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课时 3:热气球(探究热空气上升)
一、教案基本信息
教材版本:2025 秋苏教版科学三年级上册
课时主题:热气球(探究热空气上升)
课时时长:40 分钟
适用年级:三年级上册
对应教材内容:教材 “4 单元 空气的性质” 中 “热气球” 相关内容
二、核心素养目标
科学观念:知道热空气会上升、冷空气会下降,明确 “同体积的热空气比冷空气轻” 是热气球上升的原理,了解空气受热后微粒间隙变大、遇冷后间隙变小。
科学思维:通过 “模拟热气球升空” 实验,观察热空气使塑料袋上升的现象;结合 “同体积热空气与冷空气质量对比” 实验,推理 “热空气轻→上升” 的结论,培养 “现象观察 - 数据支撑 - 原理推导” 的思维。
探究实践:掌握 “模拟热气球升空”“测量同体积热空气与冷空气质量” 的实验方法,能规范记录实验现象(塑料袋上升、热空气总质量更小),学会用 “烟的流动” 观察冷热空气的运动。
态度责任:感受热空气应用(热气球观光、气象观测)的神奇,操作明火实验时养成 “遵守安全规则(如及时熄灭蜡烛)” 的习惯,树立 “科学应用源于对物质性质的探究” 的意识。
三、教学重难点
教学重点:通过实验理解热空气上升的原理,知道同体积热空气比冷空气轻。
教学难点:结合 “空气微粒间隙变化” 解释热空气上升;规范操作 “热空气质量测量” 实验(避免烫伤、确保测量准确)。
四、教学准备
教师准备:教材(2025 秋苏教版科学三年级上册..pdf)、PPT(含热气球实景图、实验步骤图、微粒间隙示意图)、实验材料(蜡烛、火柴、粗纸筒(下端开凹槽)、轻薄塑料袋、250mL 集气瓶、电子天平、玻璃片、线香、两个相同玻璃瓶、冷水、热水、三脚架)、实验记录单、灭火器(备用安全工具)。
学生准备:笔记本、铅笔、抹布,实验时需严格听从教师安全指导。
五、教学过程
(一)情境导入:“热气球的‘飞天’秘密”(5 分钟)
图片激趣:展示教材中热气球观光、气象观测的图片,提问 “热气球没有翅膀,也没有发动机,为什么能飞到空中?它靠什么‘力’上升?” 引发学生猜想(如 “靠风”“靠热气”)。
教材衔接:打开教材 “热气球” 页面,明确本节课任务:“通过实验探究热气球上升的秘密,了解热空气的性质”。
(二)探究实践 1:模拟 “热气球升空”(12 分钟)
教师演示(安全优先):按教材步骤操作,学生观察:
步骤 1:点燃蜡烛,用粗纸筒(下端开凹槽)罩住蜡烛(纸筒壁与火焰保持距离,避免燃烧);
步骤 2:将轻薄塑料袋撑开后倒扣在纸筒上,让蜡烛加热袋内空气;
步骤 3:待塑料袋鼓起后(袋内充满热空气),轻轻松手,观察 “塑料袋上升到空中”。
安全强调:实验后立即熄灭蜡烛,提醒学生 “不触碰加热后的纸筒和塑料袋,避免烫伤”。
初步猜想:提问 “塑料袋为什么会上升?袋内的空气和外界空气有什么不同?” 引导学生说出 “袋内是热空气,热空气可能会上升”。
(三)探究实践 2:验证 “热空气比冷空气轻”(15 分钟)
实验设计:结合教材,教师演示 “同体积热空气与冷空气质量对比”:
步骤 1:取 250mL 集气瓶,瓶口朝下放在电子天平上,称出 “瓶子 + 瓶内冷空气” 总质量,记录数据;
步骤 2:点燃蜡烛,将集气瓶瓶口朝下置于火焰上方(加热约 1 分钟,使瓶内空气变热);
步骤 3:迅速将装有热空气的集气瓶倒立在电子天平上,称出 “瓶子 + 瓶内热空气” 总质量,记录数据。
数据分析:学生发现 “瓶子 + 热空气” 总质量比 “瓶子 + 冷空气” 小,结合教材结论得出:“同体积的热空气比冷空气轻,所以热空气会上升”。
微观解释:展示教材中 “热空气微粒示意图” 和 “冷空气微粒示意图”,用通俗语言讲解:“空气由看不见的微粒构成,受热后微粒间隙变大,同体积下微粒变少,质量变轻;遇冷后微粒间隙变小,质量变重”,帮助学生理解热空气上升的本质原因。
(四)探究实践 3:观察 “冷热空气的运动”(5 分钟)
分组实验(简化版):按教材步骤操作:
步骤 1:将两个相同玻璃瓶分别放入冷水和热水中,静置 5 分钟(使瓶内空气分别变凉、变热);
步骤 2:在热瓶中放入点燃的线香(待瓶内充满烟),移走线香,用玻璃片盖住瓶口;
步骤 3:将热瓶倒放在冷瓶上,抽掉玻璃片,观察 “烟从热瓶流向冷瓶”(热空气上升,冷空气补充)。
结论总结:“热空气上升,冷空气会向热空气原来的空间流动,形成空气的循环”。
(五)总结与作业(3 分钟)
知识回顾:“今天我们知道了热空气会上升,因为同体积热空气比冷空气轻,这就是热气球升空的秘密”。
布置作业:“回家后和家长一起做‘纸蛇旋转’实验(用纸条做小蛇,放在蜡烛上方),观察纸蛇是否会旋转,并解释原因(提示:热空气上升推动纸蛇)”。
六、板书设计
热气球(热空气上升)
一、热气球升空的秘密
实验:模拟热气球(塑料袋受热上升)
原理:同体积热空气比冷空气轻→热空气上升
二、空气微粒的变化
受热:微粒间隙变大→质量变轻→上升
遇冷:微粒间隙变小→质量变重→下降
三、冷热空气的运动
热空气上升→冷空气补充→空气流动
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