《1.6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，通过热气球升空视频或图片导入，引导学生聚焦“如何上升下降”问题，再利用塑料袋、纸筒、蜡烛模拟实验，观察袋子从瘪到鼓、变热、上升再下降的过程，搭建从现象观察到原理解释的学习支架。 此资料以模拟实验为特色，融合科学观念与探究实践，学生动手操作感知温度变化，推理热空气上升原理，同时强化态度责任，通过孔明灯安全警示和家庭实验指导培养规范操作意识，为教师提供可复制的实验方案，助力学生直观理解科学原理，提升探究能力。

《我们来做“热气球”》教学设计 一、教材分析 版本与课标定位：本课选自教育科学出版社《科学》四年级上册，对应《义务教育科学课程标准（2022年版）》中“物质科学”领域“空气的热胀冷缩”相关内容，属于热空气上升原理的探究课例。 内容编排：教材以“热气球升空”的情境引入，聚焦问题“热气球如何实现上升和下降”，设计了探索活动——模拟制作热气球（利用塑料袋、纸筒、蜡烛加热袋中空气，观察塑料袋上升和下降）。同时通过研讨解释原因，拓展孔明灯及其安全隐患。 教学理念：引导学生通过模拟实验，直观感受热空气上升现象，理解热气球升空的原理，培养动手操作和现象解释能力，同时渗透安全意识（孔明灯火灾隐患）。 二、学情分析 前概念：学生对热气球有感性认识（如旅游观光），但对上升原理模糊；部分学生知道“热空气上升”，但缺乏实验验证；对“为什么纸筒罩住蜡烛”等操作细节不理解。 认知水平：四年级学生能按步骤进行简单实验操作（点燃蜡烛、罩塑料袋），能通过观察塑料袋的变化推理上升原因，能用手感知袋子温度变化。 学习动机：对“做热气球”实验有浓厚兴趣，喜欢观察塑料袋飞起来的过程，对孔明灯等拓展内容有好奇心。 三、教学目标 科学观念：知道空气受热后会上升，热气球就是利用热空气上升的原理升空的；理解热空气上升后，周围冷空气补充，形成对流。 科学思维：能通过模拟实验，观察塑料袋从瘪到鼓、上升、下降的过程，推理出热空气上升是原因；能分析孔明灯能长时间停留的原因。 探究实践：能正确使用蜡烛、纸筒、塑料袋等材料制作“模拟热气球”，观察并记录现象；能用手感知塑料袋温度变化，描述袋子状态。 态度责任：培养规范用火的安全意识（蜡烛使用、孔明灯火灾隐患）；体会模拟实验在科学探究中的作用；激发对航空科技的兴趣。 四、教学重难点 教学重点：通过模拟实验，发现空气受热后会上升，并以此解释热气球上升原理。 教学难点：理解“纸筒罩住蜡烛”的作用（集中加热空气，防止塑料袋被烧坏）；解释塑料袋上升后为什么会下降（袋内空气冷却，收缩下沉）。 五、教学方法 模拟实验法：用塑料袋、纸筒、蜡烛模拟热气球升空。 观察记录法：记录塑料袋从开始加热到上升再到下降的过程。 研讨分析法：讨论实验现象与热气球原理的联系。 安全演示法：教师强调用火安全，演示正确操作。 六、教学准备 教师准备：多媒体课件（热气球升空视频、实验步骤图、孔明灯图片）；实验材料：大号轻薄塑料袋（每组1个）、纸筒（或一次性纸杯去底，每组1个）、蜡烛（短蜡烛，每组1支）、火柴、打火机、湿抹布、水槽（备用）。 学生准备：每组一份实验材料。 安全提示：蜡烛使用时必须由教师统一点火；实验区附近不放易燃物；提醒学生不触摸火焰和热塑料袋；实验后及时熄灭蜡烛；孔明灯有火灾隐患，禁止私自燃放。 七、教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 （一）情境导入，聚焦问题 1. 播放热气球升空视频或展示图片，提问：“热气球为什么能上升？怎样实现下降？” 2. 揭示课题：我们来做“热气球”。 观看视频，思考并猜测：热空气上升，火加热空气。 以真实热气球激发兴趣，引出探究问题。 （二）探索：模拟制作热气球 1. 介绍材料：大塑料袋、纸筒、蜡烛。 2. 提问：“为什么要用纸筒罩住蜡烛？”（集中加热空气，防止塑料袋直接接触火焰烧坏） 3. 演示实验步骤（或分组操作）： 点燃蜡烛（教师统一点火）。 用纸筒罩住蜡烛。 用塑料袋罩住纸筒，袋口朝下，不封口。 用手扶住袋子外壁，感受温度变化。 当感觉袋子变热、有上升趋势时，轻轻松手，观察袋子状态。 4. 巡视指导，提醒安全：手不要太靠近火焰，塑料袋不要碰到火焰。 5. 引导学生记录现象：袋子慢慢鼓起、变热、上升，飞到一定高度后冷却下降。 小组合作操作（或观看教师演示）： 观察塑料袋从瘪到鼓的变化。 用手摸袋子外壁（先冷后热）。 松手后看到塑料袋上升，过一会儿下降。 填写记录单（袋子的变化、手的感觉）。 通过模拟实验，直观感受热空气上升使塑料袋升空，突破重点。 （三）研讨：解释上升与下降的原因 1. 组织研讨： 问题1：塑料袋为什么能上升？（袋内空气被蜡烛加热，热空气上升，带动塑料袋上升） 问题2：塑料袋为什么又会下降？（袋内空气冷却，体积缩小，密度增大，下沉） 问题3：怎样让热气球在空中停留更长时间？（持续加热，如用多个蜡烛或热源） 2. 总结：热空气上升是热气球升空的原理；空气冷却后下降。 小组讨论，用自己的话解释上升和下降的原因。 举例：热气球通过燃烧器加热空气上升，关闭火源后冷却下降。 通过研讨，将实验现象与热气球原理联系起来，培养科学解释能力。 （四）拓展：孔明灯 1. 出示孔明灯图片，提问：“孔明灯为什么能升空？和热气球原理一样吗？”（一样，都是热空气上升） 2. 讨论：为什么孔明灯能长时间停留在空中？（燃料持续燃烧，不断加热空气） 3. 安全强调：孔明灯有火灾隐患（掉落易燃物引发火灾），我国许多地方禁止燃放。教育学生不玩孔明灯，并提醒家人注意安全。 了解孔明灯原理，认识其危险性。 分享：见过孔明灯吗？知道为什么危险吗？ 拓展到传统文化，同时进行安全警示教育。 （五）反思评价，总结方法 1. 出示评价表（能说出热空气上升原理、能解释实验现象、注意用火安全、乐于探究），组织自评与互评。 2. 回顾反思：本课用什么方法研究热气球上升？（模拟实验法——用塑料袋模拟热气球） 3. 强调：模拟实验是科学研究的重要方法。 对照评价表打分，反思自己在实验操作中的安全意识和观察记录情况。 总结模拟实验的价值。 强化模拟实验法，促进元认知。 （六）拓展迁移，课后延伸 1. 布置任务： 家庭小实验：在家长陪同下，用更薄的塑料袋（如保鲜袋）和电吹风（代替蜡烛）尝试制作“热气球”，观察上升现象。 查阅资料：了解热气球的发展历史（孟格菲兄弟）。 思考：为什么热气球大多在早晨或傍晚升空？与气温有关吗？ 记录拓展任务，课后实践与查阅。 将课堂探究延伸到家庭安全实验和资料查阅，培养综合素养。 八、作业设计 基础作业：完成实验记录单（描述塑料袋从加热到上升再到下降的过程），并写出热气球上升的原因。 实践作业：家庭模拟热气球（需家长陪同）——用保鲜袋、电吹风（开热风，注意安全），将袋口撑开，用电吹风加热袋内空气，松手后观察是否上升，拍照记录。 拓展作业：查阅资料，了解孟格菲兄弟发明热气球的故事，写一段150字左右的介绍。 九、板书设计 我们来做“热气球” 一、模拟实验 材料：塑料袋、纸筒、蜡烛 步骤：点燃蜡烛 → 纸筒罩住 → 塑料袋罩上 → 加热 → 松手 二、现象 塑料袋变鼓、变热 → 上升 → 冷却后下降 三、原理 空气受热 → 体积膨胀 → 热空气上升 → 带动塑料袋上升 空气冷却 → 体积收缩、密度增大 → 下降 四、应用 热气球（燃烧器加热空气） 孔明灯（燃料加热空气）—— 有火灾隐患 五、科学方法 模拟实验法 学科网（北京）股份有限公司 $