15.《热气球》教学设计-2026-2027学年三年级科学上册苏教版

该小学科学教学设计聚焦“热空气比同体积冷空气轻会上升”核心知识点，通过热气球图片情境导入引发探究兴趣，以模拟升空实验、称量比较、类比推理等为学习支架，从现象观察到原理分析构建认知脉络。 此资料亮点在于实验探究层层递进，模拟实验让学生直观感知热空气上升，称量比较用数据实证“同体积热空气更轻”，类比推理（油浮水）和微粒模型助理解原理，培养科学观念、科学思维与探究实践能力，提升学生兴趣，为教师提供逻辑清晰、可操作的教学方案。

课 题 《热气球》 （共 课时） 总第 课时 教学内容 土壤的组成 第___课时 教学目标 科学观念：知道热空气比同体积的冷空气轻，因此热空气会上升。 科学思维：运用类比推理的方法，将热空气上升的原因与已有知识联系。 探究实践：能完成“热气球升空”模拟实验，能用电子天平比较同体积热空气与冷空气的质量，能通过烟流动实验观察冷热空气的运动特点。 态度责任：在探究过程中，激发对科学现象的好奇心和探究兴趣。 教学重点与难点 教学重点：通过模拟实验和对比称量，理解“热空气比同体积冷空气轻，所以会上升”的原理。 教学难点：运用类比推理（油浮在水面）理解热气球上升的原因；运用微粒模型解释热空气变轻的原因。 教学方法 实验探究法、类比推理法、小组合作法、直观演示法、讨论法 教学准备 教师准备：蜡烛每组1支、粗纸筒（下端开凹槽）每组1个、大塑料袋、250mL集气瓶、电子天平、火柴、冷水盆和热水盆各1个（共用）、两个相同玻璃瓶（带玻璃片）每组1套、线香每组1根、记录表模板、课件。 学生准备：记录笔。 学生活动设计 模拟升空：点燃蜡烛，用纸筒罩住火焰，将塑料袋套在纸筒上方，加热后松手观察塑料袋升空。 称量比较：用电子天平称量同体积热空气和冷空气的质量，记录并比较。 类比推理：回忆“油浮在水面”现象，用类比推理解释热气球上升的原因。 观察流动：将热瓶倒扣在冷瓶上，观察烟的方向，归纳冷热空气运动规律。 教 学 过 程 设计意图 一、情境导入，提出问题（约4分钟） 教师课件出示热气球图片：“同学们，你们见过热气球吗？它是怎么飞上天的？是什么力量让它升空的？” 学生自由猜测：“有火在烧”“空气变热了”“热空气往上升”…… 揭示课题 教师：“热气球升空的秘密就在我们今天的研究中。让我们一起来探究——热气球。” 板书课题：热气球 二、模拟实验——让“热气球”升空（约8分钟） 1.介绍实验装置 教师出示材料：蜡烛、粗纸筒（下端开凹槽）、轻薄塑料袋。 教师：“我们用这些材料做一个模拟‘热气球’——塑料袋就是热气球，蜡烛火焰就是加热装置，纸筒起什么作用呢？它能把火焰的热量集中起来，加热塑料袋里的空气。” 2.分组实验操作 （1）点燃一支蜡烛，用下端开有凹槽的粗纸筒罩住点燃的蜡烛。 （2）将塑料袋撑开后倒扣住纸筒，让蜡烛火焰加热袋内空气。 （3）待塑料袋鼓起后松手，观察塑料袋的运动情况。 3.师生互动——交流现象 教师：“塑料袋加热后发生了什么变化？松手后塑料袋怎么样了？” 学生回答预设：“塑料袋慢慢鼓起来了，松手后塑料袋向上飞起来了！” 教师追问：“松手后塑料袋飞到空中——是什么力量把它推上去的？” 教师板书学生初步结论：热空气会上升！ 三、定量比较——称量热空气和冷空气（约8分钟） 1.提出问题 教师：“热空气为什么会上升？它比冷空气更轻还是更重？” 2.演示实验——称量同体积热空气与冷空气 （1）250毫升的集气瓶瓶口朝下，称出瓶子和瓶内冷空气的总质量。 （2）集气瓶瓶口朝下，置于蜡烛火焰上方，加热瓶内空气约1分钟。 （3）称出瓶子和瓶内热空气的总质量。 3.师生互动——比较数据 教师：“冷空气时质量是多少？热空气时质量是多少？你发现了什么？” 学生观察数据后回答：“热空气的质量比冷空气小！” 教师：“同一个瓶子装了冷空气和装了热空气——质量不同，说明什么？” 学生：“同体积的热空气比冷空气轻！” 板书强调：同体积的热空气比冷空气轻。 四、类比推理——解释上升原因（约6分钟） 1.引入类比 教师：“同体积的热空气比冷空气轻，所以热空气会上升” 教师出示“油水蜂蜜”分层图：“同体积的油比水轻，所以油会怎样？” 教师：“这就是类比推理——用已知的知识，来帮助我们理解新的知识。” 2.师生互动——完成推理 同体积的油比水轻 → 油浮在水面 同体积的热空气比冷空气轻 → 热空气（上升） 板书：热空气上升的原因：同体积热空气比冷空气轻。 3.认识微粒模型 教师出示教材微粒示意图：“为什么热空气会变轻呢？科学家用微粒模型来解释——空气由许多看不见的微粒组成，空气受热后，微粒间的平均距离变大，同样体积里微粒变少了，所以就变轻了。” 五、观察流动——探究下降原理（约8分钟） 教师：“热空气上升，热气球就能飞上去。那热气球要下来怎么办？热空气怎么变成冷空气？冷空气有什么运动特点？” 1.演示实验——观察冷热空气流动 （1）热瓶中放入点燃的线香，瓶内充满烟时移走线香，立即盖住瓶口。 （2）将充满烟的热瓶倒放在冷瓶上，抽掉玻璃片，观察烟的流动。 （3）将热瓶与冷瓶上下对调，再次观察。 2.师生互动——交流现象 教师：“将热瓶倒扣在冷瓶上，抽掉玻璃片后，烟往哪个方向流动？” 学生观察后回答：“烟从热瓶往冷瓶流动——热空气上升，冷空气下降。” 板书：热空气上升，冷空气下降。 3.解释热气球下降 教师总结：“热气球上升靠热空气上升，下降靠冷空气下降——加热就升，停止加热就降！” 六、课堂总结，布置作业（约6分钟） 师生共同总结 教师指板书：“今天我们探究了热气球升空的秘密。谁来说说——热气球为什么能飞上天？” 学生回答：“热空气比同体积冷空气轻，热空气上升，带动热气球升空。” 以美丽的热气球图片激发兴趣，“为什么能飞上天”的问题直接指向本课核心探究内容。 通过动手制作和操作简易“热气球”，学生直观看到热空气上升的现象。“塑料袋鼓起来→飞起来”的观察链条为后续原理探究提供了现象基础。安全提示培养实验安全意识。 用电子天平“称”出热空气比冷空气轻，将上一步的直观现象转化为精确数据，为原理理解提供实证基础。强调“同体积”是类比推理的关键前提。 通过“油浮水”的类比推理，将抽象的热空气上升原理与已有的液体知识建立联系，降低理解难度。微粒模型的引入进一步深化了“热胀变轻”的科学理解。 通过烟的流动方向，直观展示冷热空气的运动规律。从“上升”扩展到“下降”，形成完整的认知闭环。 快问快答检测核心结论掌握情况，使学生对本课知识形成清晰完整的理解。 作业设计： 基础作业（必做） ：完成实验记录——描述“热气球”模拟实验的现象。 拓展作业（选做其一） ： ① 回家观察：打开冰箱门时，冷气往哪个方向流动？用今天学到的知识解释。 ② 查资料：热气球是谁发明的？最早的热气球是什么样子的？下节课分享。 板书设计： 热 气 球 一、模拟实验：“热气球”升空 加热塑料袋内空气 → 塑料袋鼓起 → 松手后上升 ✅ 说明：热空气会上升 二、称量比较 ✅ 结论：同体积热空气比冷空气轻 三、类比推理 同体积油比水轻 → 油浮在水面 同体积热空气比冷空气轻 → 热空气上升 四、微粒模型 冷空气：微粒密集 → 较重 热空气：微粒间距变大 → 较轻 课后反思： 优点：“模拟升空→称量比较→类比推理→流动观察”四个环节层层递进，从现象到原理再到验证，逻辑清晰。“油浮水”的类比推理设计巧妙，帮助学生用已有知识理解新概念。 不足：“热气球”模拟实验中，塑料袋加热不均匀导致部分小组塑料袋未鼓足就松手，升空不明显。称量热空气和冷空气实验需迅速操作防止热量散失，学生操作难度较大。 改进：选用更轻薄透明的塑料袋，并使用两支蜡烛同时加热，确保空气受热充分；提前录制成功升空的微视频作为补充。称量实验改为教师演示，学生观察读数，确保操作规范和数据准确。 学习常规养成： 实验安全常规：使用蜡烛时注意安全，纸筒壁与火焰保持距离，实验后及时熄灭蜡烛。 类比思维常规：能运用“像……一样……”的句式进行类比推理，发现事物间的相似规律。 学科网（北京）股份有限公司 $