資源簡介

《空氣有質量嗎》教學設計
三年級的學生對周圍世界充滿好奇心和求知欲，已經具備了一定的觀察能力和初步的思維能力，但對于抽象概念的理解仍需要借助直觀的實驗現象和生活經驗。在學習本課前，學生通過日常生活經驗和前幾節課的學習，對空氣有了一定的感性認識，但對于空氣是否有質量這個問題，他們可能并沒有深入思考過。部分學生可能根據生活中的一些現象，如氣球充氣后變重，猜測空氣有質量，但也有學生可能認為空氣看不見摸不著，沒有質量。因此，本節課需要通過有趣的實驗活動，引導學生觀察、思考、探究，從而得出科學的結論。
理解質量的概念，知道質量是物體所具有的一種物理屬性，不隨物體的形狀、狀態、位置的改變而改變。
通過實驗探究，認識到空氣是有質量的，并且知道空氣的質量很輕。
能夠運用科學的思維方法，提出探究空氣是否有質量的問題，并作出合理的猜想。
能基于已有經驗和所學知識，設計并實施實驗，探究空氣是否有質量，以及如何測量空氣的質量。
（一）教學重點
設計并實施實驗，探究空氣是否有質量。
通過實驗觀察和數據分析，得出空氣有質量且質量很輕的結論。
（二）教學難點
理解質量的概念，明確空氣具有質量這一物理屬性。
對實驗中出現的誤差進行分析和解釋，確保實驗結果的準確性和可靠性。
多媒體課件、天平（精確到 0.1g）、皮球、打氣筒、綠豆、回形針、小塑料桶、電子秤、透明密封袋、夾子、記錄表、實驗視頻。
（一）趣味游戲，導入新課（5 分鐘）
同學們，今天老師帶來了一個有趣的小游戲 ——“平衡大挑戰”。（教師出示一個簡易天平，天平兩端分別放著一個空塑料瓶和一個裝有少量沙子的塑料瓶，此時天平不平衡）
你們看，現在天平不平衡了，誰能想辦法讓它平衡呢？（邀請學生上臺嘗試，通過在空塑料瓶中加入適量的物品，如小石子、紙張等，使天平達到平衡）
剛才同學們通過往空塑料瓶中加入東西，改變了它的重量，從而讓天平平衡了。那大家想一想，我們周圍無處不在的空氣有沒有重量呢？也就是說，空氣有質量嗎？（板書課題：空氣有質量嗎）
設計意圖：通過趣味游戲導入新課，激發學生的學習興趣和好奇心，同時讓學生在游戲中初步感知物體的重量和平衡的關系，為后續探究空氣是否有質量做好鋪墊。
（二）聯系生活，引發猜想（5 分鐘）
同學們，在我們的日常生活中，有很多現象都與物體的質量有關。例如，我們去超市買水果時，會用秤來稱水果的重量；我們背書包時，能感覺到書包有一定的重量。那你們根據自己的生活經驗，想一想空氣有沒有質量呢？（學生自由發言，表達自己的觀點和想法）
看來同學們對這個問題的看法不一，有的同學認為空氣有質量，因為氣球充氣后會變重；有的同學則認為空氣沒有質量，因為空氣看不見摸不著。那空氣到底有沒有質量呢？我們需要通過實驗來驗證。
設計意圖：引導學生聯系生活實際，思考空氣是否有質量，充分調動學生的已有經驗和思維，激發學生的探究欲望。同時，讓學生在討論中暴露自己的前概念，為后續的實驗探究和概念建構奠定基礎。
（三）實驗探究，驗證猜想（20 分鐘）
設計實驗方案
（1）同學們，我們要驗證空氣是否有質量，應該怎么做呢？請大家小組討論一下，設計一個實驗方案。（學生分組討論，教師巡視指導）
（2）哪個小組愿意來分享一下你們的實驗方案？（邀請小組代表上臺匯報，其他小組進行補充和評價）
（3）教師結合學生的匯報，總結并完善實驗方案：
實驗器材：簡易天平、皮球、打氣筒、綠豆。
實驗步驟：
自制一個簡易天平，將天平調至平衡。（向學生介紹簡易天平的制作方法：用一根筷子作為天平的橫梁，在橫梁的中間系上一根細線，將兩個相同的塑料盤分別掛在細線的兩端）
在天平的一端放上一個未充氣的皮球，另一端放上一些綠豆，使天平保持平衡。（此時，向學生強調天平平衡的重要性，以及如何通過調整綠豆的數量來使天平達到平衡）
用打氣筒給皮球打入 10 筒空氣，再把皮球放回天平的一端，觀察天平的變化。
如果天平不平衡，向放皮球的一端加入綠豆，直至天平再次平衡。記錄加入綠豆的數量。
重復以上步驟，再給皮球打入 10 筒空氣，觀察天平的變化，并再次記錄加入綠豆的數量。
實驗注意事項
（1）在使用打氣筒給皮球打氣時，要注意安全，不要對著人打氣。
（2）在調整天平平衡時，動作要輕緩，避免天平晃動過大影響實驗結果。
（3）加入綠豆時，要一顆一顆地慢慢加，直到天平平衡為止，同時要注意記錄加入綠豆的數量。
（4）小組內成員要分工合作，認真觀察實驗現象，及時記錄實驗數據。
學生分組實驗
（1）各小組按照實驗方案進行實驗，教師巡視指導，關注學生的實驗操作是否規范，及時給予幫助和指導。
（2）提醒學生在實驗過程中要認真觀察天平的變化，記錄好每次加入綠豆的數量，并思考實驗現象說明了什么。
實驗結果匯報與分析
（1）各小組完成實驗后，整理實驗數據，派代表進行匯報。（教師將各小組的數據記錄在黑板上的表格中）
（2）引導學生觀察實驗數據，分析實驗結果：
觀察表格中的數據，你們發現了什么？（學生可能會回答：每次給皮球打入 10 筒空氣后，天平都會向皮球一端傾斜，需要加入一定數量的綠豆才能使天平再次平衡；而且第二次加入的綠豆數量比第一次多）
這說明了什么呢？（學生討論后回答：說明皮球打入空氣后變重了，增加的重量就是充入的空氣的質量，所以空氣是有質量的）
為什么第二次加入的綠豆數量比第一次多呢？（學生思考并回答：因為第二次又打入了 10 筒空氣，皮球里的空氣更多了，所以質量也更大了，需要加入更多的綠豆才能使天平平衡）
設計意圖：通過讓學生自主設計實驗方案、進行實驗操作、觀察實驗現象、分析實驗數據，培養學生的實驗探究能力和科學思維能力。在實驗過程中，引導學生關注實驗細節，培養學生嚴謹認真的科學態度。同時，通過小組合作學習，培養學生的團隊合作精神和交流表達能力。
（四）深入研討，拓展認識（10 分鐘）
認識質量的概念
（1）同學們，通過剛才的實驗，我們知道了空氣是有質量的。那什么是質量呢？（教師引導學生回顧實驗過程，思考質量的含義）
（2）講解質量的概念：質量是物體所具有的一種物理屬性，它表示物體所含物質的多少。物體的質量不隨物體的形狀、狀態、位置的改變而改變。（舉例說明質量的不變性，如一塊橡皮泥，無論把它捏成什么形狀，它的質量都不變；一杯水，無論它是液態還是固態，它的質量也不變）
感受空氣質量的輕
（1）我們知道了空氣有質量，那空氣的質量和我們日常生活中常見的物體相比，是輕還是重呢？（學生自由回答）
（2）教師出示一個電子秤，先稱出一個皮球的質量，然后給皮球充滿空氣，再稱出皮球的質量，讓學生觀察兩次稱重的結果。（學生發現充滿空氣的皮球比未充氣的皮球質量增加得很少）
（3）通過這個實驗，我們可以感受到空氣的質量非常輕。雖然空氣有質量，但由于它很輕，我們在日常生活中通常感覺不到它的重量。
思考影響實驗結果的因素
（1）在剛才的實驗中，我們每個小組得到的數據可能不完全相同，這是為什么呢？（引導學生思考可能影響實驗結果的因素）
（2）學生小組討論后匯報，教師總結：
實驗誤差：在實驗過程中，由于測量工具的精度、實驗操作的準確性等因素，可能會導致實驗結果存在一定的誤差。例如，天平的靈敏度不夠高，加入綠豆時數量的估計不準確等。
空氣泄漏：如果皮球或打氣筒存在漏氣的情況，那么充入皮球的空氣量就會減少，從而影響實驗結果。
其他因素：如實驗環境的溫度、濕度等，也可能會對實驗結果產生一定的影響。
改進實驗方法
（1）為了減小實驗誤差，提高實驗結果的準確性，我們可以對實驗方法進行哪些改進呢？（學生思考并回答）
（2）教師總結并介紹一些改進方法：
使用更精確的測量工具，如電子天平，可以更準確地測量物體的質量。
在實驗前，仔細檢查實驗器材是否完好，確保皮球和打氣筒沒有漏氣的情況。
多次重復實驗，取平均值，以減小實驗誤差。
設計意圖：在學生得出空氣有質量的結論后，進一步引導學生深入研討質量的概念、空氣質量的輕重以及影響實驗結果的因素，拓寬學生的思維，加深學生對知識的理解。同時，通過讓學生思考改進實驗方法，培養學生的創新意識和解決問題的能力。
（五）知識應用，拓展延伸（5 分鐘）
同學們，我們通過實驗證明了空氣是有質量的。那你們知道在我們的生活中，哪些地方運用到了空氣有質量這一知識嗎？（學生自由發言，教師給予肯定和補充）
（例如：熱氣球是利用加熱空氣使其密度變小，從而產生浮力上升的；飛機的機翼設計利用了空氣的流動產生升力，而空氣的質量對升力的大小有一定的影響；在氣象學中，通過測量空氣的質量和壓力等參數，可以預測天氣變化等）
接下來，請大家發揮想象力，想一想如果空氣沒有質量，我們的世界會變成什么樣子呢？（學生大膽想象，自由發言）
設計意圖：通過知識應用和拓展延伸，讓學生了解科學知識與生活的緊密聯系，培養學生運用所學知識解決實際問題的能力。同時，通過讓學生想象如果空氣沒有質量的情景，激發學生的創新思維和探索精神，進一步加深學生對空氣質量重要性的認識。
（六）課堂總結（5 分鐘）
同學們，通過這節課的學習，你們有哪些收獲呢？（學生回顧本節課的學習內容，從知識、技能、方法、情感等方面進行總結）
教師對學生的總結進行補充和完善，強調本節課的重點內容：
我們通過實驗探究，知道了空氣是有質量的，并且質量很輕。
質量是物體所具有的一種物理屬性，表示物體所含物質的多少。
在實驗過程中，我們要注意實驗操作的規范性，認真觀察實驗現象，準確記錄實驗數據，對實驗結果進行科學的分析和解釋。
科學知識來源于生活，又服務于生活。我們要善于觀察生活中的現象，運用所學的科學知識去解決生活中的問題。
布置課后作業：
回家后，和家長一起討論生活中還有哪些現象可以證明空氣有質量。
查閱資料，了解更多關于空氣質量的知識，如空氣質量的好壞對人類健康和環境的影響等。
設計意圖：通過課堂總結，幫助學生梳理本節課的知識脈絡，鞏固所學知識，培養學生的總結歸納能力。同時，通過布置課后作業，將課堂學習延伸到課外，讓學生進一步加深對空氣質量的認識，培養學生自主學習和探究的能力。
在本節課的教學中，我注重以學生為主體，通過創設情境、引導探究、小組合作等教學方法，激發學生的學習興趣和探究欲望，讓學生在自主探究和合作交流中獲取知識、培養能力。
通過趣味游戲導入新課，有效地激發了學生的學習興趣和好奇心，使學生迅速進入學習狀態。
在教學中，注重將科學知識與生活實際相結合，讓學生了解科學知識在生活中的廣泛應用，培養了學生運用所學知識解決實際問題的能力。同時，通過拓展延伸環節，激發了學生的創新思維和探索精神。
在對實驗結果的分析和討論環節，部分學生的思維不夠活躍，對問題的理解不夠深入。在今后的教學中，應加強對學生思維能力的培養，引導學生多角度思考問題，提高學生的分析和解決問題的能力。

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