《15.热气球》（教学设计）- 2026-2027学年苏教版科学三年级上册

该小学科学教学设计聚焦“热空气上升”及热气球升降原理，通过热气球图片或视频导入引发兴趣，以前两课空气占据空间、有质量等性质为学习支架，引导学生探究新知识点。 特色在于采用“现象观察—实验验证—模型建构—应用拓展”教学策略，通过制作简易热气球、测量同体积热冷空气质量、冷热瓶烟流实验等活动，落实科学观念、科学思维与探究实践核心素养，帮助学生直观理解原理，为教师提供清晰教学流程与实操支持。

第 15 课 热气球 第 四 单元 空气的性质 【课标落实】 1.对应核心概念的内容要求和学业要求: 学科核心概念 3年级学习内容 3年级学习内容要求 3年级学业要求 1.物质的结构与性质：1.2空气与水是重要的物质 3-4年级：⑤观察并描述空气受热上升的现象。 ⑤观察并描述空气受热上升的现象。 能说出空气受热会膨胀，风是空气流动的现象。 能利用证据说明空气占据空间、充满各处的性质等。 能使用简单的仪器测量物体的长度、体积、温度、质量等；能在教师指导下设计方案，观察空气受热上升的现象。 认识到观察和测量的重要性，观察和测量的结果需要如实记录。 2.物质的变化与化学反应：2.1物质的三态变化 3-4年级：①知道固体有确定的形状、体积和质量；液体有确定的体积和质量，液体静止时其表面一般会保持水平；气体有确定的质量，但没有确定的体积和形状。 ①知道气体有确定的质量，但没有确定的体积和形状。 能归纳概括气体在质量、体积、形状等方面的简单特征。 2.指向的跨学科概念 系统与模型：热气球是一个由球囊、吊篮和燃烧器组成的系统，其上升和下降体现了热力学的基本原理。通过“热空气微粒示意图”和“冷热瓶烟流实验”等模型，可以将“热空气上升”这一抽象性质转化为具体、可感知的现象，帮助学生建构对空气热运动这一物质系统特性的认识。 【教材分析】 本课是苏教版三年级上册第四单元《空气的性质》的第三课，在学生认识了空气占据空间、有质量之后，进一步探究空气的热胀冷缩性质。根据教参指导，本课以热气球的上升和下降为线索，引导学生通过制作简易热气球、测量同体积热空气和冷空气的质量、观察冷热瓶烟流实验等活动，认识热空气上升、冷空气下降的性质，并解释热气球升降的原理。教材首先通过“热气球上升”的认知冲突，激发学生探究欲望；接着通过“制作简易热气球”和“比较同体积热冷空气质量”两个实验，帮助学生理解热空气上升的原因；然后通过“观察冷热瓶烟流”实验，认识冷热空气的垂直运动规律；最后通过“热气球下降”的讨论，将知识与应用联系起来。 【学情分析】 1.认知分析  学生通过前两课的学习，已经知道空气占据空间、没有确定的形状和体积、容易被压缩、有质量等性质。但学生对“热空气上升”这一现象往往有感性认识（如看到热气球升空、烟囱冒烟等），却缺乏对“热空气比同体积冷空气轻”这一原理的理性理解，难以从质量角度解释热空气上升的原因。 2.探究能力分析： 学生已具备一定的观察、比较和实验操作能力，能使用简单的工具进行实验。本课涉及“制作简易热气球”和“冷热瓶烟流实验”等操作，对学生的动手能力和小组协作能力提出了较高要求。同时，学生已具备初步的数据记录和分析能力。 3.兴趣分析： 学生对“热气球”这一主题充满好奇和向往，“制作简易热气球”的活动能极大地激发学生的参与热情。但“冷热瓶烟流实验”操作难度较大，需要教师精心指导，确保学生能观察到明显的现象。 【教学目标】 科学观念 1.知道空气受热后会上升，同体积的热空气比冷空气轻。 2.知道热空气会上升，冷空气会下降，了解冷热空气的垂直运动规律。 3.了解热气球上升和下降的原理。 科学思维 1.能通过观察简易热气球的升空，提出“热空气上升”的猜想。 2.能通过测量同体积热空气和冷空气的质量，用数据验证猜想。 3.能运用冷热空气的垂直运动规律，解释热气球升降的原理。 探究实践 1.能制作一个简易热气球，并使其成功升空。 2.能用电子天平测量同体积热空气和冷空气的质量。 3.能观察冷热瓶烟流实验，用箭头标出冷热空气的流动方向。 态度责任 1.乐于动手操作，如实记录实验现象，具有用事实说话的意识。 【教学重难点】 重点 认识热空气上升的性质，理解热气球上升的原理。 难点 理解“同体积热空气比冷空气轻”是热空气上升的原因，并用类比推理的方法进行解释。 【教学策略】 本课采用“现象观察—实验验证—模型建构—应用拓展”的教学策略。以“热气球升空”的直观现象导入，激发学生探究兴趣；通过“制作简易热气球”和“测量同体积热冷空气质量”两个实验，引导学生从定性到定量认识热空气上升的原因；通过“冷热瓶烟流实验”建构冷热空气垂直运动的模型；最后通过“热气球下降”的讨论和“热气球用途”的拓展，将知识应用于生活。 【教学准备】 多媒体课件、超薄塑料袋、开槽的粗纸筒、蜡烛、点火器、电子天平、集气瓶、冷热瓶、烟香、玻璃片、抹布。 【教学过程设计】 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 学习表现 一、导入新课 1.创设情境，引发思考： 出示热气球图片或视频，提问：“这是什么？它是怎么升上天空的？” 学生回答后，追问：“为什么热空气能带动这么大的热气球升空呢？” 2.引出课题： “今天，我们就来当一回‘小小科学家’，一起探究热气球的秘密。” 1.观察热气球图片或视频，思考并回答问题。 2.明确学习任务。 通过热气球升空的壮观景象，激发学生的好奇心和探究欲望，自然引出课题。 学生能说出热气球升空，但对原因不清楚，产生探究兴趣。 二、讲授新课 一、探究热气球上升的原因 1.制作简易热气球： 提问：“你们想不想亲手做一个‘热气球’？” 指导学生阅读教材第59页实验步骤，明确操作要求和安全注意事项。 学生分组制作简易热气球，观察升空现象。 2.提出猜想： 提问：“‘热气球’上升可能是什么引起的？” 引导学生猜想：可能是热空气引起的。 3.测量同体积热冷空气质量： 提问：“怎样验证我们的猜想呢？” 引导学生思考：如果热空气比冷空气轻，那么同体积的热空气应该比冷空气轻。 指导学生阅读教材第60页实验步骤，教师演示实验或播放视频。 引导学生分析数据，得出结论：同体积热空气比冷空气轻。 4.解释原理： 引导学生运用类比推理：就像油浮在水面一样，同体积的热空气比冷空气轻，所以会上升。 出示“热空气微粒示意图”和“冷空气微粒示意图”，引导学生理解：空气受热后，微粒间距离变大，体积膨胀，同体积内微粒数变少，质量变小。 二、探究热气球下降的原因 1.提出问题： 提问：“热气球不能一直在天上飘，它要怎么安全下降呢？” 2.观察冷热瓶烟流实验： 引导学生阅读教材第6162页实验步骤。 教师演示实验，引导学生观察烟的流动方向。 引导学生分析：热空气会上升，不会下降；冷空气会下降，不会上升。 3.解释下降原理： 提问：“根据这个实验，你能解释热气球是如何安全下降的吗？” 引导学生总结：停止加热，球囊内空气变冷，密度变大，热气球重力增大，当重力大于浮力时，热气球就下降。 1.分组制作简易热气球，观察升空现象。 2.猜想“热气球”上升的原因。 3.观察测量实验，分析数据，得出结论。 4.运用类比推理，解释热空气上升的原因。 5.观察“冷热瓶烟流实验”，用箭头标出冷热空气的流动方向。 6.讨论并解释热气球下降的原理。 通过“制作简易热气球”让学生直观感受热空气上升； 通过“测量同体积热冷空气质量”让学生用数据验证猜想； 通过“冷热瓶烟流实验”让学生观察冷热空气的垂直运动规律； 通过“解释原理”培养学生的逻辑推理能力。 学生能成功制作简易热气球并使其升空。 学生能说出同体积热空气比冷空气轻。 学生能正确标出冷热空气的流动方向。 学生能解释热气球升降的原理。 三、课堂小结 1.总结梳理，巩固新知： 提问：“今天，我们学习了什么？热空气有什么性质？冷空气呢？” 2.情感升华： 总结：“热气球不仅是一种飞行器，更是一种科学技术的结晶。它利用了空气受热上升的原理，让我们看到了人类智慧的伟大。希望同学们也能像科学家一样，善于观察、勤于思考，用科学知识解决生活中的问题。” 1.回顾本节课的学习内容，回答问题。 2.形成“科学可以改变生活”的认识。 通过总结，帮助学生巩固新知，并升华情感，激发学生持续探究的兴趣。 学生能说出热空气上升、冷空气下降的性质。 四、拓展延伸 1.布置作业： 查阅资料，了解热气球在气象观测、旅游观光等方面的应用。 想一想：生活中还有哪些地方利用了“热空气上升”的原理？ 2.预告下节课： “下节课，我们将继续探索空气的另一个神奇性质——风是怎样形成的。请同学们准备一个塑料袋。” 1.记录作业，明确课后任务。 2.准备下节课材料。 将课堂学习延伸到课外，鼓励学生运用所学知识解决实际问题，培养应用能力。 学生能明确作业内容，并表示愿意尝试。 【课堂小练习设计】 练习一 在“制作简易热气球”实验中，塑料袋上升是因为（ ）。 A. 塑料袋很轻 B. 袋内热空气比袋外冷空气轻 C. 蜡烛的推力 同体积的热空气和冷空气相比，（ ）。 A. 热空气重 B. 冷空气重 C. 一样重 热气球要安全下降，应该（ ）。 A. 继续加热 B. 停止加热 C. 打开伞阀 练习二 简答题。 请用“热空气上升”的知识，解释“为什么冬天取暖时，暖气片要安装在房间的下方？” 【作业设计】 1.基础性作业 完成课本上“热气球”的相关记录，并用自己的话总结“热气球为什么会上升”。 2.实践性作业 回家后，和家人一起尝试用更大的塑料袋制作一个“热气球”，并记录下成功或失败的经验。 3.弹性作业 查阅资料，了解“孔明灯”的升空原理，想一想它与热气球有什么相同和不同之处？ 学科网（北京）股份有限公司 $