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

该小学科学教学设计聚焦“空气受热变轻上升、遇冷变重下降”核心知识点，通过播放热气球升空视频导入，承接前两课热空气基础，为后续风的形成学习搭建知识支架。 以模拟实验为载体落实核心素养，科学观念通过触摸塑料袋温度变化直观建立，科学思维引导对比热气球与孔明灯归纳原理，探究实践强调规范用火与变量控制，提升学生探究能力，为教师提供清晰教学流程与安全指导。

1.6《我们来做 “热气球”》教学设计 一、教材分析 本课是教科版小学科学四年级上册空气单元第 6 课，承接前两课 “空气受热会上升、冷空气下沉” 的热空气基础知识点，以模拟热气球实验为载体，将抽象的热胀冷缩、冷热空气轻重差异转化为直观动手实验。教材分为聚焦、探索、研讨、拓展四部分：聚焦抛出热气球升降核心问题；探索安排蜡烛、塑料袋模拟热气球实操；研讨梳理原理；拓展关联孔明灯，同时标注消防安全警示。本课是学生理解热空气应用的关键一课，为后续风的形成学习铺垫。 二、学情分析 四年级学生已知道空气看不见、有质量，在前序实验中感知过空气受热变轻会向上流动；生活中见过热气球、孔明灯，对 “热气能让袋子飞起来” 充满好奇心，但无法准确说出内在原理。学生动手操作热情高，但用火实验安全意识薄弱，对 “热空气上升、冷空气下沉” 的逻辑推理能力不足，容易混淆 “加热、降温” 和升降的对应关系，需要借助亲手触摸、观察塑料袋变化建立具象认知。 三、核心素养分析 1. 科学观念：知道空气受热后体积膨胀、变轻会上升；空气冷却后收缩、变重会下降，这是热气球上升、下降的根本原理。 2. 科学思维：能根据塑料袋加热、冷却后的状态变化，推理冷热空气轻重差异，对比热气球与孔明灯结构，归纳共同原理。 3. 探究实践：能规范完成模拟热气球实验，观察、记录塑料袋形变、升降变化，规范使用明火，掌握简单变量控制方法。 4. 态度责任：实验中树立用火安全意识；知晓孔明灯火灾隐患，树立消防安全观念；乐于动手探究生活中的热空气现象。 四、教学重点 通过模拟实验，理解热空气上升、冷空气下沉，解释热气球升降原理。 五、教学难点 推理空气受热变轻、遇冷变重的内在逻辑，区分热气球与孔明灯的异同，思考延长热气球停留时间的方法。 六、教具准备 教师：真实热气球升空视频、孔明灯科普短片、大号塑料袋、蜡烛、纸筒、打火机、防火垫、实验记录单、PPT 课件 学生分组：大号透明塑料袋、硬质纸筒、短蜡烛、托盘（防火）、记录笔、记录单 七、教学过程 一、导入新课 教师活动：播放热气球升空实拍视频，提问：视频里的热气球能飞上高空，它是怎么飞上天的？降落时又要怎么做？出示课本热气球图片，引出本节课课题《我们来做 “热气球”》。 学生活动：观看视频，自由发言分享见过热气球的经历，大胆猜测热气球飞行的秘密。 设计意图：直观视频吸引学生注意力，联系生活经验抛出核心问题，激发探究兴趣，自然引出学习主题。 二、讲授新课 （一）聚焦板块 教师活动：出示课本聚焦对话框 “热气球是如何实现上升和下降的呢？”，引导学生大胆猜想，板书学生的猜想，不急于评判对错，告知学生通过动手实验验证猜想。 学生活动：独立思考后举手发言，说出自己的猜测，比如 “里面有热气”“点火就能飞” 等。 设计意图：明确本节课探究核心问题，暴露学生原有认知，为后续实验探究设立目标。 （二）探索板块 1. 教师活动：出示实验材料（塑料袋、纸筒、蜡烛），播放标准实验示范视频，分步讲解实验三步骤，重点提问 “为什么用纸筒罩住蜡烛？”，强调用火安全：蜡烛远离塑料袋、不触碰火焰、实验结束及时熄灭蜡烛。组织学生分组领取器材，巡视指导每组实验操作，提醒学生触摸塑料袋外壁感受温度，记录塑料袋变化。 学生活动：认真观看示范视频，记住操作步骤；分组合作完成实验，点燃蜡烛、用纸筒围挡、塑料袋罩住纸筒加热，手扶袋子感受温度，袋子上浮时松手观察升降，填写记录单，讨论纸筒作用。 设计意图：视频示范规范操作，降低实验失误；分组实操让学生直观观察热空气的效果，亲手触摸建立冷热感知，纸筒围挡的问题引导学生思考防火、聚拢热气的作用。 2. 教师活动：实验结束，邀请小组分享实验现象：加热时袋子怎么样？松手后如何变化？冷却后又发生什么？引导学生说出袋子变热、鼓起、向上飘，冷却后变瘪下落。追问：摸袋子外壁是什么感觉？热气从哪里来？ 学生活动：小组代表汇报实验现象，分享触摸袋子发烫的感受，讨论得出蜡烛加热袋内空气。 设计意图：梳理实验现象，从直观感受过渡到空气受热变化，为推导原理铺垫事实依据。 （三）研讨板块 1. 研讨问题 1：教师出示研讨第一个问题，引导学生结合实验现象推理：加热空气，空气变轻上升，带动热气球升空；停止加热，袋内空气变冷变重，热气球下降。组织学生思考检验想法的方法：比如再次加热冷却塑料袋重复实验。 学生活动：结合实验记录，小组讨论热气球升降原理，完整表述冷热空气轻重变化带来的升降现象，说出重复实验是验证想法的方法。 设计意图：训练学生基于实验证据推理科学原理，建立 “现象 — 证据 — 结论” 的科学思维。 2. 研讨问题 2：教师提问第二个研讨问题，引导学生从持续供热、减轻重量、加大袋体、减少散热几个角度思考。 学生活动：小组头脑风暴，说出持续加热、袋子做大一点、袋子轻一点、用纸筒保温减少热量流失等办法。 设计意图：引导学生多角度思考变量，培养解决实际问题的发散思维。 （四）拓展板块 教师活动：出示孔明灯图片，播放孔明灯科普短片，布置查阅资料任务，讲解孔明灯底部燃料持续加热空气，所以停留时间更长；出示安全警示标志，重点强调孔明灯明火易引发火灾，禁止私自燃放。 学生活动：观看短片，对比孔明灯和课堂模拟塑料袋热气球的相同点与不同点，记录孔明灯长久停留的原因，牢记消防安全知识。 设计意图：拓展热空气原理的生活应用，同时落实安全责任教育，培养学生安全意识。 三、课堂练习 选择题 1. 模拟热气球实验中，塑料袋能飞起来的原因是（ ） A. 塑料袋本身很轻 B. 袋内空气受热变轻上升 C. 蜡烛把袋子吸上去 答案：B 2. 热气球想要下降，正确操作是（ ） A. 继续加大火力 B. 停止加热，让热空气排出 C. 往袋子里吹风 答案：B 3. 用纸筒罩住蜡烛主要作用是（ ） A. 好看 B. 聚拢热气、防止塑料袋烧破 C. 方便拿取蜡烛 答案：B 判断题 1. 冷空气比热空气更轻，会向上飘。（×） 解析：热空气轻上升，冷空气重下沉。 2. 孔明灯和热气球都是利用热空气上升的原理飞行。（√） 3. 我们可以随意在小区、树林燃放孔明灯。（×） 解析：孔明灯有明火，极易引发火灾，禁止私自燃放。 情境题 周末小明在家做模拟热气球实验，塑料袋加热后飘起来，没过一会儿就掉下来了，请你说说袋子掉落的原因，再给出 2 个让它停留更久的办法。 答案：掉落原因：袋子里的热空气慢慢冷却，空气变冷变重，袋子就下落。延长时间方法：1. 持续给袋内空气加热；2. 选用更大、更轻薄的塑料袋；3. 用纸筒围住热源减少热量散失（任选两条即可）。 四、课堂小结 今天我们动手制作了模拟热气球，通过实验发现蜡烛加热塑料袋里的空气，空气受热变轻、体积膨胀，袋子就会向上飞；等里面空气冷却后，空气变重，袋子慢慢落下来，这就是热气球升降的科学原理。我们还对比了孔明灯，它依靠底部燃料持续供热，能在空中停留更久。同时我们记住了用火安全，孔明灯带有明火，存在很大火灾隐患，不能随意燃放。生活里很多现象都和冷热空气有关，课后大家可以继续观察、寻找更多热空气的小秘密。 五、板书设计 我们来做 “热气球” 1. 原理： 空气受热 → 变轻 → 上升（热气球起飞） 空气遇冷 → 变重 → 下降（热气球降落） 2. 纸筒作用：聚拢热气、防火 3. 拓展：孔明灯（同原理，持续供热） 安全提醒：孔明灯易引发火灾，禁止燃放 八、教学反思 成功之处 1. 动手模拟实验极大调动四年级学生积极性，亲手触摸、观察塑料袋变化，把抽象空气变轻转化为直观体验，学生能自主说出热气球升降核心原理，科学观念落实到位。 2. 视频导入 + 示范操作降低实验难度，用火安全反复强调，整节课无安全隐患；拓展环节结合消防安全，落实态度责任核心素养。 3. 研讨环节分层提问，由现象到原理逐步引导，学生逻辑推理能力得到锻炼，课堂练习贴合本课重难点，当堂巩固效果好。 不足之处 1. 分组实验时间把控不足，部分小组加热等待时间过长，后半段研讨发言时间被压缩，部分内向学生没有机会分享想法。 2. 对 “空气受热体积膨胀、密度变小才变轻” 这一深层逻辑讲解浅显，少数学生只记住 “热气上升”，不理解空气轻重变化的本质。 3. 拓展孔明灯部分仅依靠视频，缺少实物对比，学生对孔明灯持续供热的结构理解不够透彻。 教学建议 1. 课前提前分好实验器材，简化分发流程；设置实验计时提醒，预留充足研讨交流时间，采用小组轮流发言，保证每位学生参与表达。 2. 增加简易对比实验：准备冷热两杯空气，借助天平小模型直观展示冷热空气质量差异，帮助学生理解空气变轻的本质。 3. 准备孔明灯拆解结构图，课堂展示内部燃料结构，对比课堂塑料袋模型，清晰讲解长久停留的原因；增加生活热空气实例（暖气片、炊烟），拓展知识应用。 学科网（北京）股份有限公司 $