教科版三上科学2.4《空气有质量吗》教学设计（新课标版）

4.空气有质量吗【教材简析】本课是在感知过空气，认识到空气能占据空间，空气可以被压缩之后对空气是否有质量进行探索和求证的一课。要让学生用“质量”一词替换学生常说的“重量”一词，但不需要向学生解释什么是质量。空气就在我们周围，但学生很少能直接感受到空气的质量。相反，学生根据飘浮在空中的气球，或者可以上升的氢气球，会认为空气没有质量或者无法判断。质量作为物质的重要属性之一，如果要学生认同空气是一种物质，那么，对空气是否有质量这个问题进行研究就势在必行了。【学情分析】学生在一年级下册研究过《认识一袋空气》，但是这堂课更多的是对空气基本特征的观察，而对于空气是不是像木块、水那样有质量呢？学生还是有很大疑惑的，有的孩子说很轻，另外一些孩子直接反驳，那不是空气的质量，感受到的是装空气的袋子的质量（重量），所以，对于研究空气的质量，他们是非常感兴趣的。在一年级下册《谁轻谁重》一课中，学生对天平这种测量工具已经有一个初步的认识，知道天平的倾斜可以反映出轻重，这是本课主要实验的基础，基于轻重的判断学生才能论证空气究竟有没有质量。【教学目标】1.科学观念：通过称量皮球以及称量前后的质量变化，知道空气是有质量的，而且空气的质量是可以被称量的。2.科学思维：在测量空气质量的活动中，通过比较皮球前后两次的质量变化，理解空气是有质量的。3.科学实践：将称量空气的质量活动贯穿在预测、实验、论证的一系列活动中，掌握用称量的方式来测量空气的质量，建构空气有质量的概念。4.态度责任：通过“空气有质量吗”，发展进一步研究物体的兴趣和愿望；意识到应该尊重事实、实事求是的态度。【教学重难点】重点：学生思考提出判断空气是否有质量的方法。难点：学生通过去判断后加入的空气是否有质量去得出空气有质量的结论。【教学准备】教师：1.教学课件；2.《空气》气泡图；3.学生实验材料一套。学生：1.实验材料一套；2.实验记录单；【教学过程】一、聚焦任务（预设5分钟)材料准备：课件、学生实验套装、《空气》气泡图、活动记录单1.出示气泡图，引入对“空气是否有质量”学习活动；提问：你认为“空气有质量吗”？你这么猜想的理由是什么呢？你会怎么证明自己的想法呢？【设计意图】：出示气泡图，展示学生对空气理解的前概念，帮助学生回忆当时的想法，而在经过前面三课的学习之后，现在的想法是什么样的？引入交流，你会怎么去设计实验呢？让学生在交流中，完善自己的实验设计。二、探究与研讨（预设30分钟)1.出示简易天平，引入测量空质量的学习活动；（1）说说简易天平的使用方法；（2）说明：使用简易天平测质量的方法：①在简易天平的两端，分别放一个皮球和绿豆，出现以下情况，你可以得出什么结论呢？小结：天平平衡时，左边皮球的重量=右边绿豆的重量②如果在天平的右边再放入几颗绿豆，你预测会出现什么情况？你的理由？小结：天平不平衡时，重的一端会往下沉（2）测量：研究“空气是否有质量”的学习活动①如果往左边皮球打入20筒空气，简易天平会怎么变化呢？在记录单的对应位置，记录自己的猜测；（你觉得天平会出现哪种情况，就在对应的框里打个“√”）②轻轻取下皮球，利用打气筒往皮球里打入20筒空气；③再轻轻地将皮球重新放到左边的天平，观察现象，记录实验结果；（3）平衡：怎么让天平再次平衡？①小组内再让天平平衡的方法——增加绿豆或皮球放气（学生提出）；②往右边的右边盘子里添加绿豆：一颗一颗加入绿豆，直到天平平衡③记录你的实验数据：添加的绿豆数量；（4）研讨：交流“空气是否有质量”①组内讨论；我们小组认为“空气有质量”；②组间讨论：统计并展示每个小组的实验结果；展示每个小组的实验结论；对以上的结论，你有什么看法？③小结：空气有质量【设计意图】：将研究的步骤进行细化，更好地帮助学生去理解每一个环节出现的结果，可能代表什么意义，我们可以得到什么结论，大家的实验结果是这样的吗？那我们又可以得到什么结论呢？不一样的原因是什么呢？从预测到实验，从推理到验证，更好地解决“空气有质量”，而在对实验结果的不完全一致性时，让结论趋向于更加完善“空气有质量，可能是很轻的”，留待后面，继续完成。三、拓展（预设5分钟)1.思考：如果将皮球里的空气放出一部分后，再把皮球放回左盘，天平会怎样？并说说理由。（预设：放掉气的皮球放上去后，左盘变轻了。这也能说明空气有质量。）2.教师演示。学生尝试解释现象。（有时间的话学生也可以马上试一试。）3.小结：通过今天的实验，我们知道了空气是有质量的，但是质量很轻。【设计意图】丰富和完善结论，采用逆向、倒推的方式，帮助学生更好地认识和建构本节课的科学观念。【板书设计】4.空气有质量吗？空气有质量，但很轻副板书：【疑难问题】天平平衡后，再往皮球里注入空气，皮球端并不是都比绿豆端重如何解决？在称量空气的实验时，并不是每个小组都能达成了教材或者老师想要的实验效果，没有一个班级的所有小组，都刚好是左边重。每个班级都有个别小组的实验结果，和预期不一样，这恰恰说明空气有重量的同时，也说明了空气的质量是很小的，很轻的。解决的方法，可以增加注入空气的量，从20筒到40筒，甚至更多。另外，测量用的“天平”灵敏度不够也是造成实验现象不够明显的重要因素。附：记录单P2.4空气有质量吗？班级：小组：实验研究：空气是否有重量的实验研究简易天平两端平衡实验：往左边篮球打入20筒空气，简易天平会怎么变化呢？（对应格子打“√”）打入20筒空气后预测实验实验：如何让天平再次变平衡。方法数量实验结论我想研究（或感兴趣）的新问题：5.一袋空气的质量是多少【教材简析】本课内容分为两部分，第一部分是学生运用上节课的方法利用豆子、回形针、泡沫块、医用棉花球等足够“轻”的物体测量20筒空气的质量，并类比、转化出一袋（约100筒）空气的质量。第二部分是比较一袋空气和同它质量相当物体，发现质量相同的物体可能体积不同，让学生初步感受到物体密度的不同。本课需要学生应用上节课的方法，来测量一袋空气的质量，感受一定量空气究竟有多重，进一步确认空气是有质量的。同时，本课用多种物体作为参照物去测量20筒空气的质量，希望学生通过对比，观察到相同质量的物体有不同的体积，从而对物体密度有一个直观的感知，为以后学习密度概念积累经验。【学情分析】不少学生通过上节课的学习已经知道了大概20筒空气的质量等于3-5颗绿豆的质量（当然打气筒的大小以及绿豆的大小也会导致具体数据发生浮动），已经感受到了空气具有一定的质量。用类比、转化的方法测量一袋（约100筒）空气的质量可能还需要学生在语言上清楚地表达出来。同时，学生脑海中已架构起的是空气质量与绿豆质量之间的数量关系，用其他足够“轻”的物体去衡量空气的质量，这也是这节课需要去体验的。【教学目标】科学观念：通过利用多种足够“轻”的物体测量20筒空气的质量并类比、转化出一袋（约100筒）空气的质量，知道一定量的空气具有一定的质量。科学思维：能使用类比、转化的方法，推测出更大体积空气的质量。探究实践：在使用简单的仪器测量并记录20筒空气的质量，通过类比、转化的方式得出一袋空气的质量。通过对比一袋空气和它同质量的“标准物”，认识到质量相同的物体可能体积不同。态度责任：在测量一袋空气的质量中，细致操作、仔细观察实验，发展进一步研究物体的兴趣和愿望。【教学重难点】重点：能用不同的“标准物”测量20筒空气的质量并通过类比、转化的方法测量一袋空气的质量。难点：在测量20筒空气的质量实验中，细致操作、仔细观察、准确记录。【教学准备】教师准备：学生实验材料一套、高精度电子天平、板贴、皮球、打气筒。学生准备：简易天平、皮球、打气筒、不漏气的大袋子、绿豆、乒乓球、小泡沫球、回形针、学生活动手册等。【教学过程】聚焦任务（预设5分钟）材料准备：课件，一袋空气、绿豆贴1.教师出示一袋空气，谈话：上节课我们已经用绿豆来衡量20筒空气的质量，那今天你能来预测一下老师手中这一袋空气的质量相当于多少颗绿豆吗？2.学生预测结果，教师板贴绿豆，在后面记录预测数字。3.继续提问：如果是这些物品（乒乓球、回形针、小泡沫球）作为衡量物，结果又会是怎样呢？教师让学生把预测结果记录下来。【设计意图】谈话导入，明确学习任务，激发对探究一袋空气的质量的兴趣。探索一袋空气的质量（预设25分钟）材料准备：简易天平、皮球、打气筒、不漏气的大袋子、绿豆、乒乓球、小泡沫球、回形针、学生活动手册1.探讨探究方案：（1）提问：如何测量这一袋空气的质量？（2）追问：把一袋空气全部打入皮球，合适吗？（3）提示：这一袋空气约100筒空气，小组讨论：有什么办法能测量出这一袋空气的质量？（4）学生发言，并小结：先测量20筒空气的质量再换算出一袋空气的质量。实验探究活动：如何测量20筒空气的质量？请学生大致描述实验操作步骤。实验操作步骤：①调节天平平衡。②左边放一个没有充足气的瘪皮球，慢慢往右盘中放绿豆，直至天平指针指向中央。③用打气筒往皮球内打入20筒空气，注意尽量不要漏气。④往右盘外慢慢地、一粒一粒地放绿豆，直至天平再次平衡。⑤记录20筒空气的质量。⑥用乒乓球、小泡沫球、回形针等其他物体测量20筒空气的质量⑦换算出一袋空气的质量。⑧比较一袋空气和它同质量的物体，你有什么发现？（3）学生实验，教师巡视，并把各组数据记录在黑板上的大表格内。【设计意图】逐步引导学生使用类比、转化的方法测量一袋空气的质量。即先指导学生利用多种足够“轻”的物体通过实验测量出20筒空气的质量，再通过类比、换算出一袋空气的质量，使学生充分体验到一定的空气具有一定的质量。研讨（预设8分钟）1.在打入100筒空气后，这袋空气的质量大约是多少？我们是如何知道这袋空气的质量的？①小组汇报，交流研讨。②各组的数据是否相同，有什么想法？2.比较这袋空气和同它质量相当的物品，你有什么发现？3.小结：一定量的空气具有一定的质量，质量的多少可以用常用的物体作为衡量。质量相同的物体可能体积不同。【设计意图】让学生在组内、组间的研讨交流中形成共识：一定量的空气具有一定的质量，质量的多少可以用常用的物体作为衡量。质量相同的物体可能体积不同。四、拓展——用电子秤称空气质量（预设2分钟）1.谈话：同学们，随着科技的发展，我们有好些精确的工具可以称量出空气的质量了，我们一起来试一下吧。2.出示篮球、电子秤、打气筒，称量打气