《我们来做热气球》教学设计
【真实情境】
有一些旅游景点会提供游客乘坐热气球的服务，有同学乘坐过热气球，很好奇人们是怎样让热气球升上去的。在我国一些地区也有元宵节放飞孔明灯的习俗，孔明灯和热气球一样吗？孔明灯飞行的原理又是什么？我们能不能也来制作一个热气球呢？
【项目领域】
物质科学、技术、工程、数学、艺术
【教学目标】
科学概念目标：
空气受热后温度升高，体积膨胀上升。
热气球能升空是由于里面的空气受热膨胀变轻，从而带动了热气球升空，空气冷却后热气球又会降下来。
科学探究目标：
能描述热气球上升和下降的现象，并对类似的现象进行解释。
探究过程汇中能运用绘画、书写等形式进行设计和记录实验现象。
3、能够利用合适的材料，设计热气球并进行改进。
科学态度目标：
知道在一定条件下，科学实验是可重复的。
能针对活动中遇到的困难或问题提出自己的解决方案。
能按照要求进行合作探究，能主动参与合作学习，乐于表达交流。
科学、技术、社会与环境目标：
了解孔明灯的飞行原理以及危害性。
了解人类生活和生产需要从自然界获取资源，意识到保护环境的重要性。
【STEAM目标】
(
科学（
S
）
空气受热后温度升高，体积膨胀上升。
热气球能升空是由于里面的空气受热膨胀变轻，从而带动了热气球升空，空气冷却后热气球又会降下来。
空气具有无色、透明、无味、会流动等特征。
空气没有固定的形状和体积，且总会充满各处。
空气能占有一定的空间，空气占据的空间可以被压缩，且压缩的空气具有弹性。
技术（
T
）
利用合适的材料，设计
制作
符合要求的热气球。
工程（
E
）
知道通过有效的设计可以降低装置成本（时间成本、材料成本），从而提高产品的竞争力；
初步建立“明确问题—提出可行的解决方案一选择最优方案—选择材料一团队制作一测试装置—改进装置”的工程设计思路。
艺术（
A
）
能够适当美化装置外观。
数学（
M
）
制作过程中能够利用数学的测量方法。
)
【项目任务】
学生在上一项目学习中掌握了空气具有能占据空间、会流动、能压缩、压缩后有弹性等特点，接着通过玩简易“热气球”，理解空气具有受热后温度升高体积膨胀，比同体积的冷空气要轻会上升的特点，为后面的项目开展打下基础；最后小组合作制作一个可以载人（乐高小人）并且可以上升到一定高度、可以降落的热气球。
【项目准备】
课件、视频、塑料袋、蜡烛、火柴、纸筒、学习单、评价表
【教学过程】
一、提出问题
1.情境导入
从旅游景点提供游客乘坐热气球的服务导入，引发学生思考人们是怎样让热气球升上去的；接着通过视频，引导学生发现人们在乘坐热气球时也有许多安全保护措施，同时提出孔明灯存在一些安全隐患，激发学生思考如何确保自制热气球的安全性。
2.明确问题:设计制作载人热气球
学生以小组为单位，利用合适的材料，设计并制作一款可以载乐高小人的热气球，测试是否达到要求。
准备阶段（1课时
每课时35分钟）
课时1——有趣的热气球
（1）导入
通过图片、视频引发学生思考为什么热气球会上升，教师总结学生想法点出，热气球是通过加热热气球里的空气上升的。再通过热气球升空前的加热短视频，使本堂课研究的中心从热气球本身聚焦到热气球里面的空气，引发学生思考：空气加热后的到底产生了什么变化？
（2）探究
教师引导学生通过思考和尝试逐步确认制作简易“热气球”的材料。再引导学生通过在学习单上画设计图，思考材料之间的组装方式，同时清楚认识到活动过程中应该怎么做，需要观察什么。学习单如下：
《简易热气球》学习记录单
班级：
姓名：
请在下图中画出纸筒和塑料袋的位置。
塑料袋加热前后的变化：______________________________________________________
我能来解释：________________________________________________________________
教师提供材料，学生活动：利用蜡烛、纸筒让“热气球”升空。
“升空”要点：小组同学要互相配合，袋口朝下尽量撑开，底部拉高使塑料袋处在一个最优状态，保证蜡烛能加热到塑料袋中足量的空气但不会加热到塑料袋本身；塑料袋需要加热比较长的时间，待它上升的趋势比较明显时，小组同学一齐放手，尽量让塑料袋竖直升空。
（3）研讨
讨论：加热前后，塑料袋发生了哪些方面的变化？
学生从袋子的体积，表面的温度，手拎的力度以及袋子的绷紧程度等方面来描述袋子的变化。
讨论：塑料袋加热后会上升，怎么解释？后来又慢慢落下来，为什么？
紧接着上一个问题引导学生由袋子的变化思考空气加热后发生了什么变化。
（4）拓展
教师出示孔明灯图片，引发学生将热气球与孔明灯联系起来，知道它和热气球的原理一样，利用热空气膨胀会上升带动孔明灯飞行。接着教师引导学生发现：孔明灯的火源与灯一起飞行，可以持续加热，所以孔明灯飞行的时间会比我们自制的简易“热气球”更长。
教师课件播放燃放孔明灯危害的视频以及乘坐热气球安全事项的视频，激发学生思考如何让自制的热气球更安全。
阐述制作(2课时
每课时35分钟）
1.任务重申：载人热气球设计制作
再次重申任务,需要小组分工制作，选取合适的材料,设计并制作载人热气球,测试是否达到要求，注意考虑制作成本。学生结合实验单进行设计和记录。学习单见附录文件夹。
2.设计方案
学生分组讨论，根据任务要求、可行性、材料获取成本等条件制定载人热气球的设计方案，教师在这一环节中需要对每一个小组都观察到,对学生出现的问题进行确的引导。
3.制作载人热气球
小组分工合作,根据设计方案和材料动手制作。在学生制作的过程中,教师应在全班巡视,对学生出现的问题予以及时指导。
4.测试热气球
学生测试载人热气球，必须要详细记录测试过程中出现的问题。教师随时引导学生解决过程中出现的问题。
5.改进制作
试飞后学生在原有的基础上进行部分修改,让载人热气球达到最好的展现效果。
四、成果展示评价（2课时
每课时35分钟）
最后，每组成员对作品进行展示和试飞；描述本组的成员分工，热气球设计特点、试飞结果；分享在制作过程中遇到了什么问题，是如何解决的，在之后还可以对本组的设计进行哪些改进等。
项目评价
教师对学生进行评价：
教师评价可从设计特点、文字及设计图、小组合作、作品展示这四个方面展开。具体参考下面附录文件夹《我们来做热气球—教师评价表》。
小组自评过程性评价：
针对课程中各个环节小组自身的表现做出评价,教师可作为丰富课堂环节的内容，在相应环节结束的时候，要求学生根据评量标准进行思考，完成评价，更好地把握学生对本堂课的内容掌握情况。各环节评价标准可见附录文件夹《我们来做热气球——学生评价量表》。
小组互评总结性评价：
每个小组分别上台展示热气球,讲解作品的设计和制作过程中所用到的材料及特点，并放飞热气球。其他小组和教师可分别从热气球制作、上升高度、安全性能等方面进行评价。小组互评评价标准可见附录文件夹《我们来做热气球——学生评价量表》。(共13张PPT)
我们来做热气球
一、聚焦：观察图片，思考它上升的原因
请你仔细观察，加热的到底是什么？
加热的是热气球里的空气
二、探索
我们的“热气球”
“热气球”的热源
怎样防止“热气球”被熔化？
一端带有孔的纸筒
在下图中画出纸筒和“热气球”的位置
学生活动手册
操作注意事项：
1.轻声交流，注重合作。
2.认真操作，注意安全。
3.仔细观察，及时记录。
三、研讨：解释“热气球”的升空现象
“热气球”比较瘪
加热前：
加热后：
“热气球”膨胀了
膨胀后的空气微粒往上升，带动了“热气球”。空气受热后体积会膨胀，比同体积的冷空气轻，热空气会上升。
四、拓展：认识孔明灯
孔明灯为何能持续飞行？
STEM
乐
P
上
我们来做“热气球
我的课堂活动记录
要防止烛火引燃
请画出加热后塑料袋的状态
袋子或烧伤自
热前
我的解释
T年
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o0318-2114567
CQQ群:5801112
公众号,
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北卫视
人小
倍新d)我们一起来做“热气球”
设计师姓名
同学们,在课堂中我们已经发现了空气受热后会上升,让我们利用这个原理
起来设计、制做
气球
制作要求
要具有热气球的基本结构,可以进行创意设
设计制作的热气球能够“载人”(即能够承重至少5克的物体)
热气球能够上升到至少2米的高度,且在上升过程中能保持较稳定
全的状态(热气球不会倾倒或烧毁、承载物体不会掉落)
4、制作的“热气球”要
【制作方案】
请你根据上面的制作要求
球”的设计方案,画出设计图。考
虑热气球的组成、功能实现、外观制作等几方面
方案设
热气球”制作材料
热气球”能够承载的
热气球”能上升的高度
STEAM项
设计图
制作过程中的困难及解决办法
STEAM项
