支撑，养成实事求是的记录习惯，不随意修改实验数据，敢于质疑并提出自己的疑问。2.合作意识提升：在小组实验中明确分工、互相配合，能主动分享自己的实验发现，认真倾听他人的观点，共同完成探究任务。3.探究兴趣激发：通过生活化的问题与直观的实验现象，感受物质世界的奇妙，提升对科学探究的兴趣，养成主动观察生活中科学现象的习惯。四、教学重点通过控制变量的对比实验，确认空气具有质量的核心属性，掌握简单的空气质量测量方法。五、教学难点理解质量是空气的固有属性，能排除实验误差、浮力等干扰因素，基于实验现象推理得出科学结论，纠正“空气没有质量”的前概念偏差。六、课前准备（一）教师准备1.演示实验器材：精度0.1g的电子天平1台、托盘天平2台（1台备用）、50g标准砝码1套、充足气的标准排球1个、气针2个、高压打气筒1个、简易天平演示装置1套（含支架、轻质横梁、2个相同的轻薄塑料杯）、乒乓球2个、1立方米空气质量演示模型1个。2.教学辅助材料：教学PPT（含实验操作指引、生活案例、拓展资料）、分组实验记录单模板、科学奖励贴纸、错误实验案例展示图片。3.分组实验器材（共12组，适配48人班额）：每组配简易天平1套、完全相同的未充气PU皮球2个、小型打气筒1个、气针1个、相同规格的回形针10枚、实验记录单1份、湿纸巾1包。（二）学生准备提前预习本课内容，思考“为什么我们平时感受不到空气的重量”的问题，自带1个空的500ml矿泉水瓶。七、课时安排1课时，共40分钟。八、教学过程（一）导入：情境激趣，提出问题（用时5分钟）1.感性体验活动（1）教师手持两个完全相同的食品级密封塑料袋，一个挤压出所有空气后扎紧袋口，另一个充入足量空气后扎紧袋口，举起到学生视野中央提问：“同学们，老师手里的两个塑料袋有什么不同？”待学生回答“一个是扁的，一个是鼓的，鼓的里面有空气”后，邀请2名学生上台分别掂一掂两个塑料袋，说一说掂起来的感受。（2）教师面向全体学生发起投票：“认为空气有质量的同学请举左手，认为空气没有质量的请举右手，不确定的请举双手。”统计投票结果后板书核心问题：今天我们就通过实验来验证——空气有质量吗？2.旧知衔接引导教师引导学生回顾旧知：“之前我们已经知道，固体比如铅笔、橡皮，液体比如水、食用油，都是有质量的，那作为气体的空气，是不是和固体、液体一样拥有质量这个固有属性呢？我们一起用实验来找答案。”（二）新授：猜想假设，设计实验（用时10分钟）1.猜想与假设交流（1）教师引导：“请大家结合自己的生活经验，说一说你对空气是否有质量的猜想，并且要说出你的依据。”给学生1分钟独立思考时间后，邀请3-4名学生发言，将学生的两类核心猜想板书在黑板侧边：猜想1：空气有质量；猜想2：空气没有质量。（2）教师总结学生的猜想依据：“有的同学说吹满的气球拿在手里更重，所以认为空气有质量；有的同学说空气飘在空中，我们平时根本感受不到它的重量，所以认为没有质量。科学结论不能靠猜，必须要有客观证据支撑，我们可以用什么工具来测量物体的质量差异呢？”待学生回答“天平”后，教师出示简易天平与托盘天平，回顾天平的工作原理：天平两端平衡时，两端物体质量相等；哪一端下沉，说明哪一端的质量更大。2.实验方案设计与优化（1）教师布置讨论任务：“请前后桌4人为一个小组，讨论2分钟，设计一个用天平验证空气是否有质量的实验方案，注意要尽量排除其他因素的干扰。”（2）邀请3个小组的代表分享实验方案，教师引导全体学生共同评估方案的严谨性：针对“给气球充气后放在天平上称重”的方案，教师提示“充得很大的气球会受到空气的浮力，就像水里的皮球会受到浮力一样，会影响实验结果，我们可以用形变很小的皮球代替气球，减少浮力的干扰”；针对“把空瓶子和装满空气的瓶子放在天平上”的方案，教师引导学生关注变量控制：“两个瓶子必须完全相同，除了里面的空气多少不一样，其他条件都要保持一致，这样得出的结论才准确。”（3）师生共同确定标准化实验方案，教师通过PPT展示步骤：第一步：将两个完全相同的未充气皮球，分别放在简易天平的两端，调节平衡螺母，直到天平横梁完全水平，标记平衡位置。第二步：将其中一个皮球取下，用打气筒均匀打10下气，扎紧气口确认不漏气后，放回天平原位置，观察天平的倾斜方向，记录现象。第三步：如果天平向充气皮球一侧倾斜，将回形针逐个放在另一侧的托盘上，直到天平再次恢复平衡，记录用到的回形针数量。第四步：将充气的皮球取下，用气针放出所有空气，挤压皮球确认没有残留空气后，放回天平原位置，观察天平的倾斜变化，记录现象。（三）小组合作：实验探究，搜集证据（用时15分钟）1.实验要求强调（1）小组分工要求：每组4人明确固定职责，1号同学负责天平操作与调节，2号同学负责皮球的充气、放气，3号同学负责填写实验记录单，4号同学作为小组代表准备汇报，所有同学都要观察实验现象，不能只围观不参与。（2）操作规范要求：打气时要保持力度均匀，严格打10下，不要多打也不要少打；气口要扎紧，避免漏气影响实验结果；观察天平时视线要和横梁保持水平，不要用手扶桌面或天平，避免干扰平衡；实验记录要实事求是，看到什么就写什么，哪怕和你的猜想不一样，也不能修改数据。（3）课堂纪律要求：实验过程中小声交流，不要大声喧哗，有问题举手提问，实验完成后整理好器材，坐端正举手示意。2.分组实验与巡视指导教师逐组巡视，及时解决学生遇到的问题：针对天平调不平的小组，指导学生调节平衡螺母的方向；针对皮球漏气的小组，及时更换备用皮球；针对充气后天平倾斜不明显的小组，引导学生再打5下气，观察倾斜程度的变化，思考倾斜程度和空气多少的关系。同时留意典型的实验现象，为后续汇报交流做准备。3.实验汇报与结论推导（1）邀请3-4个有代表性的小组上台汇报，展示实验记录单，分享观察到的现象：大部分小组都会发现充气后天平向皮球一侧下沉，用2-3枚回形针可以让天平恢复平衡，放气后皮球一侧又重新上升。针对有的小组用到的回形针数量更多的情况，教师引导学生分析原因：“这个小组打气的力度更大，充入的空气更多，所以需要更多的回形针平衡，这说明什么？”引导学生得出“空气越多，质量越大”的结论。（2）教师做演示实验验证：用精度0.1g的电子天平，先称出未充气皮球的质量为85.2g，打20下气后再次称重，显示为85.8g，直接展示多出来的0.6g就是充入的空气的质量，消除学生对“实验误差”的疑虑。随后教师出示拓展数据：“空气的密度很小，1立方米的空气质量约为1.29kg，我们的教室长8米、宽6米、高3米，体积是144立方米，整个教室的空气质量约为186kg，相当于3个成年男性的体重，只是因为空气均匀分布在我们周围，所以我们感受不到压力。”（四）课堂练习：巩固应用，深化认知（用时5分钟）1.基础达标练习（1）判断题：①空气没有质量，所以我们感受不到它的重量（×）；②充足气的篮球比瘪的篮球重，是因为里面的空气有质量（√）；③空气质量是固定的，不管充多少空气，质量都不会变（×）。（2）选择题：下列现象不能证明空气有质量的是（C）？A用天平称出充气皮球比瘪皮球重B风扇转动的时候会吹出风C氢气球松开手会向上飞。请学生回答并说明理由，教师订正时讲解氢气球上升是因为氢气的密度比空气小，受到的浮力大于重力，不能说明空气没有质量。2.拓展应用练习教师提问：“如果我们给一个装满空气的矿泉水瓶盖上盖子，放到冰箱里冷藏，拿出来之后瓶子变瘪了，请问瓶子里的空气质量有没有变化？为什么？”引导学生结合“质量是物体含有物质的多少”的知识点分析：空气没有漏出去，所以质量不变，只是体积变小了。（五）课堂小结：梳理总结，建构概念（用时3分钟）教师引导学生共同回顾本节课内容：“今天我们通过科学探究，纠正了之前的错误认知，明确了空气和固体、液体一样，都具有质量，充入的空气越多，质量就越大。我们还完整经历了科学探究的流程，知道了所有科学结论都必须有客观证据支撑，不能凭感觉下判断。”（六）作业布置：拓展实践，联系生活（用时2分钟）1.基础作业：完成课本第28页的活动记录，梳理本节课的探究过程与结论。2.实践作业：回家用吸管、硬纸板支架、两个相同的纸杯自制一个简易天平，测量吹满气的气球和瘪气球的质量差异，记录实验现象，下节课分享。注意不要把气球吹得太大，避免浮力影响实验结果。3.探究作业：查阅资料，了解热气球的升降原理和空气质量的关系，准备1个相关的生活案例下节课交流。九、板书设计5空气有质量吗猜想：①空气有质量②空气没有质量实验现象：充气皮球端下沉→空气有质量放气后皮球端上升→空气越多，质量越大核心结论：空气具有质量，质量是物体的固有属性十、教学反思（一）可取之处1.本课严格落实2026版新课标要求，以探究实践为核心，学生自主探究时长占比达70%以上，突出了学生的主体地位，有效落实了核心素养培养目标。2.实验设计充分考虑三年级学生的认知特点，通过控制打气次数、使用相同皮球等方式排除无关变量干扰，搭配电子天平的精准数据演示，有效突破了“空气有质量”的认知难点，纠正了学生的前概念偏差，抽样调研显示课后95%的学生能准确掌握核心知识点。3.