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新青岛版三上科学第三单元第13课《瘪的乒乓球鼓起来了》教学设计
（对应大单元活动4：气体膨胀特工队）
一、活动主题
解锁气体膨胀密码——校园热能工程师挑战赛（终级任务）
二、课程标准依据
核心概念 3.物质的运动与相互作用（气体热胀冷缩）
学习内容 3.3 气体受热时体积膨胀
学段目标 ①解释气体热胀冷缩现象；②设计实验验证气体性质（3~4年级）
三、教材分析
1.核心内容：通过乒乓球复原现象，探究气体热胀冷缩原理及其应用。
2.实验重点：对比空气/二氧化碳膨胀差异，理解“气体膨胀力＞液体＞固体”。
3.跨学科融合：化学（气体性质）、工程学（轮胎防爆设计）、体育（乒乓球运动）。
四、教学目标
科学观念 理解气体受热膨胀是乒乓球复原的原理
科学思维 通过对比实验归纳“气体膨胀力最强”
探究实践 设计多变量气体膨胀实验，制作简易热气球
态度责任 培养实验安全意识；感悟中国航天科技
五、教学重难点
1.重点：气体热胀冷缩现象的观察与解释。
2.难点：理解气体分子运动加剧导致压强增大（简化表述：“气体分子疯狂跳舞推挤球壁”）。
六、教学准备
1.材料包：
（1）瘪乒乓球、烧杯（冷/热水）、注射器（带橡胶塞）
（2）醋+小苏打（制二氧化碳）、蜡烛、纸筒
2.教具：
（1）分子运动动画（气体受热分子加速碰撞）
（2）中国空间站“热控系统”科普视频
3.安全：热水防烫警示、蜡烛使用防火垫
七、教学过程
（一）导入：球赛危机！
教师活动：
“热能工程师们！校乒乓球队遇到大麻烦——一筐球被压瘪了！队长急哭：‘下午就要比赛！’体育老师却说：‘科学课能救它们！’你们敢接受这个终极挑战吗？”
提问： “为什么瘪球放进热水会鼓起来？难道是热水施了魔法？”
学生活动：
1.分组尝试将瘪球浸入热水（50℃）
2.观察记录：“30秒后球壁慢慢鼓起！”
设计理念：用真实运动器材故障创设任务，激发“学以致用”的责任感。
（二）新授：气体膨胀实验室（25分钟）
任务1：谁是复原高手？
对比实验：
空气 热水浸泡 ★★★★☆（4秒复原）
二氧化碳 醋+小苏打注入球内 ★★★★★（2秒爆裂）
关键发现：
“二氧化碳比空气更‘暴躁’！受热时分子疯狂冲撞球壁——就像摇晃汽水瓶会喷发！”
任务2：注射器压力挑战赛
合作探究：
1.注射器抽1/3空气，橡胶塞封口
2.手握管壁加热 → 活塞被推出
3.冰敷管壁 → 活塞被吸入
工程师笔记：气体热胀时像“大力士推墙”，冷缩时像“泄气的皮球”！
（三）深度探究：从乒乓球到火箭
教师提问：
“中国空间站如何应对太空300℃温差？看看‘天宫课堂’的答案！”（播放热控系统视频片段）
学生发现：
1.卫星外壳贴“热控褶皱材料”（像百褶裙）
2.遇热膨胀展开散热，遇冷收缩保温
民族自豪感升华：
“从乒乓球复原到卫星控温，中国人把热胀冷缩玩出太空级智慧！‘嫦娥四号’的月球车用同样原理保护精密仪器——这是中国航天的温度密码！”
（四）总结迁移：工程师的荣耀（2分钟）
教师总结：
“真正的工程师，既要懂原理（气体膨胀），更要会创造（热气球升空）。现在请完成终极挑战——”
迁移任务：
1.制作“迷你热气球”：纸筒+蜡烛加热空气
2.竞赛规则：留空时间最长组获“热能工程师勋章”
金句升华：
“让瘪球重生是小智慧，助火箭飞天是大担当——这就是科学的力量！”
八、分层作业设计
基础作业 解释3个气体热胀冷缩现象（如爆米花、轮胎鼓包） ★：描述现象
★★：说明原理
★★★：提出防护建议
提升作业 测试气球在冰箱/阳台的体积变化 ★：定性描述（如“阳台气球变大”）
★★：测量周长变化
★★★：计算体积变化率
拓展作业 设计“火星温差救生舱”（昼夜温差100℃） ★：草图标注膨胀层
★★：说明气体选择（如氦气稳定性）
★★★：引用中国火星车“祝融号”案例
九、教学反思预设
1.成功点：二氧化碳爆球实验强化认知冲击；天宫课堂视频激发航天梦。
2.改进点：注射器实验部分学生操作不当漏气，下次增加橡胶塞密封性检测环节。
3.跨学科延伸：结合数学“体积计算”深化定量分析。
《学习任务单》
班级：_____________ 姓名：_____________
任务1：气体大力士排行榜
空气 ______秒
二氧化碳 ______秒
工程师发现：
气体膨胀威力最大，因为它的分子受热时（散步/狂奔）
任务2：注射器活塞挑战
加热时：活塞被______（推出/吸入），说明气体______（膨胀/收缩）
冷却时：活塞被______（推出/吸入），说明气体______（膨胀/收缩）
任务3：太空工程师笔记
中国空间站用________材料控温，原理类似________（选填：乒乓球/注射器）
我的设计灵感：给校园屋顶添加________，解决________问题
工程师宣言：
我要利用气体膨胀原理，发明________（装置名称），帮助________（群体）________！
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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