1.6 我们来做“热气球”（教学设计）-2026-2027学年科学教科版四年级上册

该小学科学教学设计聚焦热空气比冷空气轻会上升、冷空气会下降的核心原理，通过热气球图片情境导入引发猜想，再用塑料袋、纸筒、蜡烛模拟实验，引导学生观察加热上升、冷却下降现象，构建从现象到原理的认知支架。 特色在于实验探究与生活应用深度融合，以模拟实验培养探究实践能力，用天平称量验证热空气变轻渗透科学思维，联系暖气片、抽油烟机等实例强化科学观念，孔明灯拓展融入态度责任教育。助力学生提升实证分析能力，为教师提供完整教学流程与安全实践方案。

1.6 我们来做“热气球” 教科版四年级上册 · 第一单元 · 第6课 课题 1.6 我们来做“热气球” 课型 实验探究型 课时 1课时 教材 教科版四年级上册 年级 四年级 学科 科学 教具 塑料袋、纸筒、蜡烛、火柴、天平 教法 情境导入、模拟实验、研讨交流 教学重点 通过模拟实验观察塑料袋加热上升、冷却下降，知道热空气比冷空气轻 学情分析 四年级学生见过热气球图片或视频，好奇它为什么会飞，但对热空气上升缺少体验。本课用塑料袋、纸筒、蜡烛做模拟热气球，让学生亲手感受袋子上升与下降，再解释原因，最后联系孔明灯和生活应用 二、核心素养目标 素养维度 目标描述 科学观念 知道加热后口袋变热、膨胀、上升，移开蜡烛后塑料袋冷却、收缩、下降。知道热空气比冷空气轻，所以会上升；冷空气比热空气重，所以会下降。 科学思维 能根据塑料袋上升和下降的现象进行比较和推理，归纳热空气上升、冷空气下降的结论，能解释热气球和孔明灯升空的原理。 探究实践 会按步骤做模拟热气球实验：准备一个较大的塑料袋、一个纸筒和一支蜡烛；点燃蜡烛加热袋中空气；用手扶着袋子的外壁，感到袋子快要上升时松开双手，观察并描述袋子状态的变化。 态度责任 对热气球升空的现象感兴趣，如实记录袋子的变化。规范使用蜡烛，蜡烛用火安全，塑料袋不可触碰火焰。了解孔明灯存在火灾隐患，增强防火意识。 三、教学重难点 教学重点 通过模拟实验观察塑料袋加热后上升、冷却后下降，知道热空气比冷空气轻，冷空气比热空气重。 教学难点 解释热气球上升和下降的原因：加热后口袋变热、膨胀、上升，移开蜡烛后塑料袋冷却、收缩、下降。 四、教学过程 教师观察学生的猜想并记录。收集实验中看到的现象证据。比较加热和冷却时袋子的不同状态。归纳总结热空气上升的原因。聚焦（第2~3页）。环节一【聚焦】（3~5分钟）。热气球是如何实现上升和下降的呢。说一说我们的想法。探索模拟制作热气球（第4~8页）。环节二【探索】（15~18分钟）。准备器材：一个较大的塑料袋、一个纸筒和一支蜡烛。进行实验，收集证据，交流评估。安全提醒：蜡烛用火安全，塑料袋不可触碰火焰。研讨（第9~10页）。环节三【研讨】（8~10分钟）。怎样解释热气球上升或下降的原因。怎样能让热气球在空中停留更长时间。巩固：完成学案练习第1题至第8题。总结：热空气比冷空气轻会上升。冷空气比热空气重会下降。拓展孔明灯（第11页）。环节四【拓展】（5~6分钟）。查阅资料，了解孔明灯。改进版热气球（第12页）。环节五【课后实践】用家里的材料设计改进版热气球。生活应用（第13页）。环节六【联系生活】暖气片装在房间下方。烟囱抽风。抽油烟机装在灶台上方。前概念：有的学生可能认为塑料袋是被蜡烛的火苗冲上去的。教师强调：是袋内空气受热膨胀变轻才上升。追问：为什么要用纸筒罩住蜡烛？怎样进一步检验我们的想法？ 环节与教师活动 学生活动 知识点与设计意图 环节一【聚焦】热气球是如何实现上升和下降的呢 【关键问题】 人们可以乘坐热气球到高空欣赏祖国的大好河山。热气球是如何实现上升和下降的呢？我们可以怎样解释？ 如果袋子里装的是热空气，它会怎样？如何用身边的材料来验证？ 【教师活动】 教师出示热气球升空图片，请学生说一说热气球升空的情景。教师提问：热气球是如何实现上升和下降的呢？请学生大胆猜想并说出理由。 【学生活动】 生1：热气球下面有火在烧，烤热了就飞起来了。 生2：火灭了它就会掉下来。 预设回答：有的学生认为塑料袋是被火苗冲上去的，教师不急于纠正，引导学生用实验来验证。 【知识点】 热气球是如何实现上升和下降的呢？人们可以乘坐热气球到高空欣赏祖国的大好河山。本节课围绕这个问题展开模拟实验研究。 【设计意图】 从热气球升空的情境引入，唤起学生的好奇与猜想，制造认知悬念，激发探究兴趣。 环节二【探索】模拟制作热气球，探索其中的原因 ：点燃蜡烛，加热袋中的空气 【关键问题】 为什么要用纸筒罩住蜡烛呢？是什么原因让塑料袋飞起来又降下去呢？ 为什么袋子快要上升时才能松手？怎样进一步检验我们的想法？ 【教师活动】 教师讲解并演示：取来一个较大的塑料袋、一个纸筒和一支蜡烛。点燃蜡烛后，用纸筒罩住蜡烛，再罩上塑料袋，加热袋中的空气。 教师强调安全：蜡烛用火安全，塑料袋不可触碰火焰。教师引导学生用手扶着袋子的外壁，当感到袋子快要上升的时候，松开双手，观察并描述袋子状态的变化。教师追问：为什么要用纸筒罩住蜡烛呢？我们可以用手摸一摸袋子，有什么感觉？ 【学生活动】 操作：分组组装装置——点燃蜡烛、罩好纸筒、罩上塑料袋、加热袋内空气。 生1：袋子慢慢鼓起来了，好像要往上顶！ 生2：松手后袋子升起来了；移开蜡烛，袋子又瘪着落下来。 填写记录单：加热后口袋变热、膨胀、上升；移开蜡烛后，塑料袋冷却、收缩、下降。 预设回答：有的学生说袋子是被火苗冲上去的，教师追问：手扶外壁时感到袋子是热的还是凉的？ 【知识点】 模拟制作热气球，探索其中的原因。准备一个较大的塑料袋、一个纸筒和一支蜡烛。点燃蜡烛，用纸筒罩住蜡烛，再用塑料袋罩住纸筒，加热袋中的空气。用手扶着袋子的外壁，当感到袋子快要上升的时候，松开双手，观察并描述袋子状态的变化。加热后口袋变热、膨胀、上升；移开蜡烛后，塑料袋冷却、收缩、下降。 【设计意图】 用塑料袋模拟热气球，学生亲手感受袋子上升与下降，获得热空气上升的直接体验，为解释原因积累事实证据。 环节三【研讨】解释热气球上升和下降的原因 【关键问题】 我们可以怎样解释热气球上升或下降的原因？还可以怎样进一步检验我们的想法？ 怎样能让热气球在空中停留更长时间？为什么热空气会向上升？ 【教师活动】 教师引导学生结合记录单研讨：热空气比冷空气轻，所以会上升；冷空气比热空气重，所以会下降。教师讲评学案第1题至第8题，辨析易错点：塑料袋上升不是被火苗冲上去，是袋内空气受热膨胀变轻。教师补充检验办法：用手感受袋内空气温度；用天平称量加热前后塑料袋的质量。第1题、第2题、第3题、第4题、第5题、第6题、第7题、第8题，教师逐一讲评并辨析易错点。 【学生活动】 生1：袋里的空气被烤热了，热空气比冷空气轻，就带着袋子升上去。 生2：火移开以后空气变冷收缩，袋子变重就落下来。 讨论停留方法：多加蜡烛持续加热；用更大的袋子；把袋口封小一点。 预设回答：有的学生说不清“轻”和“重”，教师用天平称量加热前后质量帮助理解。 【知识点】 我们可以怎样解释热气球上升或下降的原因——热空气比冷空气轻，所以会上升；冷空气比热空气重，所以会下降。还可以怎样进一步检验我们的想法——用手感受袋内空气温度，用天平称量加热前后塑料袋的质量。怎样能让热气球在空中停留更长时间——热源持续加热，增大塑料袋体积，密封袋口减少漏气。 【设计意图】 结合证据研讨，把现象上升为科学解释，突破“热轻冷重”这一难点，同时渗透实证意识。 环节四【拓展】了解孔明灯 孔明灯 【关键问题】 孔明灯为什么能较长时间留在空中？孔明灯和我们做的模拟热气球有什么相同点？ 【教师活动】 教师引导学生查阅资料，了解孔明灯，说一说孔明灯能留在空中较长时间的原因，思考孔明灯为什么能较长时间留在空中：孔明灯底部开口，燃料持续燃烧加热内部空气，热空气不断补充，且灯体轻薄、密封好，所以能飞更久。教师强调：孔明灯存在火灾隐患，不能私自燃放。 【学生活动】 生1：孔明灯和我们的袋子一样，都是靠热空气升上去的。 生2：孔明灯下面的燃料一直烧，热空气一直有，所以飞得久。 预设回答：有的学生想自己放孔明灯，教师强调火灾隐患，禁止私自燃放。 【知识点】 查阅资料，了解孔明灯，说一说孔明灯能留在空中较长时间的原因。孔明灯能较长时间留在空中的原因是：底部开口，燃料持续燃烧加热内部空气，热空气不断补充，且灯体轻薄、密封好。孔明灯存在火灾隐患。 【设计意图】 把模拟实验的结论迁移到传统灯火上，渗透安全教育，培养查阅资料获取证据的能力。 环节五【课后实践】设计改进版热气球 【关键问题】 怎样能让改进版热气球飞得更高、更久？为什么这些改动能让它飞得更好？ 【教师活动】 教师布置课后实践：回家后，用家里的材料（如垃圾袋、电吹风）设计一个改进版热气球，想办法让它飞得更高、更久。记录你的改进方法和实验结果。教师提示在家长陪同下用电吹风，注意安全。 【学生活动】 生1：我想用垃圾袋，它更大，装的空气多。 生2：用电吹风热风档一直吹，热空气不断补充。 课后记录改进方法和实验结果，准备与同学交流。 【知识点】 回家后，用家里的材料（如垃圾袋、电吹风）设计一个改进版热气球，想办法让它飞得更高、更久。记录你的改进方法和实验结果。 【设计意图】 把课堂结论用于改进装置，在动手实践中深化对热空气上升条件的理解，培养工程思维。 环节六【联系生活】热空气上升的应用 【关键问题】 生活中还有哪些地方利用了“热空气上升”的原理？为什么暖气片装在房间下方，抽油烟机装在灶台上方？ 为什么烟囱能抽风？如果把暖气片装在屋顶上，取暖效果会怎样？ 【教师活动】 教师出示图片并讲解：暖气片安装在房间下方，热空气上升让全屋变暖。烟囱抽风，热烟上升把烟排走。抽油烟机安装在灶台上方，热油烟上升时被吸走。教师引导学生再找生活实例。 【学生活动】 生1：开冰箱门有白气往下沉，那是冷空气。 生2：烧水的壶嘴上方有热气往上冒。 交流生活中热空气上升的其他例子。 【知识点】 生活中还有哪些地方利用了“热空气上升”的原理——暖气片安装在房间下方，烟囱抽风，抽油烟机安装在灶台上方。 【设计意图】 从实验回到生活，用热空气上升的原理解释身边现象，体会科学与生活的联系。 六、板书设计 我们来做“热气球” 模拟实验 原理与应用 加热：变热、膨胀、上升 冷却：收缩、下降 热空气轻→上升 塑料袋＋纸筒＋蜡烛 纸筒隔火保安全 松手观察变化 孔明灯：热空气不断补充 暖气片装下方 抽油烟机装上方 学科网（北京）股份有限公司 $