1.6 我们来做“热气球”（教学设计）科学四年级上册（教科版）

该小学科学教学设计聚焦空气受热变轻上升、冷却下降的原理，通过课本热气球插图导入，引导学生猜想升降原因，再通过模拟实验探究，构建从现象到科学原理的学习支架。 以探究实践为核心，学生小组自主设计实验方案，规范操作观察塑料袋变化，发展证据推理思维。结合孔明灯、暖气片等实例强化科学观念应用，融入安全用火教育落实态度责任，帮助学生直观理解原理，提升探究能力，为教师提供可操作的实验教学方案。

教科版科学四年级上册第一单元 第6课《我们来做“热气球”》教学设计 一、教学目标 科学观念目标 1. 知道空气受热后会变轻、体积膨胀；热空气会上升，冷空气会下降。 2. 了解热气球上升、下降的原理；知道孔明灯也是利用热空气上升的原理工作。 科学思维目标 1. 根据模拟实验现象推理热空气的性质，建立实验现象和科学原理之间的逻辑联系，发展证据推理思维。 2. 能够根据热空气上升的原理，推测怎样让热气球停留更久，运用所学知识分析生活实例。 探究实践目标 1. 小组讨论交流，自主梳理模拟热气球实验的实验器材，共同讨论完善实验方案。 2. 规范完成模拟热气球实验，观察塑料袋的变化，用手感受温度，做好实验记录；能对实验现象进行描述、分析。 3. 查阅资料了解孔明灯，对比孔明灯与模拟热气球的异同。 态度责任目标 1. 乐于小组合作实验，细致观察现象，如实记录，愿意交流自己的发现。 2. 认识孔明灯的火灾安全隐患，树立安全用火意识；体会科学原理在生活技术中的应用。 二、教学重难点 教学重点 认识热空气受热变轻会上升，冷却后下降；理解热气球升降的科学原理。 教学难点 理解空气受热后质量不变，体积膨胀，相对变轻从而上升；能够用原理解释热气球、孔明灯的工作过程。 三、教学准备 教师：大塑料袋、纸筒、蜡烛、打火机、实验记录单、课件、课本全部插图；准备防火垫片。 学生分组：较大的透明塑料袋、纸筒、蜡烛、防火垫片、实验记录单。 四、教学过程 （一）聚焦导入 师：同学们，请大家看课本第一幅插图，画面上是五颜六色的热气球，人们乘坐热气球升到高空欣赏风景。大家看一看，热气球鼓鼓的，它可以飞上高高的天空。（讲解课本封面插图） 师：看到课本聚焦板块的问题：热气球是如何实现上升和下降的呢？ 师：请同桌之间互相说一说你的猜想。（生生交流） 生1：里面充了特殊的气体，所以热气球会飞。 生2：下面用火加热，热气球就升上去了。 师：大家有很多不一样的想法，真实的热气球依靠加热空气实现升降，今天我们就来模拟制作“热气球”，揭开它的秘密。板书课题：我们来做“热气球”。 （二）探索活动：模拟制作热气球实验 师：请看课本探索部分第一幅图，图上列出实验材料：大塑料袋、纸筒、蜡烛。 师：接下来请各小组讨论3分钟，思考两个问题：第一，做这个模拟热气球实验，我们需要哪些器材？第二，我们该怎样操作实验？实验过程中我们要观察什么、感受什么？小组讨论，完善我们的实验方案。（小组生生讨论） 小组代表汇报：我们需要大塑料袋、纸筒、蜡烛，还要注意用火安全。先点燃蜡烛，用纸筒罩住蜡烛，再把塑料袋罩在纸筒外面，加热袋子里面的空气，用手扶着袋子，感觉袋子要往上飞的时候松手，看袋子会不会上升。 师：其他小组有没有补充？ 生：蜡烛下面要垫防火的东西，防止烧到桌子；塑料袋不要碰到火苗，防止塑料袋被烧破；手不要离火焰太近，防止烫伤。 师：同学们考虑的非常周全，老师整理完整实验方案。 实验器材：大塑料袋、纸筒、蜡烛、打火机、防火垫片。（对照课本插图讲解） 实验步骤： 1. 将蜡烛放在防火垫片上，点燃蜡烛；用纸筒罩住蜡烛。（讲解课本第二幅学生操作插图） 师：大家看课本插图中的气泡提问：为什么要用纸筒罩住蜡烛呢？ 生：防止蜡烛的火苗烧到上方的塑料袋；可以聚拢热空气，让热空气更多进到塑料袋中。 师小结：纸筒可以挡住塑料袋，避免塑料袋直接接触火焰被烧坏，同时聚拢蜡烛产生的热空气。 2. 将大塑料袋轻轻罩在纸筒上方，加热袋子内部的空气。 师：请大家观察课本中学生操作的图片，小组同学配合，双手扶好塑料袋，不要挤压。 3. 手扶住塑料袋外壁，仔细感受袋子温度变化；当感觉到袋子快要向上飘起来的时候，松开双手，仔细观察塑料袋发生什么变化。 4. 袋子上升一段时间后，观察袋子又会怎样。将观察到的现象填写在课本记录单《袋子的变化》上。 师：同学们先来预测一下，加热塑料袋里面的空气，塑料袋会发生什么变化？ 生：塑料袋会鼓起来，然后向上飞起来，过一会又掉下来。 师：实验有明火，老师强调安全注意事项：不能用手触碰火焰；塑料袋不要贴到火苗；实验结束及时熄灭蜡烛。现在分组开始实验，教师巡视指导。（学生小组动手实验） 师：好，实验结束，请小组分享你们看到的实验现象。 小组代表汇报：一开始塑料袋是瘪的，罩在纸筒上加热之后，袋子慢慢鼓起来，摸袋子外壁，袋子变热；松手后塑料袋向上升起；飞了一小段之后，袋子慢慢变凉，又落回桌面。 师追问：袋子为什么先上升，后来又落下来？小组内简单交流。（生生交流） 生：蜡烛加热，袋子里面空气变热，袋子就飞起来；离开蜡烛之后里面空气变冷，袋子就掉下来。 师总结实验现象：加热后袋内空气受热，塑料袋膨胀变鼓，会向上升；空气冷却之后，塑料袋就会下降。 实验结论：空气受热后会变轻，热空气会上升；空气冷却后变重，就会下降。 （三）研讨环节（课本两个研讨问题，小组研讨交流） 师：请同学们看课本研讨板块，小组讨论两个问题，把想法记录下来。 研讨问题1：我们可以怎样解释热气球上升或下降的原因？怎样进一步检验我们的想法？ 小组汇报：热气球下面燃烧加热空气，气球内部空气受热变成热空气，热空气变轻，热气球就上升；当停止加热，气球里面空气变冷，就会下降。可以再重复做模拟热气球实验，反复观察现象检验想法。 师补充讲解真实热气球：热气球吊篮下方有燃烧器，点火加热气囊内空气，热空气上升带动气球升空；想要下降时减小或者关闭火焰，气囊内空气冷却，热气球就慢慢下降。 拓展举例：家里的暖气片，热空气向上流动；厨房热气向上升，也是热空气上升的现象。 研讨问题2：怎样能让热气球在空中停留更长时间？ 小组讨论汇报：持续加热空气；选择更轻的袋子；尽量减少热量散失。 师小结：持续不断给气囊内空气加热，维持袋内空气温度；气囊密封性好，减少热空气流失，热气球就可以在空中停留更久。 （四）拓展：认识孔明灯 师：请看课本拓展板块插图，这就是孔明灯。课本提示：查阅资料，了解孔明灯，说一说孔明灯能够在空中停留较长时间的原因。（讲解课本孔明灯图片，同步讲解安全警示标识） 师：大家观察孔明灯，孔明灯底部有燃料块，点燃燃料持续加热内部空气，源源不断产生热空气，所以孔明灯可以在空中飞较长时间。 师：课本安全提醒：孔明灯存在火灾隐患，当心火灾！ 师提问：孔明灯和我们课堂上的模拟塑料袋热气球原理一样吗？ 生：原理一样，都是利用热空气上升。 师：虽然原理相同，但燃放孔明灯属于明火，容易引燃树木、建筑物，非常危险，我们不能私自燃放孔明灯。 师：拓展生活实例：走马灯也是利用热空气上升的原理工作。 （五）全课小结 师：今天我们完成模拟热气球实验，谁来梳理今天学到的知识？ 师生共同梳理：空气受热，体积膨胀，变成热空气，热空气会上升；空气冷却，就会下降。热气球依靠加热内部空气实现上升，停止加热空气冷却实现下降。孔明灯也是利用热空气上升原理，但燃放有火灾危险，不能随意燃放。生活中很多现象都和热空气上升有关。 （六）板书设计 我们来做“热气球” 加热 →空气受热→热空气变轻 → 上升 冷却 →空气变冷→空气变重 → 下降 热气球原理：热空气上升 孔明灯：同样利用热空气上升（有火灾隐患，禁止私自燃放） 生活实例：暖气片、走马灯 五、教学反思 本课严格依据2025新课标，以探究实践为核心，通过模拟热气球实验落实科学素养培养。课堂上让学生小组讨论自主确定实验器材、设计实验方案，充分开展生生、师生交流，学生可以直观观察塑料袋升降现象，理解热空气上升的原理。 不足之处：部分小组塑料袋距离火苗太近，出现熔化烫破塑料袋的情况，课前要反复强调安全操作，提醒纸筒和塑料袋摆放位置；部分学生容易误解“加热让空气质量变小”，要强调空气质量基本不变，受热膨胀体积变大，相对变轻，此处需要更多举例帮助理解。 拓展孔明灯部分，要重点落实安全教育，强化火灾风险，联系生活，把科学知识与现实安全结合，实现态度责任目标。 1 学科网（北京）股份有限公司 $