1.2 热空气上升（教学设计）-2026-2027学年科学粤教粤科版四年级上册

该小学科学教学设计聚焦“热空气上升”核心规律，通过生活中热气飘升、热气球升空等现象图片导入，承接空气基本特征旧知，为风的形成构建“空气特征—冷热变化—空气流动”的知识支架。 以实验探究为特色，设计纸蛇转动、模拟热气球上升等分组实验，引导学生对比推理冷热空气流动规律，培养科学思维与探究实践能力，结合科普视频及油烟机、暖气等生活应用落实科学观念，助力学生突破抽象原理，为教师提供清晰教学路径与丰富实操素材。

2.热空气上升 【教材分析】 本课是空气单元第二课，承接第一课空气基本特征的知识，聚焦空气受热后的变化规律，是连接空气基础特征与风的形成的关键过渡课。教材以生活中热气上升现象为切入点，设计纸蛇转动、热气球模拟等探究实验，引导学生发现空气受热膨胀、变轻、上升的核心规律，同时对比冷空气下沉的特点。本课的热空气流动原理是后续风的形成的核心基础，构建了“空气特征—冷热变化—空气流动”的单元知识逻辑，为学生理解自然风的成因提供核心理论支撑。 【学情分析】 四年级学生熟悉热水冒烟、热气向上飘、热气球升空等生活现象，但不清楚背后的科学原理。学生已掌握空气基本特征，具备基础实验操作和观察能力，能独立完成简单分组实验。但学生难以理解“空气受热膨胀、质量变轻”的抽象物理变化，无法自主区分冷热空气的流动差异，需要通过具象实验、直观现象突破抽象认知难点。 【核心素养分析】 [科学观念] 1.知道空气受热后体积膨胀、质量变轻，会向上流动； 2.了解冷空气相对较重，会向下流动； 3.掌握热空气上升的原理，知晓其在生活、科技中的应用。 [科学思维] 通过冷热空气对比实验，观察现象、对比差异，推理冷热空气的流动规律，建立现象与原理的逻辑关联，培养对比推理思维。 [探究实践] 自主完成纸蛇转动、模拟热气球上升实验，规范观察、记录实验现象，能独立分析实验现象背后的科学原理。 [态度责任] 1.乐于探究冷热空气的变化规律，体验科学实验的乐趣； 2.了解热气球、孔明灯的科学原理，体会科学知识在生活和科技中的应用价值。 【教学重点】 通过实验探究，掌握热空气上升、冷空气下沉的流动规律。 【教学难点】 理解空气受热膨胀变轻、遇冷收缩变重，从而产生升降流动的内在原理。 【教具准备】 [教师教具] 纸蛇、蜡烛、火柴、透明塑料筒、轻质塑料袋、热气球科普视频、多媒体课件。 [学生分组器材] 自制纸蛇、小蜡烛、火柴、轻质薄塑料袋、实验记录单。 【教学过程】 一、导入新课 [教师活动]出示做饭热气上升、篝火烟雾向上飘、热气球升空的图片，提问：为什么热气和烟雾总是向上飘？热气球为什么能飞到空中？引出本节课课题《热空气上升》。 [学生活动]观察图片，结合生活经验大胆猜想原因，主动发言分享自己的想法，带着疑问进入新课学习。 [设计意图]以生活常见现象和趣味科技场景导入，激发探究兴趣，精准聚焦本课核心探究问题。 二、讲授新课（聚焦、探索、研讨、拓展） （一）聚焦板块 [教师活动]回顾上节课空气的基本特征，抛出核心问题：空气受热后会发生什么变化？冷热空气的流动方向一样吗？引导学生大胆猜想，梳理探究方向。 [学生活动]回顾旧知，自主猜想热空气的变化和流动特点，明确本节课探究重点。 [设计意图]衔接旧知、引出新知，建立单元知识关联，明确课堂探究目标。 （二）探索板块 1.实验一：纸蛇转动实验 [教师活动]讲解实验器材和操作规范，强调用火安全。示范将纸蛇悬挂在燃烧的蜡烛上方，引导学生观察纸蛇的变化；指导学生分组实验，观察现象并思考：纸蛇为什么会转动？ [学生活动]分组安全操作实验，观察到蜡烛上方的纸蛇持续转动，熄灭蜡烛后纸蛇停止转动，记录实验现象，小组初步讨论原因。 [设计意图]通过直观的动态现象，让学生初步感知热空气向上流动的特点。 2.实验二：模拟热气球上升实验 [教师活动]指导学生将轻质塑料袋罩在燃烧的蜡烛上方，观察塑料袋的变化，提醒学生远离火焰、规范操作。引导学生对比加热前后塑料袋的状态差异。 [学生活动]分组实验，观察发现塑料袋受热后慢慢鼓起、向上飘动，冷却后下落，完整记录实验现象。 [设计意图]模拟真实热气球原理，直观验证热空气上升的规律，强化实验认知。 3.对比探究：冷热空气流动差异 [教师活动]结合两组实验，引导学生对比分析：受热空气、常温空气、冷空气的流动区别，讲解空气受热膨胀变轻、遇冷收缩变重的原理。 [学生活动]结合实验现象，理解热空气轻、向上流，冷空气重、向下流的核心规律。 [设计意图]突破教学难点，从现象归纳本质原理，完善学生认知体系。 （三）研讨板块 [教师活动]出示研讨问题，组织小组研讨后全班交流：1.纸蛇转动、塑料袋上升的共同原因是什么？2.冷热空气的流动方向有什么不同？3.生活中还有哪些热空气上升的现象？ [学生活动]小组汇总实验结论，汇报热空气上升的原理，举例炊烟上升、暖气升温、孔明灯升空等生活实例。 [设计意图]梳理实验规律，联结生活实际，实现知识的内化与初步应用。 （四）拓展板块 [教师活动]播放热气球、孔明灯、烟囱排烟的科普视频，讲解热空气上升原理在生活、航空中的应用，同时普及孔明灯燃放的安全隐患。布置课后任务：观察家中暖气、油烟机的工作位置，思考设计原理。 [学生活动]观看视频，了解科技应用，记录课后观察任务，树立安全用火意识。 [设计意图]拓宽知识视野，落实知识应用，渗透安全与生活教育。 四、课堂小结 本节课我们通过两组经典实验，探究出了冷热空气的流动规律：空气受热后体积膨胀、质量变轻，会向上流动；空气遇冷后收缩变重，会向下流动。纸蛇转动、塑料袋升空都是热空气上升的作用效果。生活中的热气球、油烟机、烟囱都是利用了热空气上升的原理。本节课的知识也是我们下节课探究风的形成的重要基础，冷热空气的流动是自然风形成的核心前提。 【板书设计】 热空气上升 1.原理：空气受热→膨胀、变轻→向上流动 2.对比：冷空气→收缩、变重→向下流动 3.实验现象：纸蛇转动、塑料袋上升 4.生活应用：热气球、油烟机、烟囱、暖气 1 学科网（北京）股份有限公司 $