2025秋湘科版（2024）小學科學三年級上冊《空氣有質(zhì)量嗎》教學設計學情分析認知基礎：三年級學生已在低年級科學學習中認識到“空氣真實存在”（如通過“瓶口吞雞蛋”“氣球吹大”等現(xiàn)象感知），但對“質(zhì)量”的概念尚未形成明確認知，僅能通過“輕重”的生活經(jīng)驗判斷物體屬性，無法將“輕重”與“物質(zhì)所含物質(zhì)的多少”建立關聯(lián)。技能基礎：學生此前接觸過簡易測量工具（如直尺、彈簧秤），對天平的“平衡”原理有初步印象（如課本前序內(nèi)容中“用天平比較文具輕重”），但獨立操作天平、控制實驗變量的能力較弱，需教師引導規(guī)范操作。思維特點：處于具體形象思維向抽象邏輯思維過渡階段，對“看不見、摸不著的空氣有質(zhì)量”這一抽象結論，需通過直觀實驗、可觀察的現(xiàn)象（如天平傾斜）輔助理解，易受“空氣很輕，所以沒有質(zhì)量”的生活誤區(qū)影響。學習興趣：對“動手實驗”“生活現(xiàn)象探究”興趣濃厚，樂于參與小組合作，但注意力集中時間有限，需通過多樣化互動環(huán)節(jié)（如猜想、操作、討論）維持學習積極性。教學設計理念1.依據(jù)課標，聚焦核心素養(yǎng)：以《義務教育小學科學課程標準（2022年版）》為指導，圍繞“物質(zhì)科學領域”中“物質(zhì)具有一定的屬性，空氣是一種物質(zhì)”的大概念，將“科學觀念、科學思維、探究實踐、態(tài)度責任”四大核心素養(yǎng)融入教學全過程。2.教材為本，貼合編排邏輯：遵循湘科版（2024）教材“問題導向—實驗探究—結論建構—拓展應用”的編排思路，充分利用教材中“氣球天平實驗”“針筒充氣實驗”等核心活動，引導學生從“猜想”到“驗證”，逐步突破認知難點。3.學生主體，踐行探究式學習：堅持“做中學、思中學、創(chuàng)中學”，通過“提出問題—作出假設—設計實驗—進行實驗—分析數(shù)據(jù)—得出結論”的科學探究流程，讓學生在主動參與中建構知識，而非被動接受結論。4.生活聯(lián)結，強化知識應用：結合學生熟悉的生活場景（如吹氣球、拎裝滿空氣的保鮮袋），讓抽象的“空氣質(zhì)量”與生活經(jīng)驗關聯(lián)，幫助學生理解“科學源于生活，用于生活”。核心素養(yǎng)教學目標核心素養(yǎng)維度具體教學目標科學觀念1.知道空氣具有質(zhì)量，質(zhì)量是物質(zhì)（包括氣體）的基本屬性；2.能結合實驗現(xiàn)象，說明“空氣有質(zhì)量”的證據(jù)；3.初步了解測量空氣質(zhì)量可通過對比實驗（如天平平衡變化）實現(xiàn)?？茖W思維1.能通過“猜想—實驗—分析”的過程，邏輯推理出“空氣有質(zhì)量”的結論；2.能對比不同實驗（氣球?qū)嶒?、針筒實驗）的結果，發(fā)現(xiàn)共同規(guī)律（空氣增加則質(zhì)量增加）；3.能分析實驗中可能影響結果的因素（如氣球浮力、裝置密封性），培養(yǎng)嚴謹思維。探究實踐1.能參與設計“驗證空氣有質(zhì)量”的對比實驗，明確實驗中“控制變量”的重要性（如相同氣球、相同容器）；2.能規(guī)范操作天平、氣球、針筒等實驗器材，準確觀察并記錄實驗現(xiàn)象（如天平傾斜方向、指針變化）；3.能在小組合作中分工協(xié)作（如操作員、記錄員、匯報員），完成實驗任務。態(tài)度責任1.激發(fā)對“看不見的物質(zhì)（空氣）”的探究興趣，感受科學實驗的樂趣；2.培養(yǎng)嚴謹?shù)膶嶒瀾B(tài)度，如實記錄實驗現(xiàn)象，不隨意修改數(shù)據(jù)；3.初步形成“所有物質(zhì)都有質(zhì)量”的科學認知，破除“輕的物質(zhì)沒有質(zhì)量”的誤區(qū)。教學重難點教學重點：（1）通過“氣球天平實驗”“針筒充氣實驗”，讓學生直觀觀察到“空氣增加會導致物體質(zhì)量增加”，從而證明空氣有質(zhì)量；（2）理解“質(zhì)量是物質(zhì)的基本屬性”，知道氣體（空氣）和固體、液體一樣，都具有質(zhì)量。教學難點：（1）理解“天平傾斜”與“空氣質(zhì)量”的關聯(lián)——天平向充氣氣球一側(cè)傾斜，是因為空氣有質(zhì)量，增加了氣球的總質(zhì)量；（2）分析實驗中的干擾因素（如氣球充氣后體積變大受到的浮力、裝置漏氣），并思考如何減少誤差（如用針筒往密閉容器打氣，減少體積變化對實驗的影響）；（3）破除“空氣很輕，所以沒有質(zhì)量”的生活誤區(qū)，建立“即使質(zhì)量很小，物質(zhì)也具有質(zhì)量”的認知。教學過程情境導入：生活疑問，引發(fā)猜想生活情境提問：師：同學們，我們每天都在呼吸空氣，也經(jīng)常玩吹氣球的游戲。大家想一想：當我們把氣球吹大后，用手拿起吹大的氣球，和沒吹氣的癟氣球比，感覺一樣嗎？（停頓，讓學生動手感受課前準備的癟氣球和吹大氣球）生1：吹大的氣球拿在手里，好像沉一點！生2：我覺得差不多，氣球很輕，感覺不出來！生3：吹大的氣球鼓鼓的，會不會里面的空氣讓它變重了？關聯(lián)教材，提出核心問題：師：大家的感受不一樣，有的同學覺得吹大的氣球重，有的覺得沒變化。其實，湘科版科學教材三年級上冊第一單元里，就給我們提出了一個有趣的問題——“我們看不見、摸不著的空氣，到底有沒有質(zhì)量呢？”（展示教材第8頁開篇插圖與問題）今天這節(jié)課，我們就通過實驗，一起尋找“空氣有沒有質(zhì)量”的答案！設計意圖：從學生熟悉的“吹氣球”生活場景切入，結合教材開篇問題，引發(fā)認知沖突（“感覺重”vs“感覺不重”），自然激發(fā)學生的探究欲望，為后續(xù)實驗探究鋪墊興趣基礎。新知探究1：認識“質(zhì)量”與測量工具——天平1.復習舊知，引入“質(zhì)量”概念：師：我們之前用天平測量過橡皮、鉛筆的輕重，誰還記得：天平平衡的時候，說明兩邊的物體怎么樣？生：兩邊一樣重！師：對！“一樣重”其實就是指兩邊物體的“質(zhì)量”相等。（板書：質(zhì)量——物體所含物質(zhì)的多少）比如，一塊橡皮比一支鉛筆重，說明橡皮所含的物質(zhì)比鉛筆多，質(zhì)量更大。2.講解天平使用方法（結合教材圖示）：師：請大家看教材第8頁的天平圖示（展示教材插圖），天平有兩個托盤，中間有指針。我們把要測量的物體放在左邊托盤，右邊放砝碼（或調(diào)節(jié)游碼），當指針指向正中間時，右邊砝碼的總質(zhì)量就是左邊物體的質(zhì)量。今天我們就用天平，來看看空氣到底有沒有質(zhì)量。3.師生互動：判斷“哪些物體有質(zhì)量”：師：老師這里有蘋果、水（裝在燒杯里）、空燒杯，大家覺得這些物體有質(zhì)量嗎？怎么用天平驗證？生1：蘋果有質(zhì)量，放在天平左邊，右邊放砝碼，能測出它的質(zhì)量！生2：水有質(zhì)量，裝水的燒杯比空燒杯重，用天平一稱就知道！師：那空燒杯里的空氣呢？它有沒有質(zhì)量？我們能直接用天平稱出空氣的質(zhì)量嗎？生：不能直接稱，因為空氣會跑掉！師：對，空氣會流動，不能像蘋果一樣“固定”在托盤里，所以我們需要設計一個“間接”的實驗，通過觀察“空氣增加后，物體總質(zhì)量的變化”來判斷空氣有沒有質(zhì)量。4.設計意圖：通過復習天平使用方法，銜接“質(zhì)量”的科學概念，為后續(xù)實驗奠定理論基礎；同時引導學生發(fā)現(xiàn)“直接稱空氣”的困難，自然過渡到“間接實驗”的設計，培養(yǎng)科學思維的邏輯性。新知探究2：實驗1——氣球天平實驗提出假設，設計實驗：師：我們先做第一個實驗——氣球天平實驗。大家看，老師準備了兩個完全相同的氣球（展示氣球）、一根細木棍、一根繩子（作為支架）。如果我們把兩個氣球吹到一樣大（或一個充氣、一個不充氣），分別掛在木棍兩端，再把木棍中間用繩子吊起來，像一個“簡易天平”，會發(fā)生什么現(xiàn)象？請大家小組討論，提出自己的假設。（學生小組討論2分鐘，匯報假設）生1：如果空氣有質(zhì)量，充氣的氣球會更重，木棍會向充氣氣球一側(cè)傾斜！生2：如果空氣沒有質(zhì)量，兩邊一樣重，木棍會保持平衡！生3：如果兩個氣球都充氣，而且吹得一樣大，木棍會平衡，因為兩邊空氣質(zhì)量一樣！師生共同操作實驗（結合教材實驗步驟）：（1）師：現(xiàn)在我們按照教材第9頁的實驗步驟來操作（展示教材實驗步驟圖）：第一步，把兩個癟氣球分別系在細木棍兩端，確保木棍平衡（調(diào)整繩子位置，讓木棍水平）；第二步，把其中一個氣球吹大，系緊口（避免漏氣），再掛回原來的位置；第三步，觀察木棍是否還平衡。（2）學生上臺協(xié)助操作：一名學生吹氣球，一名學生掛氣球，其他學生觀察。（3）觀察現(xiàn)象，記錄結果：師：大家看到了什么？木棍發(fā)生了什么變化？生（齊聲）：木棍向吹大的氣球一側(cè)傾斜了！師：請大家把實驗現(xiàn)象記錄在教材第9頁的“實驗記錄”表格里（指導學生填寫：充氣氣球一側(cè)下沉，癟氣球一側(cè)上翹）。分析現(xiàn)象，得出初步結論：師：木棍為什么會向充氣氣球一側(cè)傾斜？這說明什么？生1：因為充氣的氣球變重了！師：氣球本身的材料沒變，為什么會變重？增加的“重量”來自哪里？生2：來自里面的空氣！空氣有質(zhì)量，所以充氣后氣球總質(zhì)量變大了！師：非常好！這個實驗告訴我們：空氣是有質(zhì)量的，充氣氣球比癟氣球多了空氣的質(zhì)量，所以會更重，導致木棍傾斜。討論實驗變量，強化嚴謹性：師：為什么我們要用“兩個完全相同的氣球”？如果用一個大氣球、一個小氣球，實驗結果還準確嗎？生1：如果氣球不一樣大，可能本身重量就不同，就不知道是氣球重還是空氣重了！師：對！這就是實驗中的“控制變量”——我們要保證“除了‘有沒有空氣’之外，其他條件都一樣”（如氣球材質(zhì)、大小、初始重量），這樣實驗結果才可靠。教材里的實驗也特別強調(diào)了“用相同的氣球”，就是為了控制變量。設計意圖：通過“假設—操作—觀察—分析”的完整探究流程，讓學生直觀感受“空氣增加導致質(zhì)量增加”的現(xiàn)象，初步證明空氣有質(zhì)量；同時引導學生關注“控制變量”，培養(yǎng)嚴謹?shù)膶嶒瀾B(tài)度，落實教材實驗的核心目標。新知探究3：實驗2——針筒充氣實驗提出疑問，改進實驗：師：剛才的氣球?qū)嶒炛?，有同學提出“吹大的氣球體積變大，會不會受到空氣的浮力，影響實驗結果？”（呼應學生可能的疑問）比如，氣球像“小氣球”一樣，會被空氣“托起來”，導致傾斜不明顯。那我們能不能設計一個“體積不變”的實驗，再驗證一次空氣有質(zhì)量？生：用一個密封的瓶子，往里面打氣，看看質(zhì)量有沒有增加！師：這個想法很好！大家看教材第10頁的“拓展實驗”——針筒充氣實驗（展示教材實驗圖），我們就用這個實驗來進一步驗證。介紹實驗器材與步驟：師：實驗器材有：一個帶橡膠塞的玻璃瓶（密封）、一個針筒（里面有空氣）、一架天平、砝碼。實驗步驟：第一步，把帶橡膠塞的玻璃瓶放在天平左盤，右盤放砝碼，調(diào)節(jié)天平平衡（記錄此時砝碼總質(zhì)量）；第二步，用針筒通過橡膠塞的小孔，把針筒里的空氣推入玻璃瓶（確?？諝馊窟M入，沒有漏氣）；第三步，觀察天平是否還平衡，如果不平衡，需要往右盤加多少砝碼才能重新平衡。小組合作實驗（師生互動）：（1）分組：每4人一組，分工為“操作員”（推針筒、放砝碼）、“記錄員”（記錄質(zhì)量變化）、“觀察員”（觀察天平指針）、“匯報員”（后續(xù)匯報結果）。（2）操作提示：師：推針筒時要慢，避免空氣漏出；觀察指針時，要等指針穩(wěn)定后再記錄。如果玻璃瓶漏氣，實驗會失敗，所以大家要檢查橡膠塞是否塞緊。（3）學生實驗，教師巡視指導（重點幫助操作不熟練的小組）。匯報結果，分析結論：（1）小組匯報：師：請各小組匯報實驗結果：推入空氣后，天平平衡了嗎？需要加多少砝碼才能重新平衡？生1：我們組推入空氣后，天平左盤下沉了，加了2克砝碼才平衡！生2：我們組加了1.5克砝碼，天平重新平衡了！（2）師：為什么加了砝碼才能平衡？這說明什么？生：因為我們把針筒里的空氣推入了玻璃瓶，玻璃瓶里的空氣變多了，總質(zhì)量增加了，所以需要加砝碼才能平衡！師：對！這個實驗進一步證明：空氣有質(zhì)量，而且我們能通過天平測量出“增加的空氣”的質(zhì)量（就是加的砝碼的質(zhì)量）。教材第10頁的“想一想”問：“針筒里的空氣有質(zhì)量嗎？”現(xiàn)在大家能回答了嗎？生（齊聲）：有質(zhì)量！加的砝碼質(zhì)量就是針筒里空氣的質(zhì)量！對比兩個實驗，總結規(guī)律：師：我們做了兩個實驗——氣球天平實驗和針筒充氣實驗，雖然實驗器材不一樣，但都得出了同一個結論，是什么？生（齊聲）：空氣有質(zhì)量！師：非常好！這兩個實驗相互驗證，讓我們的結論更可靠。同時我們也知道：不管是氣球里的空氣，還是針筒里的空氣，只要是空氣，就具有質(zhì)量；而且質(zhì)量是可以測量的，只是空氣的質(zhì)量很小，需要用天平才能觀察到變化。設計意圖：通過“改進實驗”，解決前一個實驗的“浮力干擾”問題，讓學生理解“科學實驗需要不斷優(yōu)化”；小組合作實驗培養(yǎng)學生的動手能力和協(xié)作精神，同時通過“測量具體質(zhì)量”，讓“空氣有質(zhì)量”的結論更具象，突破教學難點。拓展延伸：生活中的“空氣質(zhì)量”教材問題討論：師：請大家看教材第11頁的“應用與思考”：“我們周圍的空氣有質(zhì)量嗎？怎么測量一大團空氣的質(zhì)量？”大家小組討論，想想辦法。（學生小組討論3分鐘，匯報方案）生1：用一個大的保鮮袋，先稱空袋子的質(zhì)量，再把保鮮袋裝滿空氣，系緊口，再稱一次，兩次質(zhì)量的差就是空氣的質(zhì)量！生2：用一個大的玻璃罩，先稱玻璃罩的質(zhì)量，再把玻璃罩扣在桌子上（里面有空氣），密封后稱總質(zhì)量，減去玻璃罩的質(zhì)量就是空氣的質(zhì)量！師生共同驗證（簡易版）：師：我們用保鮮袋來試一下。大家看，老師這里有一個空保鮮袋，放在天平上稱，質(zhì)量是5克（展示天平）；現(xiàn)在老師把保鮮袋撐開，裝滿空氣，系緊口（盡量裝多一點空氣），再放在天平上稱，大家看指針——指針向保鮮袋一側(cè)傾斜了！我們需要加多少砝碼才能平衡？生：加1克砝碼！師：對！這說明這一大團空氣的質(zhì)量大約是1克。雖然1克很輕，我們平時感覺不到，但它確實存在質(zhì)量。破除誤區(qū)，強化認知：師：之前有同學覺得“空氣很輕，所以沒有質(zhì)量”，現(xiàn)在大家知道這個想法對嗎？生：不對！空氣有質(zhì)量，只是質(zhì)量很小，我們感覺不到，但用實驗能測出來！師：非常對！不管是固體（如石頭）、液體（如水），還是氣體（如空氣），只要是物質(zhì)，就都具有質(zhì)量，質(zhì)量是物質(zhì)的基本屬性。設計意圖：將實驗結論延伸到生活中“周圍的空氣”，讓學生理解“空氣有質(zhì)量”的普遍性；通過簡易驗證，進一步破除生活誤區(qū)，強化“所有物質(zhì)都有質(zhì)量”的科學觀念，同時呼應教材的“應用與思考”，落實知識的遷移應用。鞏固提升：達標檢測判斷對錯（教材第11頁練習題）：師：請大家看教材第11頁的判斷題，我們一起來判斷，并說明理由。（1）“空氣沒有質(zhì)量，因為我們感覺不到它的重量。”（）生：錯！空氣有質(zhì)量，只是質(zhì)量