《15 热气球》教学设计-2025-2026学年科学三年级上册苏教版

该小学科学教学设计聚焦“热气球上升与下降的秘密”，通过对比地面瘪热气球与高空鼓热气球图片导入，引导学生猜想原理，作为“空气的性质”单元第三课，为后续“风的形成”学习奠定“空气热运动”概念基础，搭建科学探究支架。 此资料以实验链驱动探究，含模拟热气球（纸筒+蜡烛+塑料袋）、同体积热冷空气质量对比（电子天平测集气瓶）、空气流动观察（热瓶+冷瓶+线香，播放实验视频）等实验，通过液体分层类比气体性质培养科学思维，结合自评互评师评的多元评价，助力学生建立科学观念、提升探究实践能力，为教师提供可操作的实验方案与评价工具。

第15课时教学设计 课题 热气球 课型 新授课☑ 章/单元复习课□ 专题复习课□ 习题/试卷讲评课□ 学科实践活动课□ 其他□ 1.教学内容分析 《热气球》是苏教版三年级上册第四单元“空气的性质”中的第三课。本课围绕“热气球上升与下降的秘密”展开，通过模拟实验、定量对比、空气流动观察等活动，引导学生认识同体积热空气比冷空气轻且会上升、冷空气会下沉且能推动空气流动，是建立“空气热运动”概念的关键课例，为后续“风的形成”等知识学习奠定基础。 2.学习者分析 三年级学生对“热气球升空”有生活感知，但不理解其科学原理。他们具备初步观察与实验操作能力，喜欢动手探究，但对“热空气与冷空气的质量对比”“类比推理（液体→气体）”的逻辑关系理解较薄弱，需要教师通过直观实验与引导，发展科学思维。 3.学习目标确定 科学观念：知道同体积的热空气比冷空气轻，热空气会上升，冷空气会下沉，空气流动是热气球上升/下降的原因。 科学思维：能通过实验现象推理热空气和冷空气的性质；能运用类比推理解释热气球上升/下降的原理。 探究实践：能参与 “模拟热气球”“比较热冷空气质量”“观察空气流动” 的实验，规范操作并记录、分析实验现象。 态度责任：对探究热气球原理充满兴趣，愿意与同伴合作实验；体会科学与生活（热气球、孔明灯等）的联系，感受科学探究的乐趣。 4.学习重点难点 重点：通过实验探究“同体积热空气比冷空气轻，热空气会上升”。 难点：运用类比推理和实验现象，解释热气球上升与下降的原理。 5.学习评价设计 评价内容 评价指标 表现程度 自评 互评 师评 ☆☆☆ ☆☆ ☆ 模拟热气球实验（纸筒+蜡烛+塑料袋装置） 能正确操作实验装置、清晰描述塑料袋“鼓胀+上升”现象、说出热空气推动上升的结论，并遵守火焰使用安全规则。 能 基本能 不能 同体积热冷空气质量对比（电子天平测集气瓶） 能规范操作集气瓶（装冷空气/加热空气）、准确读取并记录质量数据，且能根据数据说出“同体积热空气更轻”的结论。 能 基本能 不能 空气流动与热气球下降探究（热瓶+冷瓶+线香） 能协助准备实验器材、观察到烟的流动方向、用箭头标注空气对流，并解释“冷空气下沉使热气球下降”的原理。 能 基本能 不能 学习收获 6.学习活动设计 教师活动 学生活动 环节一：情境导入：激发对热气球的好奇 教师活动1 1.出示两张图片：一张是地面上的热气球（瘪瘪的），一张是高空飞行的热气球（鼓鼓的）。提问：“这两张图中的热气球有什么不同？为什么热气球能从地面飞到天上？” 2.引导学生自由猜想，记录典型想法（如“里面有热气”“被风吹上去的”“装了特殊气体”）。 3.追问：“如果热气球里装的是冷空气，还能上升吗？今天我们就通过实验揭开热气球的秘密。”（板书课题：热气球） 学生活动1 观察图片，对比热气球的状态（瘪/鼓、地面/高空）。 结合生活经验，大胆表达猜想，如“我觉得和火有关，烧了之后空气会变轻”。 对“冷空气能否让热气球上升”产生疑问，激发探究欲。 活动意图说明：通过对比图片引发认知冲突，鼓励猜想，让学生带着问题进入探究，明确本课核心任务。 环节二：加热塑料袋里的空气 教师活动2 1.材料准备：每组发放“模拟热气球材料包”（大号黑色塑料袋、带凹槽的粗纸筒（直径10cm，高15cm）、蜡烛、火柴、石棉网），强调：“点火和灭火由老师操作，大家严禁触碰火焰和发热的纸筒。” 2.分步指导实验： 第一步：在石棉网上放置蜡烛，教师点燃后，将纸筒罩在蜡烛上方（纸筒底部凹槽对准火焰，保持3cm距离，防止燃烧）。 第二步：让学生撑开塑料袋，轻轻倒扣在纸筒顶端，确保塑料袋完全覆盖纸筒口。 第三步：观察2分钟，提问：“塑料袋有什么变化？用手摸一摸塑料袋底部，有什么感觉？”（预设：塑料袋鼓起、底部发热） 第四步：教师熄灭蜡烛，让学生捏住塑料袋口轻轻提起，松手后观察：“塑料袋会怎样运动？” 3.引导分析： 提问：“塑料袋为什么会鼓起？松手后为什么会上升？如果不加热，塑料袋会上升吗？” 小结：“蜡烛加热了纸筒里的空气，热空气进入塑料袋使其鼓起，松手后塑料袋会上升，说明热空气有上升的特点。” 学生活动2 按步骤操作：撑开塑料袋、观察变化，感受塑料袋底部的温度（发热）。 重点观察：塑料袋从“瘪平”到“膨胀鼓起”，松手后向上飘起（高度约50cm）。 讨论分析：“加热后空气变热，让塑料袋变鼓且上升，所以热空气会上升。” 活动意图说明：通过学生参与的模拟实验，直观感知“热空气上升”的现象，为后续探究“上升原因”奠定感性基础，同时强化安全实验意识。 环节三：比较同体积的热空气和冷空气的质量 教师活动3 1.提出问题：“热空气为什么会上升？就像羽毛会上升是因为轻，热空气会不会也比冷空气轻呢？我们用电子天平来验证。” 2.介绍工具与步骤： 展示250mL集气瓶（带橡胶塞）、电子天平，说明：“我们要称‘相同体积’的热空气和冷空气，集气瓶的大小固定，保证体积相同。” 步骤1（测冷空气）：将集气瓶装满冷空气（敞口放置1分钟），盖紧橡胶塞，放在电子天平上，待读数稳定后记录（如“184.66g”）。 步骤2（测热空气）：取下橡胶塞，将集气瓶瓶口朝下放在点燃的蜡烛上方（距离火焰5cm）加热30秒，迅速盖紧橡胶塞，放回电子天平，记录读数（如“184.55g”）。 3.分组实验与指导： 每组轮流操作，教师巡视时提醒：“加热后瓶壁发烫，拿取时捏橡胶塞；天平要水平放置，读数时视线与刻度线相平。” 收集3组数据写在黑板上（如：冷空气185.3g/185.2g/185.4g；热空气185.0g/184.9g/185.1g）。 4.类比推理： 展示“同体积的油、水、蜂蜜”分层实验（油在上，水在中，蜂蜜在下），提问：“液体中，轻的会浮在上面，重的在下面。那气体中，热空气比冷空气轻，会怎样？” 总结：“同体积下，热空气质量小（更轻），所以会上升，就像油浮在水面上。” 出示冷空气和热空气微粒示意图，让学生阅读课本示意图说明，理解热空气和冷空气的距离变化。构成空气的微粒是无法用肉眼直接看到的，它们彼此距离较远，能向各个方向运动。空气受热后，微粒间的平均距离变大：空气遇冷后，微粒间的平均距离变小。 学生活动3 操作实验：测量并记录冷空气和热空气的质量，发现热空气质量数值更小。 对比数据：各组数据均显示“热空气比同体积冷空气轻”，达成共识。 类比理解：结合液体分层现象，推理得出“热空气轻→上升”的逻辑关系。 活动意图说明:通过定量实验数据证明“热空气更轻”，再用学生熟悉的液体类比，突破“质量与上升关系”的抽象难点，培养数据分析与类比推理能力。 环节四：探究热气球下降的秘密 教师活动4 1.过渡提问：“热气球靠热空气上升，那要降下来怎么办？（预设：停止加热）停止加热后，球内空气会怎样？我们通过实验观察空气流动。” 2.实验设计与演示： 材料：两个相同玻璃瓶（标“热瓶”“冷瓶”）、盛冷水的盆、盛热水的盆（水温60℃左右）、线香、玻璃片、记号笔。 步骤1：将“热瓶”放入热水盆，“冷瓶”放入冷水盆，静置2分钟（保证瓶内空气充分受热/受冷）。 步骤2：在热瓶中放入点燃的线香，待瓶内充满烟后，用玻璃片盖住瓶口；将冷瓶取出，也用玻璃片盖住。 步骤3：将热瓶与冷瓶上下对接（热瓶在下，冷瓶在上，瓶口对齐），抽掉中间的玻璃片，引导观察：“烟会从哪个瓶流向哪个瓶？” 3.记录与分析： 让学生用红笔（热空气）和蓝笔（冷空气）在实验图上画箭头，标注烟的流动方向。 播放实验视频，提问：“烟的流动说明空气在怎样运动？冷空气有什么特点？” 出示图片： 解释：冷瓶在上，热瓶在下，热瓶中的烟向上流到冷瓶里，冷瓶中的空气向下流到热瓶里，如此循环流动，使冷瓶和热瓶都充满了烟。 出示图片： 解释：热瓶在上，冷瓶在下，热瓶中的烟还在上方的热瓶里，基本没有向下流动。 联系热气球：“热气球停止加热后，球内空气变冷、变重，会下沉，带动热气球下降。” 学生活动4 观察现象：清晰地看到烟从热瓶向上进入冷瓶，冷瓶内的空气向下流入热瓶，形成循环。 画图记录：用箭头准确标注空气流动方向，理解“热空气上升，冷空气下沉”的对流现象。 解释原理：结合实验，说出“热气球停止加热→空气变冷变重→下沉→热气球下降”的逻辑。 活动意图说明：通过“烟的流动”可视化空气运动，帮助学生理解“冷空气下沉”的性质，进而解释热气球下降的原理，形成完整的知识链。 环节五：总结拓展：联系生活中的热空气 教师活动5 1.知识梳理： 出示板书图示（热空气上升、冷空气下沉），提问：“今天我们知道了热气球上升和下降的秘密是什么？” 引导学生总结：“热空气比同体积冷空气轻→上升；停止加热，空气变冷变重→下沉。” 2.生活联系： 展示图片（孔明灯、暖气片安装在窗户下方、厨房抽油烟机在上方），提问：“这些现象利用了热空气的什么性质？” 3.拓展作业： “回家后和家长一起做‘纸蛇转动’实验：剪一条螺旋状纸蛇，用线悬挂在蜡烛上方，观察纸蛇是否转动，想想为什么。” 学生活动5 回顾实验结论，用自己的话解释热气球原理。 分析生活实例，如“暖气片在下方，热空气上升让房间变暖”，感受科学的实用性。 记录作业内容，期待课后探究。 活动意图说明：梳理核心知识，将课堂探究延伸到生活，让学生体会“科学源于生活，用于生活”。 7.板书设计 热气球 一、上升的秘密 同体积→热空气比冷空气轻→热空气上升（像油浮在水面上） 二、下降的秘密 停止加热→空气变冷→冷空气下沉→热气球下降 三、空气流动 热空气上升，冷空气下沉（形成循环） 8.作业与拓展学习设计 课堂练习： 1、 选择题 1.同体积的热空气和冷空气相比，质量情况是（ ）。 A. 热空气更重B. 冷空气更重C. 两者一样重 2.模拟热气球实验中，塑料袋能够上升的主要原因是（ ）。 A. 塑料袋本身材质很轻 B. 蜡烛加热使空气变热，热空气上升带动塑料袋 C. 蜡烛燃烧产生了风 3.下列生活现象中，利用 “热空气上升” 原理的是（ ）。 A. 冷空气从窗户缝隙进入室内B. 孔明灯升空C. 水从高处向低处流 4.在 “比较同体积热空气和冷空气的质量” 实验中，需要用到的测量工具是（ ）。 A. 弹簧测力计B. 电子天平C. 量筒 5.若要让热气球安全下降，正确的做法是（ ）。 A. 继续加热球内的空气B. 停止加热，让球内空气逐渐变冷C. 向球内充入更多的空气 二、判断题 1.体积相同的情况下，热空气的质量比冷空气大。（ ） 2.模拟热气球实验中，塑料袋会鼓起，是因为蜡烛加热使空气膨胀。（ ） 3.空气的运动规律是：冷空气上升，热空气下沉。（ ） 4.孔明灯能升空，是利用了热空气上升的科学原理。（ ） 5.比较同体积热空气和冷空气质量时，集气瓶的体积不需要保持一致。（ ） 【参考答案】 1、 选择题 B B B B B 二、判断题 ×√×√× 作业布置：请你在家长全程陪同下，用薄纸制作螺旋状纸蛇并悬挂在蜡烛火焰上方观察其转动，以此加深对热空气上升原理的理解。 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页） 学科网（北京）股份有限公司 $