资源简介

我们来做“热气球”
一、基本信息
课题 我们来做“热气球” 课型 新授课
课时 1课时 教材 教科版《科学》四年级上册 第一单元空气 第6课
年级 四年级 学科 科学
教法 讲授法、演示法、小组讨论法、实验法 教具 较大的塑料袋、纸筒、蜡烛、火柴、记录单
【核心素养目标】 1. 科学观念：知道热空气比冷空气轻，热空气会上升，能解释热气球上升和下降的原理。 2. 科学思维：能根据塑料袋的变化分析热空气的流动方向，理解热气球升降的原理。 3. 探究实践：能完成模拟热气球实验，观察并描述塑料袋的变化。 4. 态度责任：激发探究热空气性质的兴趣，培养安全实验意识和合作精神。
【教学重难点】 重点：通过模拟实验，观察热空气使塑料袋上升的现象，理解热气球升空原理。 难点：能解释塑料袋加热后上升、冷却后下降的原因，理解热空气比冷空气轻。
二、教学过程
环节一 解读目标，检查预习 (2~3分钟) 情境导入：同学们，人们可以乘坐热气球到高空欣赏美丽的景色，那你们想过没有，热气球那么重，为什么能飞到天上去？它又是怎么降下来的呢？ 组织学生根据生活经验猜测。 检查预习：如果我们用塑料袋罩住点燃的蜡烛，塑料袋会怎么样？ 【预设回答】生1：热气球里面装的是热空气，所以能飞。生2：塑料袋可能会鼓起来飞起来。 【关键追问】“热气球的上升和下降与袋内的空气有什么关系？”聚焦空气受热的变化。 小结：这节课我们模拟制作热气球，探索它上升和下降的原因。 欣赏热气球升空的情境。 猜测热气球升降的原因。 交流用塑料袋罩蜡烛的预想现象。 明确本课的探究任务。 以热气球升空的情境引出升降原理问题，激发模拟探究的兴趣。 【知识点】热气球如何实现上升和下降是本课探究的核心问题。
环节二 认识材料，明确步骤 (5~6分钟) 教师出示实验材料（较大的塑料袋、纸筒、蜡烛），提问：用这些材料怎样模拟热气球？ 引导学生观察教材步骤，明确操作方法：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用手扶住袋子的外壁，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。 强调安全注意事项：①蜡烛要固定在桌面，防止倾倒；②塑料袋要远离火焰，防止烧着；③手扶袋子时不要触摸纸筒和火焰；④实验在通风处进行，注意防火安全。 【预设回答】生：先点蜡烛，用纸筒罩住，再罩上塑料袋加热。 【关键追问】“为什么要用手扶住袋子而不是提前松手？”明确要在袋子快要上升时再松手。 小结：明确步骤、注意安全，再开始实验。 认识实验材料和作用。 观察教材步骤，明确操作方法。 牢记安全注意事项。 做好实验前的分工准备。 认识材料并明确步骤与安全要求，为模拟实验的顺利开展做好铺垫。 【知识点】实验步骤：点燃蜡烛→纸筒罩住蜡烛→塑料袋罩住纸筒加热→感到袋子快上升时松手。
环节三 分组实验，观察现象 (12~13分钟) 组织分组实验：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。 巡视指导并提问：塑料袋有什么变化？（慢慢鼓起来、变透明、变热）用手摸一摸袋子外壁，有什么感觉？（越来越热） 【预设回答】生：袋子慢慢鼓起来了，摸上去越来越热。 指导关键操作：用手扶住袋子的外壁，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。（上升、飘浮、最终降落） 组织各组重复实验2~3次，观察每次袋子的变化，完成记录单。提醒学生记录：袋子上升前有什么征兆？上升的高度如何？在空中停留多长时间？ 提问：为什么要用纸筒罩住蜡烛？（纸筒能把火焰的热量集中起来，让空气更快变热；同时防止塑料袋直接接触火焰被烧坏） 【关键追问】“袋子在空中停留的时间长短与什么有关？”引导学生关注袋内空气的温度。 【易错点】松手过早袋子未上升，提醒要等袋子感到要上升再松手；注意远离火焰。 小结：加热后袋子鼓起来变热，松手后袋子上升、飘浮、最终降落。 分组完成模拟热气球实验。 观察并描述袋子鼓起、变热的变化。 在袋子快上升时松手，观察其升降。 重复实验2~3次并完成记录单。 通过模拟实验直接观察热空气使塑料袋上升的现象，落实重点。 【知识点】袋子加热后慢慢鼓起来、变透明、变热；松手后上升、飘浮、最终降落。
记录单：袋子的变化（环节三用，仿课本记录单）
观察项目 第1次 第2次 第3次
袋子上升前的征兆
袋子上升的高度
在空中停留的时间
我的发现
环节四 分析原因，初步解释 (4~5分钟) 实验完成后，组织小组内讨论：是什么原因让塑料袋飞起来又降下去？ 引导学生分析：蜡烛加热袋中的空气→空气受热变热→热空气比冷空气轻→产生向上的力量→袋子上升；蜡烛熄灭或热空气冷却后→空气变重→袋子下降。 【预设回答】生：袋子里空气变热变轻就往上升，凉了变重就掉下来。 【关键追问】“空气受热后为什么会变轻？”引导学生初步说出热空气膨胀的认识。 小结：热空气会上升，热气球就是利用这个原理升空的。 小组讨论袋子升降的原因。 用箭头图梳理加热和冷却的过程。 说出热空气比冷空气轻。 初步解释热气球升空原理。 通过讨论分析建立“热空气轻而上升、冷却变重而下降”的解释，突破难点。 【知识点】热空气比冷空气轻会上升，冷却后变重会下降。
环节五 研讨 (8~9分钟) 组织研讨一：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？ 讲解：空气受热体积膨胀，相同体积的热空气比冷空气更轻、密度更小，热空气向上流动，热气球上升，冷空气密度大、重量大，浮力无法支撑气球，热气球下降。可以通过自制“塑料袋热气球”来进一步检验我们的想法。 组织研讨二：怎样能让热气球在空中停留更长时间？ 讲解：热气球通过控制球内空气的温度达到上升或下降的目的，持续间歇性加热球内空气，维持内部空气温度，可让热气球在空中长时间停留。 【预设回答】生1：加热袋子就上升，不加热就下降。生2：多加热几次，让袋子里的空气一直是热的。 【关键追问】“飞行员怎样才能控制热气球的升降？”联系真实热气球加深理解。 小结：控制球内空气的温度，就能控制热气球的上升、停留和下降。 完整解释热气球升降的原因。 说出进一步检验想法的方法。 思考让热气球停留更久的办法。 联系真实热气球理解控温原理。 通过研讨完善热气球升降的原理解释，理解控温与升降的对应关系。 【知识点】空气受热膨胀变轻上升、冷却变重下降；持续间歇性加热可使热气球长时间停留。
环节六 组织拓展 (2~3分钟) 出示拓展任务：查阅资料，了解孔明灯，说一说孔明灯能较长时间留在空中的原因。 引导分析：孔明灯和我们的塑料袋热气球原理相同，灯内空气受热后变轻，使灯升上空中。 安全提醒：孔明灯存在火灾隐患，当心火灾，不能随意燃放。 【预设回答】生：孔明灯里的空气被加热变轻，所以能留在空中。 【关键追问】“孔明灯要飞得久，需要什么条件？”引导学生说出保持灯火加热。 小结：课后查阅资料了解孔明灯的历史和原理，牢记不能随意燃放孔明灯。 了解孔明灯的升降原理。 说出孔明灯留空的条件。 知道燃放孔明灯的火灾隐患。 课后查阅资料加深了解。 用孔明灯拓展热空气上升原理的认识，同步渗透防火安全教育。 【知识点】孔明灯利用热空气上升原理留空；孔明灯存在火灾隐患。
环节七 归纳总结 (2~3分钟) 结合板书带领学生梳理：塑料袋是怎样飞起来又降下去的？ 请学生看着板书完整说出本课要点。 总结：热空气受热膨胀变轻，上升，袋子飞起来；空气冷却后变重，下降，袋子落下来。 【预设回答】生：热空气轻会上升，冷空气重会下降。 【关键追问】“自然界中的空气受热不均会怎样流动？”为下节课风的成因埋下伏笔。 小结：热气球利用热空气上升的原理升空，下节课研究空气流动形成的风。 看板书回顾袋子的升降过程。 完整说出热空气上升的原理。 思考自然界空气的流动。 期待下节课的探究。 以板书为线索收束全课，形成热空气上升的完整认知，衔接下一课。 【知识点】热空气受热膨胀变轻上升，冷却变重下降，热气球利用此原理升降。
三、板书设计
我们来做“热气球” 热空气（受热膨胀变轻）→上升→袋子飞起来 冷空气（冷却后变重）→下降→袋子落下来

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