6《我们来做“热气球”》教学设计-2026-2027学年科学四年级上册教科版

该小学科学教学设计聚焦“热空气上升”核心知识点，通过热气球升空情境导入，联系前几课空气占据空间、有质量等性质，聚焦“热气球如何升降”问题，搭建生活现象到科学原理的学习支架。 以模拟制作热气球实验为核心，引导学生安全规范操作，观察记录温度与袋子状态变化，培养科学思维（分析现象归纳原理、提出改进方案）和态度责任（安全用火、孔明灯隐患教育），跨学科延伸与课外探究结合，帮助学生直观理解原理，教师教学资源丰富且易操作。

小学科学四年级上册第一单元第6课《我们来做“热气球”》教学设计 （2026新教材·四年级） 一、教材分析 本课是《科学》四年级“空气”单元的第6课时，也是本单元的最后一课。教材在前五课（感受空气、空气能占据空间、空气占据的空间会改变、空气有质量、空气流动有力量）的基础上，综合运用空气的性质（热空气上升）来解释热气球的工作原理。教材从生活情境“人们乘坐热气球欣赏祖国大好河山”切入，聚焦核心问题“热气球是如何实现上升和下降的呢？”接着设计了模拟制作热气球实验：用较大的塑料袋、纸筒和蜡烛，通过加热袋中空气，观察塑料袋上升和下降的过程。教材通过“为什么要用纸筒罩住蜡烛”的提问引导学生思考安全与热量集中问题；通过记录单引导用手触摸袋子感受温度变化；研讨环节要求解释上升下降原因及如何让热气球停留更长时间；拓展环节联系孔明灯，同时强调安全提醒。本课核心概念是“空气受热后会膨胀变轻，从而上升”，这是对前面“空气占据空间、空气有质量”等知识的综合应用。 二、学情分析 四年级学生对热气球有较强的好奇心，不少学生在电视或旅游中见过热气球，但对其工作原理缺乏科学认识。他们通过本单元前几课已经知道空气有质量、空气能占据空间，但尚未建立“热空气比冷空气轻”的概念。本课实验涉及明火（蜡烛），存在安全隐患，需要教师重点强调安全操作规范。学生对于“塑料袋为什么会上升”的解释可能停留在“热空气往上跑”的浅层认识，需要教师引导到“热空气体积膨胀、密度变小、质量不变但浮力增大”的层面（不要求微观，用“热空气变轻”即可）。另外，实验成功率受塑料袋大小、蜡烛火焰、室温等因素影响，教师需提前试做并准备备用方案。 三、教学目标（四维·学科核心素养导向） 科学观念 能说出空气受热后会上升，热空气比同体积冷空气轻。 能运用热空气上升的原理解释热气球上升和下降的原因。 科学思维 能通过模拟实验观察塑料袋上升和下降的现象，分析并归纳热空气上升的规律。 能提出让热气球在空中停留更长时间的改进方法（如加大热源、使用更大袋子等）。 探究实践 能按照实验步骤，安全规范地使用蜡烛、纸筒、塑料袋等材料模拟热气球升空实验。 能用手触摸塑料袋外壁感受温度变化，观察并记录袋子的状态变化。 态度责任 在实验过程中严格遵守用火安全规则，增强安全意识。 通过了解孔明灯的隐患，树立安全使用科学知识的责任感。 四、教学重点与难点 教学重点：通过模拟热气球实验，观察塑料袋受热上升、冷却下降的现象，理解热空气上升的原理。 教学难点：解释热气球上升和下降的原因——空气受热后体积膨胀，单位体积内质量减小（变轻），从而上升；冷却后体积收缩，变重，从而下降。四年级学生需要避免“热空气本身变轻了”的错误理解，应引导认识到“同体积的热空气比冷空气轻”。 五、教学准备 教具：多媒体课件（含热气球图片、实验步骤图、安全提示）、演示用热气球材料（大塑料袋、纸筒、蜡烛、打火机） 学具（每组）：较大塑料袋（薄型，建议用垃圾袋或保鲜袋，大小适中）1个、纸筒（卫生纸筒或卡纸卷成，高约10-15cm）1个、短蜡烛（茶蜡）1个、打火机（教师统一点火）、防火垫（或瓷盘）1块、湿抹布1块、记录本 安全准备：每组备一盆水（用于紧急灭火）、教师检查教室通风 教室布置：4人一组，每组实验桌中央放置防火垫，蜡烛固定在垫上。实验时保持桌面整洁，附近无易燃物。教师演示台位于前方。 六、教学过程 1. 情境导入（2分钟） 教师活动：播放热气球升空的视频或图片，提问：“你见过热气球吗？热气球为什么能飞到天上去？它又是怎么落下来的？”引导学生分享经验。引出课题《我们来做“热气球”》。 学生活动：观看图片，分享对热气球的了解。产生探究兴趣。 设计意图：（从热气球这一有趣的情境切入，激发学生的好奇心和动手欲望。） 2. 聚焦（2分钟） 教师活动：出示教材“聚焦”板块文字：“热气球是如何实现上升和下降的呢？”板书课题。 提问：“你们觉得热气球上升可能与什么有关？”引导学生猜测与“热”有关。交代本节课将模拟制作热气球来寻找答案。 学生活动：猜测（与加热有关、与空气有关）。明确本课探究任务。 设计意图：（聚焦核心问题，建立“热”与“上升”的联系猜想。） 3. 探索（共20分钟） 活动：模拟制作热气球（20分钟） 教师活动：分步讲解实验装置和操作步骤（对照教材第17-18页）： ①将蜡烛放在防火垫上，用纸筒罩住蜡烛（纸筒的作用：集中热量、防止塑料袋被火焰烧到）； ②点燃蜡烛（教师统一为各组点火）； ③用较大的塑料袋罩住纸筒，注意不要紧贴蜡烛； ④用手扶着袋子的外壁，感受温度变化，当感到袋子快要上升的时候，松开双手； ⑤观察并描述袋子状态的变化（上升、在空中飘浮、下降）。 强调安全：蜡烛附近不要放任何易燃物；塑料袋不要接触火焰；手扶袋子时不要靠火太近；若发生意外立即用湿抹布盖灭。 提问：“为什么要用纸筒罩住蜡烛？”（防止塑料袋被烧到，同时让热空气集中向上）。指导学生用手触摸袋子外壁（感受变热），观察袋子从瘪到鼓起、再到上升的全过程。提醒记录：袋子上升的高度、停留在空中的时间、下降时的现象。 学生活动：分组实验：放置蜡烛和纸筒→点燃蜡烛→罩上塑料袋→手扶感受→松开观察。记录现象：袋子逐渐鼓起来，变热，然后上升；离开蜡烛后，袋子在空中飘一会儿，慢慢冷却，然后下降。用手触摸感到袋子变热。 设计意图：（通过亲自动手制作模拟热气球，直观体验“加热使空气上升”的现象，同时培养安全操作习惯。） 4. 研讨（8分钟） 教师活动：组织全班讨论教材研讨的两个问题： ①我们可以怎样解释热气球上升或下降的原因？怎样进一步检验我们的想法？ ②怎样能让热气球在空中停留更长时间？ 引导学生从实验现象中归纳：蜡烛加热袋内空气→空气受热变轻（同体积热空气比冷空气轻）→产生向上的力→袋子上升；离开热源后，袋内空气冷却→变重→袋子下降。追问：“怎样检验我们的想法？”（例如用手感受温度变化，或者用冷热不同的袋子对比实验。）关于延长停留时间：可以用更大的袋子、更强的热源（如多支蜡烛）、或者保持加热（模拟真实热气球不断加热）。 学生活动：讨论并解释原因。提出改进方案（加大袋子、增加蜡烛、减少漏气等）。用“热空气上升”原理解释热气球升降。 设计意图：（引导学生从现象分析本质，建立因果联系，并培养改进实验的设计思维。） 5. 拓展（4分钟） 教师活动：出示教材拓展内容：“查阅资料，了解孔明灯，说一说孔明灯能留在空中较长时间的原因。”简要介绍孔明灯（利用热空气上升原理）。强调安全提醒：“孔明灯存在火灾隐患。” 提问：“为什么孔明灯不能随意放飞？”引导学生认识安全隐患，树立科学安全意识。跨学科融合：联系历史（孔明灯的传说）、美术（设计热气球图案）、安全教育。 学生活动：了解孔明灯原理，认识到随意放飞孔明灯可能引发火灾。 设计意图：（拓展热空气上升的应用，同时渗透安全教育和传统文化。） 6. 课堂总结（2分钟） 教师活动：结合板书总结：①空气受热后会上升，因为热空气比同体积冷空气轻；②模拟热气球实验证明了热空气上升的原理；③热气球通过加热空气上升，停止加热或冷却时下降；④孔明灯也是利用同样的原理。 学生活动：回顾本课核心概念，用自己的话解释热气球升降原因。 设计意图：（强化核心概念，帮助学生建构完整的知识框架。） 7. 布置作业（以探究为主）（2分钟） 教师活动： 必做探究作业： ①回家用蜡烛和塑料袋（在家长陪同下）再次实验，尝试改变蜡烛数量或袋子大小，观察热气球上升的高度和时间有什么不同，记录下来。 ②查阅资料，了解真正的热气球是用什么加热空气的（燃烧器），写一段介绍文字。 选做探究作业：用纸和竹签制作一个“孔明灯”模型（不点火），向家人解释它的原理。 学生活动：记录作业要求。 设计意图：（将课堂探究延伸到课外，鼓励家庭亲子实验，同时培养信息收集能力。） 七、板书设计（结构化主板书） 1.6我们来做“热气球” 核心问题：热气球如何实现上升和下降？ ◈ 模拟实验 材料：塑料袋、纸筒、蜡烛 步骤：点燃蜡烛→罩纸筒→罩塑料袋→加热→松开→观察 现象：袋子鼓起→变热→上升→冷却→下降 ◈ 原理 加热 → 袋内空气受热 → 体积膨胀 → 同体积热空气比冷空气轻 → 产生上升力 → 热气球上升 停止加热 → 空气冷却 → 变重 → 下降 ◈ 拓展：孔明灯（原理相同）→ 安全提醒：有火灾隐患 ◈ 改进：更大袋子、更多热源、减少漏气 → 停留更久 八、教学反思 本课以模拟热气球实验为核心，学生参与热情高涨，实验成功时全班欢呼，有效激发了科学兴趣。实验前对安全操作的反复强调是必要的，实际教学中两组出现塑料袋轻微熔化（因离火焰太近），及时用湿抹布处理，后续需提醒纸筒高度足够且塑料袋不要下压。在研讨环节，部分学生用“热空气往上跑”来解释，教师引导后能用“变轻”来表述，但仍有学生误以为“空气变少了”，需进一步澄清（空气总量不变，密度变小）。拓展环节强调孔明灯安全隐患很有价值，学生能主动说出“不能在森林、居民区放孔明灯”。时间分配上，实验环节略超时，后续可将记录单简化，研讨压缩至6分钟。整体实现了“做中学”目标，跨学科融合自然（美术画热气球、语文写观察日记）。 九、巩固练习（附答案） （一）填空题 1、热气球上升的原理是：空气受热后会________，同体积的热空气比冷空气________。 2、当热气球停止加热时，袋内空气________，体积________，变________，热气球就会下降。 3、孔明灯和热气球都是利用________上升的原理升空的。 （二）选择题 1、下面哪个现象与热空气上升的原理无关？（ ） A. 暖气片安装在房间的下方 B. 氢气球能飘在空中 C. 烧开水时壶嘴冒出的“白气”向上飘 D. 孔明灯升空 2、在模拟热气球实验中，纸筒的主要作用是（ ） A. 增加美观 B. 防止塑料袋被火焰烧到，同时集中热空气 C. 让蜡烛燃烧更旺 D. 固定塑料袋 （三）判断题（正确打“√”，错误打“×”） 1、模拟热气球实验中，塑料袋刚罩上去就会立刻上升。（ ） 2、用手触摸上升过程中的塑料袋外壁，会感觉到热。（ ） 3、孔明灯可以随意在森林里放飞，没有危险。（ ） 4、热气球停止加热后，袋内空气冷却，体积缩小，热气球会下降。（ ） （四）实验探究题 题目：小明在模拟热气球实验中，记录了塑料袋的变化： 时间（秒） 塑料袋状态 手摸外壁的感觉 0（刚罩上） 瘪的，贴在纸筒上 凉 30 开始鼓起来 温热 60 鼓得很大，有上升趋势 较热 80 松开手，塑料袋上升 热 120 塑料袋从最高点开始下降 变温 （1）塑料袋从瘪到鼓起来，说明了袋内空气发生了什么变化？ （2）塑料袋为什么能上升？ （3）塑料袋为什么后来又会下降？ （4）如果要让塑料袋飞得更高，你有什么建议？ 参考答案 （一）填空题 1、上升；轻 2、冷却；缩小；重 3、热空气 （二）选择题 1、B2、B （三）判断题 1、×2、√3、×4、√ （四）实验探究题 （1）塑料袋从瘪到鼓起来，说明袋内空气受热后体积膨胀，占据了更多空间。 （2）塑料袋能上升是因为袋内空气受热后体积膨胀，同体积的热空气比冷空气轻，产生了向上的力量。 （3）塑料袋后来下降是因为离开热源后，袋内空气逐渐冷却，体积缩小，变重，向上的力量减小，重力作用使袋子下降。 （4）建议：使用更大的塑料袋、增加蜡烛数量（或使用更热的热源）、减少塑料袋漏气、加热更长时间再松手等。（答出一点即可） 学科网（北京）股份有限公司 $