(共15张PPT)
温馨提示
1.用手轻轻撑开袋子的下端；
2.露出塑料管下端的小孔；
3.小组合作，注意安全。
4.成功放飞三次后，整理材料，完成记录。
交流汇报
经验交流
袋子的变化
加热后
扁的
膨胀
凉的
变热
不会上升
上升
空气受热会上升
三、“热气球”上升的原因
生活中的现象
生活中的现象
放在蜡烛上方，
风轮不要太靠近蜡烛。
四、拓展：孔明灯
思考：孔明灯为什么可以一直上升？
我们知道的空气的特征：
空气
看不见
透明
无味
无色
无固定形状
会流动
作用
帮助燃烧
发电
呼吸
特征
占据空间
摸不着
可以被压缩
有质量，很轻
受热上升
受冷下降
热气球
1.继续研究空气的特点和作用，补充气泡图。
课后任务
生活中的现象
1.继续研究空气的特点和作用，补充气泡图。
课后任务
2.查阅资料并思考：风是怎么形成的。
①
②
③
④
⑥
⑤
⑦
⑧
腾讯视频
我们来做“热气球”记录单
姓名
观察并记录
加热前、加热后塑料袋的状态;
2.写一写:加热过程中的发现和感受
加热前
加热后
加热过程中的发现和感受
头条号/物理一百分附件1
全国小学科学优秀教学设计案例
征集申报表
案例分类
物质科学
生命科学
□地球与宇宙科学
□技术与工程
教学设计案例名称
我们来做“热气球”
案例所属年级
三年级
上
下
【课标内容】
3.空气是一种常见而重要的混合物质；
3.3
空气的流动是风形成的原因；
3~4年级
通过观察，描述热空气上升的现象。
【教学目标】
科学概念目标：
1.空气受热后会上升，变冷后又下降。
科学探究目标：
1.在放飞“热气球”的活动中，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。
2.能运用画图、书写等形式记录实验现象。
科学态度目标：
1.通过放飞“热气球”活动，知道在一定条件下，科学实验是可重复的。
2.在放飞“热气球”活动中，能针对活动中遇到的困难或问题提出解决方案。
3.发展探究物质世界的兴趣。
科学、技术、社会与环境目标：
1.了解燃放孔明灯的危险性。
2.了解热空气上升原理在生活中的一些应用。
【学情分析】
课前教师就本课实验现象的记录和解释进行前测，以下是学生的反馈情况：
1.观察并记录：加热前、加热后塑料袋的变化以及加热过程中你的发现和感受。
通过放飞“热气球”，所有学生都能明显感觉到袋子膨胀，袋子内部变热。但是发现操作过程中由于蜡烛的高温，袋子很容易熔化，因此实验操作和小组合作需要进行细致指导。
2.画一画：加热后袋子里的空气微粒发生了什么变化。
根据观察到的现象，大部分学生都认为袋子上部膨胀是因为空气微粒受热会上升，聚集在上面，因此推动袋子上升。从微粒角度对现象进行解释对三年级来说难度太大，太抽象。可能从空气受热后性质的变化角度进行解释更贴近三年级学生的认知。
三年级的孩子通过图片、视频资料对热气球有一定的了解，甚至有些孩子有过亲身的体验，他们都了解“热气球升空需要加热”，甚至部分孩子能够说出“热气球上升是因为热胀冷缩”。但是通过前测发现，这些概念是模糊的，仅仅停留在生活的感性认知上，或者来自于书本。
本课实验现象所指向的物理概念是：空气受热膨胀，密度减小，导致热空气上升冷空气下降。但是三年级学生的思维以具体形象为主，要求他们通过表面现象把握事物的本质通常是比较难的。因此学生只需要通过简单的热气球模拟实验，对空气的这种物理性质有一个感性直观的认知，知道热空气会上升，空气变冷后会下降就可以了，不需要对相关的物理原理进行深入学习。
而且三年级的孩子对放飞“热气球”的活动充满兴趣，如何在兴奋的活动中，激励学生用心观察，理性思考，才是本课需要教师关注的地方。
【教学重点与难点】
1.教学重点：尝试让“热气球”升空，并在此过程中描述热气球上升和下降的现象，并对类似的现象进行解释。
2.教学难点：用概括性的语言有逻辑地解释“热气球”升空及降落的现象。
【设计理念】
1．教学内容
《我们来做“热气球”》是新教科版小学科学三年级上册《空气》单元的第六课时，属于物质世界领域。本课通过对热气球上升现象的思考和讨论，了解冷热变化会影响空气的升降，进而了解风的形成原因，为下一课《风的成因》奠定基础。
本课由三个板块组成：第一，聚焦板块，通过观察热气球以及热气球加热上升的视频图片资料，思考热气球上升的原因并做初步解释。第二，探索板块，通过指导学生制作和放飞“热气球”，让学生对“热空气会上升”的现象形成感性认识，并通过研讨活动，让学生用自己的语言有逻辑地进行解释。第三，拓展板块，通过出示“孔明灯”的图片和视频，让学生解释其飞行的原理，对所学的知识加以巩固和应用。
2．学习方法
《小学科学课程标准》指出：“小学科学课程倡导以探究式学习为主的多样化学习方式，促进学生主动探究。强调做中学和学中思，通过合作与探究，逐步培养学生提出科学问题的能力、收集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析问题和解决问题的能力，以及交流与合作的能力等。”
本课需要运用探究式学习法，学生在制作“热气球”的过程中，感受空气加热过程中袋子发生的变化，进而推测袋中空气的变化，得出热空气的性质。同时空气看不见摸不着，需要寻找生活中的证据进一步验证，整个过程中需要学生参与到合作探究与分组讨论的活动中。
【教学准备】
1.教具：氦气球、PVC管、蜡烛、点火器、塑料袋、课件、视频、板贴。
2.学具：PVC管、蜡烛、点火器、塑料袋、记录单。
设计意图：将教材中的纸筒换成底部直径为11cm，高度为29cm
，底部带孔的PVC管，更安全更稳定，而且储存方便，可以重复利用；蜡烛台也进行了改进，更轻巧牢固；蜡烛应选择大的蜡烛，温度太低或者环境温度较高会导致加热需要较长的时间，影响课堂进度；使用点火器，点火效率高，可重复使用，而且不会产生垃圾。
【教学过程设计】
总体思路：本课实验现象所指向的物理概念是：空气受热膨胀，密度减小，导致热空气上升冷空气下降。但是三年级学生的思维以具体形象为主，要求他们通过表面现象把握事物的本质通常是比较难的。因此本课不需要学生深入探究热气球的上升的原因，而是让孩子们只通过简单的热气球模拟实验，对空气的这种物理性质有一个感性直观的认知，知道热空气会上升，空气变冷后会下降就可以了，不需要对相关的物理原理进行深入学习。
而且三年级的孩子对放飞“热气球”的活动充满兴趣，如何在兴奋的活动中，激励学生用心观察，理性思考，才是本课需要教师关注的地方。
（一）由表及里，初探新知
1.暴露前概念
（1）课前出示氦气球，让学生玩一玩。
设疑：听说有种气球也会飞，叫做“热气球”。这个是热气球吗？
（2）你印象中的热气球是怎么样的？
学生充分表达自己印象中的热气球的特点。
预设：很大；有个篮子；可以载人；需要点火，才能上升……
2.观看视频
（1）播放热气球升空视频。思考：什么力量这么强大，能让这么大的气球飞到空中？
预设：热气、火、火加热空气……
（2）小结：人们并没有加热外面的袋子，而是加热了袋子里的空气。
3.引入新课
（1）加热空气就能让热气球升空？
（2）想不想搬个热气球来研究一下？不过热气球太大了，真要搬过来，教室都装不下，不过不要紧，这节课我们可以自己制作热气球（板贴课题）。
设计意图：通过提供与本课研究对象相似的“氦气球”，暴露学生对热气球的前概念，虽然两个气球的表象都是“上升”，但是导致这个现象的内在原理却各不相同，为本课的思维提升奠定基础。同时通过观看视频，学生对热气球的表象进行表征，有利于学生将热气球内空气的冷热与热气球的升降建立起直接的逻辑关系，产生探究问题，进而推出本课的研究问题和任务——制作热气球。
（二）由浅入深，构建新知
环节一：活动设计
1.初步设计
思考：（出示塑料袋）我有塑料袋，你能让它像热气球一样上升吗？
预设：需要蜡烛，点火，把塑料袋罩在蜡烛上。（教师板贴示意图）
2.细化要求
（1）教师演示：学习点火器的使用方法，并利用点火器点燃蜡烛。
（2）强调安全：现在袋子套上去就可以了吧？（不行，会烧到袋子。）
再次强调：“热气球”应该加热什么？（加热空气）
（出示PVC管）为了保护塑料袋，我准备了一个工具它可以让塑料袋不容易被烧坏，也能让热量集中在上面，但是上面还是非常烫，所以塑料袋也尽量不要靠近这个位置。
（3）视频指导。播放微视频，指导实验操作，并强调细节。
（4）任务要求：如果你成功放飞一次，试着放飞第二次、第三次。希望你们飞得一次比一次高，一次比一次久！成功放飞三次，就吹灭蜡烛，回来完成记录单。
记录什么？
预设：塑料袋加热前和加热后的状态；
实验过程中的发现和感受。
3.温馨提示
4.小组活动
分组在地面进行操作。教师巡视，及时更换烧坏的塑料袋。
设计意图：从前测中，发现本课的实验现象虽然明显，但是塑料袋很容易熔化，因此操作上需要进行细致的指导，做好小组成员的分工。本环节通过初步设计、细化要求、温馨提示三步，一点点细化要求，特别是微视频的实验指导，为接下来的实验操作做好铺垫，提高实验效率。
环节二：现象解释
1.经验分享
过渡：刚才有的小组飞的很高很久，有的小组尝试了很多次终于也成功了，不管成功或失败的经验，谁想来分享一下？
预设：加热越久飞得越高；
不能烧破袋子。
2.展示交流
提问：加热前后，袋子有发生什么变化？你有什么感受和发现？
（学生带着记录单进行全班交流。）
预设：刚开始袋子扁扁的，加热后膨胀。
刚开始袋子凉凉的，加热后变热。
刚开始袋子没有上升，加热后上升了。
3.深入分析
（1）教师总结塑料袋发生的变化（结合课件动画，总结现象）
（2）思考：是谁让塑料袋发生这样的变化？
预设：空气；加热后的空气……
（3）追问：加热后的空气怎么样了？所以袋子发生了这样的变化？
预设：空气会膨胀、空气会变热、空气会变轻、会上升……
（4）总结：塑料袋上升是因为谁的变化？
预设：因为空气的变化。
总结：空气加热后会上升，导致塑料袋也跟着上升。（板贴：热空气会上升）
（5）推及：热气球上升的原理。
预设：加热空气，空气受热会上升。
设计意图：新课标倡导探究式学习，倡导以证据为基础，运用各种信息分析和逻辑推理得出结论。但是三年级的孩子仍以形象思维为主，要在充分感受和交流的基础上，才能对现象进一步分析解释。因此本环节尽可能鼓励学生发表自己的观点。希望在研讨后，对于热气球现象全班学生可以达成这样一个共识——塑料袋中原来的冷空气通过加热会变成热空气，热空气上升使塑料袋上升到空中。之后，塑料袋内的热空气逐渐变冷，冷空气不会上升，导致塑料袋因为自身重量慢慢飘落。鼓励学生能够有逻辑地推及到热气球的上升原理。而更进一步的解释如“热胀冷缩”只要学生感受到空气受热体积膨胀即可，与上升的现象不需再进一步联系。
（三）由此及彼，拓展延伸
1.生活中的相关现象
过渡：刚刚我们发现空气受热后会上升，推着袋子上升，空气受热后会上升，导致热气球也上升。可是袋子里的空气看不见也摸不着，它受热后真的上升了吗？我们是不是还要寻找更多的证据？想一想，生活中有没有哪些现象也能说明空气受热后会上升？
（小组讨论）
预设：炊烟；热水冒烟；火灾不能往楼上跑……
2.孔明灯
（1）孔明灯原理解释
思考：（出示孔明灯图片）孔明灯和热气球很像，可是我们的热气球飞一会就下降了，孔明灯为什么可以一直上升？
预设：孔明灯下面的火是固定住的。
追问：为什么我们的热气球飞一会就下降了？
预设：没有一直加热，空气变冷了。（板贴：空气受冷下降）
（2）禁止燃放的原因
思考：很多人在过年过节放飞孔明灯祈福，但近几年孔明灯却被禁止燃放了，为什么呢？
预设：会发生火灾。
（观看视频）孔明灯存在的安全隐患。
设计意图：渗透证据意识。空气看不见摸不着，我们刚刚通过现象推测空气的变化，那么空气受热是否真的上升了？细心观察生活会发现很多现象蕴含了科学现象。通过举例，对本课科学概念进行巩固，同时课后学生可能会更多关注生活中的科学现象。
（四）由新及旧，总结整理
1.总结
今天我们制作了热气球，发现热气球的奥秘原来就藏在名字里——热气。为什么热气球能上升？（空气受热会上升。）
2.整理
（出示气泡图）这个单元我们把空气的特点和作用制作成气泡图，学完这节课我们可以在气泡图上增加哪些信息呢？
3.课后任务
（1）请你们继续研究空气的更多特点和作用，补充完善气泡图。
（2）思考：图中烟雾上升是因为热空气上升，但是为什么不是直直地上升呢？（有风）那么风的形成与这节课学习的知识是否有联系？课外查找资料了解一下。
设计意图：本单元初，学生已经学会用气泡图进行记录。本课是本单元研究空气性质的最后一课，因此可以利用气泡图总结空气的性质和作用，整理补充的过程不仅在整理新信息，更是对新知识进行重新加工，有助于新信息的巩固。
【评价设计】
1.诊断性评价。课前对学生的知识、技能以及情感等状况进行前测。通过学情前测了解学生的知识基础和准备状况，以确定本课的教学重难点，为实现因材施教提供依据。
2.形成性评价。在整节课的学习全过程中关注每位学生的学习情况作出发展性评价。通过设计结构良好的驱动性问题和活动任务，激励学生学习，帮助学生有效调控自己的学习过程，使学生获得成就感，增强自信心，培养合作精神。促使学生“从被动接受评价转变成为评价的主体和积极参与者”。
3．终结性评价。通过气泡图的方式整理这节课的收获。通过整理气泡图判断学生的学习效果。
【案例评析】
本课的教学设计有以下三点特色：
（一）结合前测，确定概念目标
新教材、新内容、新要求，对教师来说是全新的挑战。新教材《空气》单元好几节课都沿用了老教材的内容，而本课是为数不多的全新的内容，而且本课是下一节课的铺垫，因此对教学目标的把握是这节课的关键。
经过对本校三年级3组学生的前测，笔者发现“热胀冷缩”一词频繁地出现在对这一现象的解释中，但是细问空气热涨冷缩为什么导致热气球的升降，学生无法解释。让他们从微粒角度对加热后空气微粒的变化进行描述，学生认为微粒数量增加导致空气膨胀。三年级学生虽然已经获得大量的科学概念，但是这些概念是零散的，由于知识经验的缺乏，还无法同化新知识。
结合新版教材螺旋式上升的编排理念，这一阶段我们只需孩子关注现象，描述现象，结合现象进行简单解释即可，比如：空气受热变轻，导致上升。因此将本课的目标确定为：空气受热后会上升，变冷后会下降。将本课的着眼点放在整个单元的高度，从空气的性质入手，更贴近三年级学生的学情。
（二）联系生活，培养证据意识
新课标要求小学科学课程倡导探究式学习，以证据为基础，运用各种信息分析和逻辑推理得出结论。本课要求学生结合热气球上升现象对空气受热后的变化进行推测，但是空气看不见摸不着，推测的结果是否正确，需要更多的证据支持。
课堂上学生给了笔者很大的惊喜。很多学生能举出合理的经验，甚至很多经验笔者也没考虑到，如：“遇到火灾不能往楼顶上跑，因为空气受热会上升，烟会网上冒”、“洗澡的时候发现烟雾都在上面，有时候下面会有冷风吹进来”（这是下一课《风的成因》实验的放大版实验，提醒笔者今后可以考虑做一个大演示实验）、“喝开水有热气往上冒”、“手放火焰上面特别烫，放旁边不是那么烫”……
通过自己举例，学生不仅巩固了知识，而且更加关注生活中的科学现象。
（三）更换材料，提高课堂效率
根据前测学生操作来看，容易出现的问题有：1.加热时间较久，影响课堂进度；2.纸筒容易倒翻、点燃；3.火柴点蜡烛较危险等情况。因此将教材中的纸筒换成底部直径为11cm，高度为29cm
，底部带孔的PVC管，更安全更稳定，而且储存方便，可以重复利用。蜡烛台也进行了改进，更轻巧牢固。蜡烛应选择大的蜡烛，蜡烛温度太低或者环境温度较高会导致加热需要较长的时间，影响课堂进度。使用点火器，点火效率高，可重复使用，而且不会产生垃圾。
【板书设计】
设计意图：热气球的原理本来就在“热气”二字上，这一课就是借助“热气球”这一载体，对空气受热后的性质进行研究。因此在板书中突出“热气”二字。同时将研究过程、发现和结论图文结合地记录下来，使本课的研究思路清晰展示在板书中。
【学生实验记录单】
【教材影印】
