2.热空气上升（教学设计）-2026-2027学年粤教粤科版科学四年级上册

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、孔明灯等短视频及厨房热气现象导入，关联上节课“空气占据空间”知识，以认知冲突激发探究欲，明确热空气运动特点及原因的探究任务。 此设计以分层实验为特色，纸风车实验直观感知热空气流动，平衡纸杯实验推理上升原因，蚊香烟雾实验验证冷热空气对流，培养科学思维与探究实践能力。结合生活应用与安全教育，提升学生兴趣，助力教师高效落实教学目标。

粤教科技版四年级上册 《空气》单元 2. 热空气上升 教学设计 单元 空气 课题 2.热空气上升 课时 1 核心 概念 1.物质的结构与性质 学习内容及要求 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。 教学目标 科学观念（对客观事物的总体认识） 科学思维（对客观事物的认识方式） 探究实践（科学探究能力 技术与工程实践能力 自主学习能力） 态度责任（科学态度 社会责任） 科学观念 知道空气受热后体积会膨胀、重量变轻，热空气具有上升的性质，冷空气会向下流动补充空间。 了解孔明灯、热气球等常见物品，是利用热空气上升的原理制作而成的，能关联生活中的相关现象。 科学思维 能通过对比实验观察现象，分析、推理出热空气上升的原因，形成初步的实证推理思维。 能对实验现象进行归纳总结，建立“温度变化影响空气运动状态”的逻辑认知，学会用科学原理解释生活现象。 探究实践 能规范完成热空气上升的分组对比实验，准确观察、记录实验现象，主动动手验证猜想。 能小组合作完成简易孔明灯模拟实验，主动交流探究发现，清晰表达自己的实验结论。 态度责任 对热空气相关的科学现象产生探究兴趣，乐于动手实验、主动发现问题，保持科学探究的好奇心。 遵守实验操作规范，注意用火、用热安全，树立安全实验的意识，了解传统发明中的科学智慧，激发科学创新意识。 教学 重点 本课必须掌握的东西，如：科学原理需要掌握的，动手操作中需要掌握的等等。 1. 知道热空气比冷空气轻，具有上升的性质。 2. 了解生活中利用热空气上升原理的实例。 教学 难点 学生难以掌握的东西，如：难理解什么？难操作什么？ 1. 通过实验观察，推理出热空气上升的内在原因。 2. 理解冷热空气对流的形成过程，并能用科学语言解释相关现象。 教学 准备 教师：多媒体课件、孔明灯/热气球原理短视频、蜡烛、火柴、纸杯、棉线、支架、蚊香、玻璃罩、实验演示器材、板书贴纸。 学生：分组实验材料（蜡烛、简易纸风车、纸杯、棉线）、课前观察生活中热气上升的相关现象。 教学过程 教学环节 教学活动 设计思路 教学备注 一、激发兴趣 聚焦问题 （5分钟） 1. 情境导入：播放热气球升空、孔明灯放飞、厨房热气向上飘的短视频，提问学生：热气球为什么能带着人飞向高空？点燃的热气为什么总是往 2. 生活互动：引导学生分享自己见过的热气上升现象，鼓励学生大胆提出自己的猜想。 3. 认知冲突：提问学生：我们上节课知道空气会占据空间，那空气受热之后，会发生什么变化。 4. 板书课题《热空气上升》，明确本节课核心探究任务：探究热空气的运动特点，找到热空气上升的秘密。 从学生熟悉的热气球、孔明灯等趣味场景切入，结合生活日常现象快速吸引学生注意力，唤醒学生已有生活经验，通过递进式提问制造认知冲突，激发学生探究欲望，精准聚焦本节课核心探究问题，自然导入新课，为后续实验探究做好铺垫。 二、探究新知分层突破 （20分钟） 活动1：纸风车实验，直观感知热空气 1. 教师演示：将提前制作好的简易纸风车悬挂在点燃的蜡烛正上方，保持安全距离，引导学生观察风车变化 2. 学生分组操作：每组点燃蜡烛，悬挂纸风车，观察风车转动情况；熄灭蜡烛后，再次观察 3. 小组讨论：蜡烛点燃时风车为什么会转动？熄灭后风车为什么4. 教师引导小结：蜡烛加热了周围的空气，热空气向上流动，推动风车转动，说明热空气会向上运动。 活动2：平衡纸杯实验，探究热空气上升的 1. 教师演示实验：用棉线将两个相同的空纸杯悬挂在支架两端，调整至水平平衡；用蜡烛均匀加热其中一个纸杯底部，保持安全 2. 学生分组观察、记录：加热后纸杯的平衡状态发生了什么变化？哪一端向上翘起 3. 深度思考：加热后的纸杯一端向上翘，说明这一端的重量发生了 4. 师生共同总结：空气受热后体积膨胀、重量变轻，变轻的热空气就会向上上升，这就是热空气上升的核心原因。 活动3：蚊香烟雾实验，验证冷热空气流动规律 1. 教师安全演示：将点燃的蚊香放在玻璃罩底部，在玻璃罩一侧放置点燃的蜡烛，观察烟雾的流动方向。 2. 学生观察记录：烟雾是向上飘还是向四周散？蜡烛周围的烟雾流动有。 3. 小组交流总结：热空气向上流动后，周围的冷空气会向下流动、补充空间，形成冷热空气的循环流动。 4. 关联生活：结合实验原理解释厨房油烟向上飘、冬天暖气装在下方的原因。 1. 活动1设计思路：采用操作简单、现象直观的纸风车实验，降低探究门槛，让全体学生都能清晰观察到热空气上升的外在表现，直观建立“热空气会向上流动”的初步认知，激发学生动手探究的兴趣，为后续原理探究打下感性基础。 2. 活动2设计思路：通过对比平衡实验，用直观的重量变化现象，引导学生透过表面现象探究本质，突破本节课教学难点，让学生自主推理出热空气上升的核心原因，培养学生的实证意识和逻辑推理能力，落实科学思维 3. 活动3设计思路：通过烟雾可视化实验，把看不见的空气流动转化为可观察的现象，完善学生对冷热空气循环的完整认知，同时紧密结合生活场景，实现科学原理与生活应用的衔接，深化学生对知识的理解，提升知识迁移应用能力。 三、总结提升梳理知识 （ （5分钟） 1. 回顾梳理：带领学生回顾本节课三个实验的现象与结论，师生互动共同梳理核心知识点。 2. 知识归纳：①热空气会上升，冷空气会向下流动；②空气受热变轻、体积膨胀，是上升的主要原因；③热气球、孔明灯都利用了热空气上升的原理。 3. 安全提示：强调孔明灯存在火灾隐患，日常生活中禁止随意燃放孔明灯，树立安全用火、安全生活 4. 拓展延伸：鼓励学生课后利用热空气上升的原理，制作一个简易的小发明，下节课分享成果。 通过互动回顾的方式，引导学生自主梳理本节课知识体系，强化核心科学观念；结合安全提示进行德育渗透，落实态度责任的教学目标；通过课后拓展延伸，激发学生的创新实践能力，实现课堂知识向课外实践的延伸，完整闭环本节课教学内容。 四．练一练 （5分钟） 一、选择题 1. 热空气与冷空气相比，重量（ ） A. 更轻 B. 更重 C. 一样重 2. 热气球能够升空，主要是利用了（ ）的原理。 A. 冷空气下降 B. 热空气上升 C. 空气有重量 3. 空气受热后，体积会（） A. 缩小 B. 变大 C. 不变 4. 冬天取暖时，暖气一般安装在房间下方，是因为（ ） A. 热空气会上升 B. 冷空气会上升 C. 方便打扫 5. 下列现象和热空气上升无关的是（ ） A. 炊烟袅袅向上飘 B. 孔明灯升空 C. 河水向下流动 二、判断题 1. 热空气比冷空气轻，所以会向上上升。（ ） 2. 空气受热之后体积不会发生变化。（ ） 3. 孔明灯是利用热空气上升的原理制作的。（ ） 4. 冷热空气之间不会发生流动。（ ） 5. 夏天打开冰箱，冒出的冷气是冷空气在下沉。（ ） 参考答案 选择题 1.A 2.B 3.B 4.A 5.C 判断题 1.√ 2.× 3.√ 4.× 5.√ 五、板书设计 热空气上升 核心性质：热空气上升 冷空气下降 上升原因：受热 → 体积膨胀 → 重量变轻 生活应用：热气球 孔明灯 厨房排烟 学科网（北京）股份有限公司 $