1.2 空气有质量吗 教学设计

2 空气有质量吗
一、教学目标
1.科学知识：学生能够理解空气很轻，但具有一定的质量；认识天平，了解其基本结构和使用方法。
2.科学探究：能通过类比推测空气是否有质量，模仿科学家的方法设计实验方案；学会使用天平，能用不同的实验方法证明空气有质量。
3.科学态度、STSE：培养学生实事求是、认真细致、与人合作的良好学习习惯；体验技术（如天平）给科学研究带来的便利；乐于运用多种材料、多样方法完成科学探究，体会创新乐趣，激发学生对科学的兴趣。
二、教学重难点
1.教学重点：让学生通过实验探究，认识到空气有质量；了解天平的结构和使用方法。
2.教学难点：类比推测空气是否有质量，设计出合理的实验方案；准确规范地使用天平进行测量，能用不同的实验方法证明空气有质量。
三、教学准备
1.教师准备：苹果与盒装牛奶（质量相差不太大），电子秤，托盘天平，砝码，打气筒，皮球，瘪气球、充足气的气球各一个，细木条做的小天平（带铁架台），气球、气球夹各若干，铁垫圈若干，教学PPT。
2.学生准备：记录笔，活动手册。
四、教学过程
（一）导入新课
1.实物比较引入
教师出示一个苹果和一盒牛奶，提问：“同学们，老师这里有一个苹果和一盒牛奶，大家猜一猜，它们谁更重呢？”请几位同学用手掂一掂，说说自己的感觉。
教师：“我们用手掂量能大概感觉出物体的轻重，那有没有更准确的方法知道它们质量的大小呢？”引出质量的概念及测量工具（电子秤）。
用电子秤分别称出苹果和牛奶的质量，向学生介绍质量的单位（千克、克），并让学生观察电子秤上显示的数字，了解物体质量是可以用具体数值表示的。
2.提问引发思考
教师：“苹果和牛奶有质量，那么我们周围到处都有的空气，它有质量吗？”让学生根据自己的生活经验和已有知识，发表自己的看法，并说明理由。有的学生可能认为空气没有质量，因为看不见摸不着；有的学生可能认为空气有质量，但说不出具体依据。
（二）认识天平
1.展示天平：教师拿出托盘天平，向学生介绍天平是测量物体质量的精密仪器。
2.讲解结构：依次介绍天平的主要结构，如托盘、横梁、指针、分度盘、游码、砝码等，让学生对天平有初步的认识。
3.演示使用方法
- 天平调平：将天平放在水平台上，把游码移到标尺左端的零刻度线处，调节平衡螺母，使指针指在分度盘的中央刻度线处，表示天平平衡。
测量物体质量：把被测物体放在左托盘，用镊子向右托盘加减砝码，并调节游码在标尺上的位置，直到横梁恢复平衡。此时，右盘中砝码的总质量加上游码在标尺上所对的刻度值，就等于被测物体的质量。在演示过程中，强调使用天平时的注意事项，如砝码要用镊子夹取，不能用手直接拿；被测物体的质量不能超过天平的称量范围等。
（三）实验探究：空气是否有质量
1.实验一：利用皮球和打气筒探究
提出假设：教师引导学生思考：如果给皮球打入更多的空气，皮球的质量会发生变化吗？假设空气有质量，打入空气后皮球质量会增加；假设空气没有质量，打入空气后皮球质量不变。
设计实验：教师和学生共同讨论实验步骤：
用天平称出一个瘪皮球的质量，记录数据。
用打气筒给皮球打入一定量的空气。
再次用天平称出充满空气的皮球的质量，记录数据。
进行实验：将学生分成小组，每组领取实验材料，按照实验步骤进行操作。教师巡视各小组，指导学生正确使用天平，提醒学生注意安全，如打气时不要过度用力，防止气筒损坏或皮球爆炸。
分析数据：实验结束后，各小组汇报实验数据。教师引导学生对比瘪皮球和充满空气的皮球的质量数据，思考：从数据中能发现什么？质量是否有变化？如果有变化，说明了什么？通过分析数据，让学生认识到充满空气的皮球质量比瘪皮球大，从而证明空气有质量。
2.实验二：利用小天平、气球和铁垫圈探究
设计思路：教师展示细木条做的小天平、气球、铁垫圈等材料，引导学生思考如何利用这些材料设计实验来证明空气有质量。启发学生：如果在小天平的两端分别挂一个相同的气球，使天平平衡，然后给其中一个气球充气，天平会发生什么变化呢？
实验步骤：
在小天平的两端各挂一个相同的瘪气球，调节小天平，使天平平衡。
取下一端的气球，用打气筒给它充入适量的空气，然后再挂回小天平原来的位置。
观察小天平的指针是否还指向中央，如果不平衡，偏向哪一端。
学生分组实验：学生分组进行实验，教师巡视指导，提醒学生在给气球充气时要适量，不要充得过多导致气球破裂。同时，注意观察小天平的变化，并及时记录实验现象。
交流讨论：实验结束后，各小组交流实验结果。教师引导学生思考：为什么充气后的气球一端会下沉？这说明了什么？通过讨论，让学生明白充气后的气球质量增加了，从而进一步证明空气有质量。
（四）拓展与思考
1.思考：教师提问：“除了我们今天做的这两个实验，还有没有其他方法可以证明空气有质量呢？”鼓励学生大胆想象，积极发言，拓展学生的思维。
2.资料分享：教师向学生介绍科学家伽利略证明空气有质量的实验，让学生了解科学研究的历史和方法，感受科学家们严谨的科学态度和探索精神。同时，简单介绍通常情况下，1立方米体积的空气的质量约为1.29千克，让学生对空气的质量有更具体的认识。
五、课堂总结
1.回顾内容：教师引导学生回顾本节课的主要内容，如质量的概念、单位，天平的认识和使用，通过实验探究证明空气有质量等。
2.总结收获：请几位学生分享自己在本节课中的收获和体会，教师进行补充和完善。强调科学探究的方法和重要性，鼓励学生在今后的学习和生活中，善于观察、勇于思考、积极探索，用科学的方法去解决问题。
六、课后作业
1.让学生回家后，利用身边的材料，如塑料瓶、气球、橡皮筋等，设计一个证明空气有质量的小实验，并将实验过程和结果记录下来，下节课与同学们分享。
2.查阅资料，了解生活中还有哪些地方利用了空气有质量这一特性，写一篇简短的科普小报告。