资源简介

1.6《我们来做“热气球”》导学案
班级：________ 姓名：________ 小组：________
学习目标
1. 科学观念：知道空气受热膨胀变轻会上升，遇冷收缩变重会下降，掌握热气球升降原理。
2. 探究实践：能规范完成模拟热气球实验，观察并记录塑料袋的温度、形态、升降变化，牢记用火安全规范。
3. 科学思维：根据实验现象推理冷热空气轻重差异，能说出延长热气球空中停留时间的方法。
4. 态度责任：树立明火实验安全意识，知晓孔明灯存在火灾隐患，不私自燃放孔明灯。
学习重难点
重点：通过模拟实验理解热空气上升、冷空气下沉，解释热气球升降原理。
难点：推理空气受热变轻、遇冷变重的内在逻辑；对比热气球与孔明灯的异同。
课前预习
1. 生活中你见过热气球、孔明灯吗？猜一猜它们为什么能飞到空中？
________________________________________________________________
2. 想一想：冬天暖气片上方的热气会往上飘还是往下沉？
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课堂探究活动
活动一：聚焦问题，大胆猜想
观看热气球升空视频，思考核心问题：热气球是怎样上升、怎样下降的？写下你的猜想。
我的猜想：____________________________________________________
活动二：分组模拟实验——制作“热气球”
1. 实验材料：大号透明塑料袋、硬质纸筒、短蜡烛、防火托盘
2. 实验步骤
① 将蜡烛放在防火托盘中央，点燃蜡烛；
② 用纸筒罩住蜡烛；
③ 把塑料袋轻轻罩在纸筒上方，手扶塑料袋底部；
④ 感受塑料袋温度，观察袋子形态，待袋子向上浮动后松手观察升降；
⑤ 移开塑料袋，停止加热，观察冷却后袋子的变化。
3. 安全提示（必记）
（1）不能让塑料袋直接触碰火焰，防止烧破起火；
（2）实验结束立刻熄灭蜡烛；
（3）手不要靠近明火，防止烫伤。
4. 实验记录单
实验阶段 塑料袋形态 手摸袋子温度 袋子运动状态
加热时 袋内空气受热膨胀，塑料袋鼓起、撑开 温热，温度持续升高 静置在热源上方，微微向上浮起
刚松手 完全膨胀、饱满撑开 烫手 / 温热 向上快速上升
冷却后 内部空气收缩，塑料袋变瘪、塌陷 温度变凉，接近室温 上升停止，缓缓下落至地面
5. 思考：实验中纸筒罩住蜡烛有什么作用？
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活动三：研讨交流，推导原理
1. 结合实验现象思考：加热袋子里的空气，袋子为什么会上升？空气冷却后又为什么下落？
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________________________________________________________________
2. 怎样才能让自制“热气球”在空中停留更久？写出至少2种方法。
方法1：________________________________________________________
方法2：________________________________________________________
活动四：拓展延伸——孔明灯
1. 热气球和孔明灯相同原理：____________________________________
2. 孔明灯能在空中停留更久的原因：______________________________
3. 安全知识：能不能随意燃放孔明灯？为什么？
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课堂巩固练习
一、选择题
1. 塑料袋“热气球”能飞起来的根本原因是（）
A. 塑料袋本身很轻 B. 袋内空气受热变轻上升 C. 蜡烛吸附袋子
2. 想要让热气球下降，正确做法是（）
A. 加大火力持续加热 B. 停止加热，热空气冷却变重 C. 向袋子里吹风
3. 实验用纸筒围住蜡烛主要作用是（）
A. 美观好看 B. 聚拢热气、防止塑料袋被火烧破 C. 方便拿蜡烛
二、判断题（对打√，错打×）
1. 冷空气比热空气轻，会向上漂浮。（）
2. 热气球和孔明灯都利用热空气上升的原理飞行。（）
3. 可以在小区、树林里燃放孔明灯玩耍。（）
三、情境简答题
小明在家做模拟热气球实验，塑料袋加热升空后，很快就掉了下来，请你分析掉落原因，并写出两种延长停留时间的办法。
掉落原因：____________________________________________________
延长时间办法：
1.____________________________________________________________
2.____________________________________________________________
课堂总结
通过本节课实验，我知道：
空气受热→体积膨胀、变轻→________；
空气遇冷→体积收缩、变重→________；
纸筒作用：聚拢热气、防火；
安全提醒：孔明灯明火易引发火灾，禁止私自燃放。
参考答案
课前预习（示例答案）
1. 猜测：里面有热空气，热气把袋子托起来才能飞上天。
2. 热气会往上飘。
活动一 猜想示例
热气球底部点火加热内部空气，热空气变轻向上飞，带动气球升空；关火后空气变冷变重，气球就降落。
活动二 4.实验记录参考
加热时：袋子鼓起、膨胀；温度发烫；袋子向上浮动
刚松手：袋子向上飘；温度很热；向上飞行
冷却后：袋子变瘪、收缩；温度变凉；慢慢下落
5. 纸筒作用：聚拢蜡烛产生的热气，同时隔开火焰，防止塑料袋被烧破。
活动三 研讨答案
1. 蜡烛加热袋内空气，空气受热体积膨胀、重量变轻，热空气向上流动，带动塑料袋上升；停止加热后，袋内空气慢慢冷却收缩，空气变重，塑料袋就下落。
2. 延长停留方法：持续给袋内空气加热；选用更大、更轻薄的塑料袋；用纸筒围住热源减少热量散失（任选两条）。
活动四 拓展答案
1. 相同原理：利用热空气受热变轻、向上上升的原理。
2. 孔明灯底部有燃料，可以持续加热空气，所以停留时间更长。
3. 不能随意燃放。孔明灯带有明火，飘落时容易引燃树木、房屋，引发火灾，存在极大安全隐患。
课堂巩固练习答案
一、选择题
1.B 2.B 3.B
二、判断题
1.×（解析：热空气轻上升，冷空气重下沉）
2.√
3.×（解析：孔明灯明火易引发火灾，严禁私自燃放）
三、情境简答题
掉落原因：袋子内部的热空气逐渐冷却，空气变冷收缩、变重，无法支撑袋子，所以掉落。
延长办法：①持续加热袋内空气；②使用更大更轻薄的塑料袋（或用纸筒包裹热源减少热量流失）。
课堂总结填空
空气受热→体积膨胀、变轻→上升；
空气遇冷→体积收缩、变重→下降。(共19张PPT)
1.6《我们来做 “热气球”》
2026年秋期教科版（新教材）四年级上册科学
视频里的热气球能飞上高空，它是怎么飞上天的？降落时又要怎么做？
导入新课
升空原理：热气球加热球内空气，热空气比外面冷空气更轻，产生向上的浮力，托着气球缓缓飞上高空，依靠空气浮力升空。
降落操作：停止燃烧加热，球内空气慢慢冷却变重，浮力减小；同时打开球顶放气口放出热空气，浮力进一步下降，热气球缓缓下降落地。
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？
猜测：
“里面有热气”
“点火就能飞”
……
讲授新课
模拟制作热气球，探索其中的原因。
1.准备一个较大的塑料袋、一个纸筒
和一支蜡烛。
2.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。
3.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。
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？
球内热空气密度小、重量轻，浮力大于总重量就上升；停止加热，空气变冷变重，浮力不足便下降。可做模拟实验：塑料袋罩住蜡烛加热，观察袋子升空；熄灭蜡烛后袋子下落，以此验证冷热空气轻重不同、浮力随之变化。
2.怎样能让热气球在空中停留更长时间？
持续点燃加热器加热球内空气，维持内部空气高温，保持足够浮力；尽量飞到气流平稳的高空，减少空气快速流失；避开强冷风，防止球内空气快速降温；缓慢微调火力，避免温度骤降，以此延长空中停留时长。
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。
孔明灯能留在空中较长时间的原因。
孔明灯底部燃料持续燃烧，不断加热灯内空气，热空气密度小于外部冷空气，持续产生浮力。纸质灯罩锁住热空气，减少热量散失，维持上升动力。只要燃料未燃尽，内部就能保持高温轻质空气，依靠稳定浮力长时间悬浮空中。
课堂练习
1. 模拟热气球实验中，塑料袋能飞起来的原因是（ ）
A. 塑料袋本身很轻 B. 袋内空气受热变轻上升 C. 蜡烛把袋子吸上去
2. 热气球想要下降，正确操作是（ ）
A. 继续加大火力 B. 停止加热，让热空气排出 C. 往袋子里吹风
3. 用纸筒罩住蜡烛主要作用是（ ）
A. 好看 B. 聚拢热气、防止塑料袋烧破 C. 方便拿取蜡烛
B
一、选择题
B
B
1. 冷空气比热空气更轻，会向上飘。（ ）
解析：热空气轻上升，冷空气重下沉。
2. 孔明灯和热气球都是利用热空气上升的原理飞行。（ ）
3. 我们可以随意在小区、树林燃放孔明灯。（ ）
解析：孔明灯有明火，极易引发火灾，禁止私自燃放。
×
√
二、判断题
×
周末小明在家做模拟热气球实验，塑料袋加热后飘起来，没过一会儿就掉下来了，请你说说袋子掉落的原因，再给出 2 个让它停留更久的办法。
答案：掉落原因：袋子里的热空气慢慢冷却，空气变冷变重，袋子就下落。延长时间方法：1. 持续给袋内空气加热；2. 选用更大、更轻薄的塑料袋；3.用纸筒围住热源减少热量散失（任选两条即可）。
三、情境题
今天我们动手制作了模拟热气球，通过实验发现蜡烛加热塑料袋里的空气，空气受热变轻、体积膨胀，袋子就会向上飞；等里面空气冷却后，空气变重，袋子慢慢落下来，这就是热气球升降的科学原理。我们还对比了孔明灯，它依靠底部燃料持续供热，能在空中停留更久。同时我们记住了用火安全，孔明灯带有明火，存在很大火灾隐患，不能随意燃放。生活里很多现象都和冷热空气有关，课后大家可以继续观察、寻找更多热空气的小秘密。
课堂总结
1.6 我们来做 “热气球”
1. 原理：
空气受热 → 变轻 → 上升（热气球起飞）
空气遇冷 → 变重 → 下降（热气球降落）
2. 纸筒作用：聚拢热气、防火
3. 拓展：孔明灯（同原理，持续供热）
安全提醒：孔明灯易引发火灾，禁止燃放
板书设计1.6《我们来做 “热气球”》教学设计
一、教材分析
本课是教科版小学科学四年级上册空气单元第 6 课，承接前两课 “空气受热会上升、冷空气下沉” 的热空气基础知识点，以模拟热气球实验为载体，将抽象的热胀冷缩、冷热空气轻重差异转化为直观动手实验。教材分为聚焦、探索、研讨、拓展四部分：聚焦抛出热气球升降核心问题；探索安排蜡烛、塑料袋模拟热气球实操；研讨梳理原理；拓展关联孔明灯，同时标注消防安全警示。本课是学生理解热空气应用的关键一课，为后续风的形成学习铺垫。
二、学情分析
四年级学生已知道空气看不见、有质量，在前序实验中感知过空气受热变轻会向上流动；生活中见过热气球、孔明灯，对 “热气能让袋子飞起来” 充满好奇心，但无法准确说出内在原理。学生动手操作热情高，但用火实验安全意识薄弱，对 “热空气上升、冷空气下沉” 的逻辑推理能力不足，容易混淆 “加热、降温” 和升降的对应关系，需要借助亲手触摸、观察塑料袋变化建立具象认知。
三、核心素养分析
1. 科学观念：知道空气受热后体积膨胀、变轻会上升；空气冷却后收缩、变重会下降，这是热气球上升、下降的根本原理。
2. 科学思维：能根据塑料袋加热、冷却后的状态变化，推理冷热空气轻重差异，对比热气球与孔明灯结构，归纳共同原理。
3. 探究实践：能规范完成模拟热气球实验，观察、记录塑料袋形变、升降变化，规范使用明火，掌握简单变量控制方法。
4. 态度责任：实验中树立用火安全意识；知晓孔明灯火灾隐患，树立消防安全观念；乐于动手探究生活中的热空气现象。
四、教学重点
通过模拟实验，理解热空气上升、冷空气下沉，解释热气球升降原理。
五、教学难点
推理空气受热变轻、遇冷变重的内在逻辑，区分热气球与孔明灯的异同，思考延长热气球停留时间的方法。
六、教具准备
教师：真实热气球升空视频、孔明灯科普短片、大号塑料袋、蜡烛、纸筒、打火机、防火垫、实验记录单、PPT 课件
学生分组：大号透明塑料袋、硬质纸筒、短蜡烛、托盘（防火）、记录笔、记录单
七、教学过程
一、导入新课
教师活动：播放热气球升空实拍视频，提问：视频里的热气球能飞上高空，它是怎么飞上天的？降落时又要怎么做？出示课本热气球图片，引出本节课课题《我们来做 “热气球”》。
学生活动：观看视频，自由发言分享见过热气球的经历，大胆猜测热气球飞行的秘密。
设计意图：直观视频吸引学生注意力，联系生活经验抛出核心问题，激发探究兴趣，自然引出学习主题。
二、讲授新课
（一）聚焦板块
教师活动：出示课本聚焦对话框 “热气球是如何实现上升和下降的呢？”，引导学生大胆猜想，板书学生的猜想，不急于评判对错，告知学生通过动手实验验证猜想。
学生活动：独立思考后举手发言，说出自己的猜测，比如 “里面有热气”“点火就能飞” 等。
设计意图：明确本节课探究核心问题，暴露学生原有认知，为后续实验探究设立目标。
（二）探索板块
1. 教师活动：出示实验材料（塑料袋、纸筒、蜡烛），播放标准实验示范视频，分步讲解实验三步骤，重点提问 “为什么用纸筒罩住蜡烛？”，强调用火安全：蜡烛远离塑料袋、不触碰火焰、实验结束及时熄灭蜡烛。组织学生分组领取器材，巡视指导每组实验操作，提醒学生触摸塑料袋外壁感受温度，记录塑料袋变化。
学生活动：认真观看示范视频，记住操作步骤；分组合作完成实验，点燃蜡烛、用纸筒围挡、塑料袋罩住纸筒加热，手扶袋子感受温度，袋子上浮时松手观察升降，填写记录单，讨论纸筒作用。
设计意图：视频示范规范操作，降低实验失误；分组实操让学生直观观察热空气的效果，亲手触摸建立冷热感知，纸筒围挡的问题引导学生思考防火、聚拢热气的作用。
2. 教师活动：实验结束，邀请小组分享实验现象：加热时袋子怎么样？松手后如何变化？冷却后又发生什么？引导学生说出袋子变热、鼓起、向上飘，冷却后变瘪下落。追问：摸袋子外壁是什么感觉？热气从哪里来？
学生活动：小组代表汇报实验现象，分享触摸袋子发烫的感受，讨论得出蜡烛加热袋内空气。
设计意图：梳理实验现象，从直观感受过渡到空气受热变化，为推导原理铺垫事实依据。
（三）研讨板块
1. 研讨问题 1：教师出示研讨第一个问题，引导学生结合实验现象推理：加热空气，空气变轻上升，带动热气球升空；停止加热，袋内空气变冷变重，热气球下降。组织学生思考检验想法的方法：比如再次加热冷却塑料袋重复实验。
学生活动：结合实验记录，小组讨论热气球升降原理，完整表述冷热空气轻重变化带来的升降现象，说出重复实验是验证想法的方法。
设计意图：训练学生基于实验证据推理科学原理，建立 “现象 — 证据 — 结论” 的科学思维。
2. 研讨问题 2：教师提问第二个研讨问题，引导学生从持续供热、减轻重量、加大袋体、减少散热几个角度思考。
学生活动：小组头脑风暴，说出持续加热、袋子做大一点、袋子轻一点、用纸筒保温减少热量流失等办法。
设计意图：引导学生多角度思考变量，培养解决实际问题的发散思维。
（四）拓展板块
教师活动：出示孔明灯图片，播放孔明灯科普短片，布置查阅资料任务，讲解孔明灯底部燃料持续加热空气，所以停留时间更长；出示安全警示标志，重点强调孔明灯明火易引发火灾，禁止私自燃放。
学生活动：观看短片，对比孔明灯和课堂模拟塑料袋热气球的相同点与不同点，记录孔明灯长久停留的原因，牢记消防安全知识。
设计意图：拓展热空气原理的生活应用，同时落实安全责任教育，培养学生安全意识。
三、课堂练习
选择题
1. 模拟热气球实验中，塑料袋能飞起来的原因是（ ）
A. 塑料袋本身很轻 B. 袋内空气受热变轻上升 C. 蜡烛把袋子吸上去
答案：B
2. 热气球想要下降，正确操作是（ ）
A. 继续加大火力 B. 停止加热，让热空气排出 C. 往袋子里吹风
答案：B
3. 用纸筒罩住蜡烛主要作用是（ ）
A. 好看 B. 聚拢热气、防止塑料袋烧破 C. 方便拿取蜡烛
答案：B
判断题
1. 冷空气比热空气更轻，会向上飘。（×）
解析：热空气轻上升，冷空气重下沉。
2. 孔明灯和热气球都是利用热空气上升的原理飞行。（√）
3. 我们可以随意在小区、树林燃放孔明灯。（×）
解析：孔明灯有明火，极易引发火灾，禁止私自燃放。
情境题
周末小明在家做模拟热气球实验，塑料袋加热后飘起来，没过一会儿就掉下来了，请你说说袋子掉落的原因，再给出 2 个让它停留更久的办法。
答案：掉落原因：袋子里的热空气慢慢冷却，空气变冷变重，袋子就下落。延长时间方法：1. 持续给袋内空气加热；2. 选用更大、更轻薄的塑料袋；3. 用纸筒围住热源减少热量散失（任选两条即可）。
四、课堂小结
今天我们动手制作了模拟热气球，通过实验发现蜡烛加热塑料袋里的空气，空气受热变轻、体积膨胀，袋子就会向上飞；等里面空气冷却后，空气变重，袋子慢慢落下来，这就是热气球升降的科学原理。我们还对比了孔明灯，它依靠底部燃料持续供热，能在空中停留更久。同时我们记住了用火安全，孔明灯带有明火，存在很大火灾隐患，不能随意燃放。生活里很多现象都和冷热空气有关，课后大家可以继续观察、寻找更多热空气的小秘密。
五、板书设计
我们来做 “热气球”
1. 原理：
空气受热 → 变轻 → 上升（热气球起飞）
空气遇冷 → 变重 → 下降（热气球降落）
2. 纸筒作用：聚拢热气、防火
3. 拓展：孔明灯（同原理，持续供热）
安全提醒：孔明灯易引发火灾，禁止燃放
八、教学反思
成功之处
1. 动手模拟实验极大调动四年级学生积极性，亲手触摸、观察塑料袋变化，把抽象空气变轻转化为直观体验，学生能自主说出热气球升降核心原理，科学观念落实到位。
2. 视频导入 + 示范操作降低实验难度，用火安全反复强调，整节课无安全隐患；拓展环节结合消防安全，落实态度责任核心素养。
3. 研讨环节分层提问，由现象到原理逐步引导，学生逻辑推理能力得到锻炼，课堂练习贴合本课重难点，当堂巩固效果好。
不足之处
1. 分组实验时间把控不足，部分小组加热等待时间过长，后半段研讨发言时间被压缩，部分内向学生没有机会分享想法。
2. 对 “空气受热体积膨胀、密度变小才变轻” 这一深层逻辑讲解浅显，少数学生只记住 “热气上升”，不理解空气轻重变化的本质。
3. 拓展孔明灯部分仅依靠视频，缺少实物对比，学生对孔明灯持续供热的结构理解不够透彻。
教学建议
1. 课前提前分好实验器材，简化分发流程；设置实验计时提醒，预留充足研讨交流时间，采用小组轮流发言，保证每位学生参与表达。
2. 增加简易对比实验：准备冷热两杯空气，借助天平小模型直观展示冷热空气质量差异，帮助学生理解空气变轻的本质。
3. 准备孔明灯拆解结构图，课堂展示内部燃料结构，对比课堂塑料袋模型，清晰讲解长久停留的原因；增加生活热空气实例（暖气片、炊烟），拓展知识应用。

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