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大象版三上科学第二单元第2课《空气受热上升》教学设计
活动主题
破解热气球升空密码
课程标准依据
本课教学严格遵循《义务教育科学课程标准（2022年版）》：
1.核心概念：物质的变化与能量 -> 能量的形式与转换。
2.学段目标：3-4年级学生能通过实验，观察现象，初步了解热可以使物体发生变化；能基于证据提出简单猜想，并尝试用不同的方式分析和解读信息。
3.素养导向：旨在培养学生形成“热能引起物质变化”的科学观念，发展对比观察、归纳推理的科学思维，提升通过控制变量进行探究的实践能力。
三、教材分析
本课是继《空气占据空间》后，对空气性质的深入探索。教材通过“纸蛇旋转”、“塑料袋升空”等生动有趣的实验，直观展示了空气受热后体积膨胀、密度减小从而上升的现象。这一知识点是解释风的形成原理的关键环节（空气冷热不均导致流动），起着承上启下的重要作用。从“静态”的空间占据到“动态”的热升冷降，学生的认知实现了一次重要飞跃。
四、教学目标
1.科学观念：通过观察和实验，知道空气受热后体积会膨胀、会上升。
2.科学思维：能通过对纸蛇旋转、塑料袋升空等现象的对比观察，初步归纳出“热空气上升”的规律。
3.探究实践：能安全地完成加热空气的实验，并如实记录、描述观察到的现象。
4.态度责任：在探究活动中体验成功的乐趣，培养乐于探究、尊重证据的科学态度。通过了解热空气的利用，感受古今人民的智慧，激发民族自豪感。
五、教学重难点
1.教学重点：通过实验观察，认识空气受热上升的现象。
2.教学难点：理解空气受热后体积膨胀、变轻（密度减小）是导致上升的原因。
六、教学准备
1.教师准备：多媒体课件（含“探险任务卡”、实验注意事项动画、相关图片视频）、蜡烛、火柴、纸蛇示范模型、安全水桶、孔明灯或热气球升空视频。
2.学生准备（分组材料）：蜡烛、火柴、安全水桶、纸蛇（提前刻好螺旋纹的纸条）、细线、铅笔、轻薄的塑料袋（如保鲜袋）、实验记录单。
七、教学过程
(一) 情景导入，回顾旧知
教师活动：
“各位勇敢的小小气象学家们，欢迎回到我们的探险营！上节课，我们成功地找到了无处不在的‘隐形朋友’——空气，并且证明了它和我们一样，也要‘占据空间’。（稍作停顿，与学生眼神交流）今天，气象总局发来了第二个挑战性任务！（PPT展示任务卡）‘神秘的上升力量：为什么热气球可以载着人们飞上蓝天？请探究空气在受热后会发生什么奇妙的变化，破解其升空的密码！’” “队员们，看到这个任务，你们有什么想问的吗？（引导学生提问：空气受热会怎么样？为什么能上升？）问得非常好！就让我们再次化身科学侦探，通过动手实验来揭开这个奥秘吧！”
学生活动：
在教师引导下回顾“空气占据空间”的旧知，对新任务产生好奇，并提出自己关于热空气的疑问。
设计理念：承上启下，利用单元情景自然导入，用富有挑战性的任务激发学生探究欲，并鼓励学生主动提出问题。
(二) 探究活动一：会跳舞的纸蛇（12分钟）
教师活动：
“我们的第一个线索，藏在一个会跳舞的小纸蛇身上。请大家先拿起纸蛇，用细线把它吊在铅笔上，让它静止不动。现在，点燃蜡烛，将纸蛇小心地放在蜡烛火焰的上方（注意保持安全距离）。请大家仔细观察，猜猜看，纸蛇会怎样？” （学生操作前，重点强调安全规范：“火柴使用‘划、甩、浸’三步法，即划着后甩灭火柴，然后浸入水桶；纸蛇不能碰到火焰！”） “现在，请各小组按照任务单的指引，开始实验！仔细观察并记录现象。”
学生活动：
（1）自主学习：聆听实验要求和安全提示。
（2）合作学习与探究学习：小组分工合作，一人负责安全点燃蜡烛并监护，一人手持铅笔悬挂纸蛇并调整高度，一人负责观察记录。观察纸蛇是否旋转、向哪个方向旋转。
（3）记录与分析：在任务单上记录现象，并初步思考原因。
教师提问与引导：
（巡视指导，选择有代表性发现的小组分享）
“哪个小组愿意分享你们的发现？……太神奇了，纸蛇真的转起来了！像在跳舞一样！” “请大家思考：是什么力量让纸蛇旋转起来的？（引导：蜡烛加热了上方的空气。）” “热空气和冷空气有什么不同？（引导说出：热空气会上升。）正是上升的热空气流动，推动了纸蛇，让它旋转了起来。这是我们找到的第一个密码！”
设计理念：用有趣的现象吸引学生，在强调安全的前提下进行探究。通过引导性提问，让学生从现象追溯到本质，初步建立“热空气上升”的观念。
(三) 探究活动二：塑料袋热气球
教师活动：
“纸蛇的舞蹈给了我们重要提示。现在，挑战升级！我们要制作一个简易的‘热气球’——塑料袋热气球。请大家用手撑开塑料袋的开口，罩在蜡烛上方（不接触火焰）一段时间，然后轻轻松开手，观察会发生什么？” “这个实验同样需要注意安全，塑料袋绝对不能碰到火苗！小组内讨论一下，怎么操作最安全？开始尝试！”
学生活动：
（1）合作学习与探究学习：小组讨论并实践如何安全地给塑料袋内的空气加热。观察塑料袋在松手后的状态（是否鼓起来、是否上升）。
（2）记录与分析：记录实验现象，并与纸蛇实验进行对比，寻找共同点。
教师引导：
“成功了吗？哪个小组来说说你们看到了什么？（预设：塑料袋鼓起来，松手后能上升一会儿。）” “为什么塑料袋会鼓起来？（里面的空气受热膨胀了。）为什么能上升？（热空气比冷空气轻，会往上跑。）” “看，我们通过两个不同的实验，都证明了同一条规律，那就是——空气受热后会上升！我们成功破解了热气球升空的第一个核心密码！”
设计理念：通过一个更具应用性的实验，验证并巩固“热空气上升”的结论。让学生体验从现象验证到规律归纳的科学过程。
(四) 拓展与应用
教师活动：
“掌握了这个密码，我们就能解释很多现象了。比如，冬天暖气片为什么通常安装在窗户下面？（热空气上升，能使整个房间变暖。）” “（跨学科融合：数学/数据记录）如果我们记录加热塑料袋的时间长短和它上升的高度，可能会发现什么规律呢？（引导思考：加热时间越长，空气越热，可能上升得越高。）这需要我们更精确的测量，这也是科学家们常用的方法。”
学生活动：
联系生活实际，应用新知解释现象。初步感受变量控制与数据记录在探究中的意义。
设计理念：将科学知识与生活实际紧密联系，并渗透科学探究中“变量控制”的初步思想，体现科学的严谨性和应用性。
(五) 课堂小结与升华
教师活动（逐字稿）：
“各位小小气象学家，今天的探险任务再次成功！我们通过‘纸蛇跳舞’和‘塑料袋热气球’两个精彩的实验，共同破解了‘热空气上升’的密码。（指向板书）这是我们认识空气性质的又一重大进展！” “回顾我们的探究，我们不仅用了眼睛仔细观察，更用了大脑深入思考，从现象中找到了规律。这种基于证据、逻辑推理的思维方式，正是科学探索的核心。” “（升华主题，激发民族自豪感）同学们，你知道吗？早在几千年前，我们的祖先就巧妙地运用了这个原理，发明了孔明灯用于军事通讯。这体现了中华民族古老而伟大的智慧。今天，我们国家更是将这种原理应用在航天、气象探测等高科技领域。希望同学们保持这份好奇心和探索欲，未来也许由你们来创造利用新能源的下一代‘飞行器’，为祖国的科技事业增添新的辉煌！”
学生活动：
跟随教师回顾本节课的探究过程和核心结论。感受古代人民的智慧和国家科技的发展，激发爱国热情和科学志向。
设计理念：总结知识、方法与情感，将个人学习与科学精神、传统文化、国家科技成就相联系，实现立德树人与科学教育的有机统一。
八、作业设计（分层）
1.基础作业：画图展示纸蛇旋转实验，并用一句话写出结论。
2.提升作业：查阅资料或观察生活，再找出2个利用热空气上升原理的例子。
3.拓展作业（选做）：尝试用更轻的材料（如薄纸）设计一个能飞得更高的“热气球”模型，并画出示意图。
九、教学反思
本节课实验趣味性强，能有效调动学生积极性。安全教育的强调和落实至关重要。部分学生对“热空气变轻”的理解可能仍存困惑，可通过更形象的比喻（如“活跃的分子”）辅助理解。结尾的升华部分将古今智慧相连，较好地激发了学生的民族自豪感和科学热情。
《破解热气球升空密码》学习任务单
班级：__________ 姓名：__________ 小组：__________
【任务一：会跳舞的纸蛇】
我的猜想：纸蛇放在点燃的蜡烛上方，它会______。（ 不动 / 旋转）
实验与记录：安全操作，仔细观察。
我看到了：__________________________________________________
我认为这是因为：蜡烛加热了空气，热空气会________，推动了纸蛇。
安全提示：
我做到了（勾选）：□ 小心点火 □ 纸蛇不触火 □ 灭火后火柴入水
【任务二：塑料袋热气球】
我的发现：罩在蜡烛上方的塑料袋会变______（ 瘪 / 鼓）。松开手后，它会______（ 下降 / 上升）。
我的解释：这是因为塑料袋里的空气受热后________，比外面的冷空气________，所以会上升。
【任务三：生活中的应用】
我知道（ 暖气片 / 抽油烟机 / 其他：________）也利用了热空气上升的原理。
【课堂评价】
请根据本节课的表现，给自己和小组画星（★、★★、★★★）。
我能安全规范地进行实验
我认真观察并记录了现象
我能积极参与小组讨论
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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