2022年教科版小學(xué)科學(xué)三年級上冊：2-6 我們來做“熱氣球”教學(xué)設(shè)計 6.我們來做“熱氣球”【教材簡析】通過前面五課學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)知道空氣具有質(zhì)量、能占據(jù)空間，還可以被壓縮。本課從熱氣球的升降現(xiàn)象引發(fā)學(xué)生思考和討論，并嘗試根據(jù)自己的理解，用自己的語言有邏輯地解釋熱氣球的升降現(xiàn)象。聚焦板塊通過觀察熱氣球以及熱氣球加熱上升的圖片，思考熱氣球上升的原因并做出初步的解釋。探索板塊，主要通過指導(dǎo)學(xué)生制作和放飛“熱氣球”，讓學(xué)生對“熱空氣會上升”的現(xiàn)象形成感性認(rèn)識，并通過研討活動，讓學(xué)生用自己的語言有邏輯地進(jìn)行解釋。本課實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象所指向的物理概念是：空氣受熱膨脹，密度減小，導(dǎo)致熱空氣上升冷空氣下降。學(xué)生只需要通過簡單的熱氣球模擬實(shí)驗(yàn)方法，對空氣的這種物理性質(zhì)有一個感性直觀的認(rèn)知，知道熱空氣會上升，空氣變冷后會下降就可以了，不需要對相關(guān)的物理原理進(jìn)行深入學(xué)習(xí)。拓展板塊，通過出示“孔明燈”的圖片和視頻，讓學(xué)生解釋其飛行的原理，對所學(xué)的知識加以鞏固和應(yīng)用。本課還滲透了課程標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)“運(yùn)動”、“熱”的內(nèi)容：“物體的運(yùn)動可以用位置、快慢和方向來描述”以及“熱可以改變物體的狀態(tài)，以不同方式傳遞，熱是人們常見的一種能量表現(xiàn)形式”。教師在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計時，需要對以上內(nèi)容給予適當(dāng)關(guān)注。【學(xué)情分析】熱氣球是生活中比較有趣的一個物件，三年級的學(xué)生對此很感興趣，甚至有一些學(xué)生有過親身體驗(yàn)的經(jīng)歷，對熱氣球具有一定的認(rèn)識，具備了了解“熱氣球是需要靠熱才能進(jìn)行升空”的這一前概念，但是對“熱氣球受熱后是怎樣飛起來的？”這一問題不能做出具體的解釋，這正是本節(jié)課的著眼點(diǎn)。【教學(xué)目標(biāo)】科學(xué)概念目標(biāo)1.學(xué)生通過放飛“熱氣球”活動，了解空氣受熱后溫度升高，體積膨脹上升。2.學(xué)生通過放飛“熱氣球”活動，了解熱氣球能升空是由于里面的空氣受熱膨脹變輕，從而帶動了熱氣球升空，空氣冷卻后熱氣球又會降下來。科學(xué)探究目標(biāo)1.在放飛“熱氣球”的活動中，能描述熱氣球上升和下降的現(xiàn)象，并對類似的現(xiàn)象進(jìn)行解釋。2.在放飛“熱氣球”的活動中，能運(yùn)用繪畫、書寫等形式進(jìn)行設(shè)計和記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。科學(xué)態(tài)度目標(biāo)1.學(xué)生通過放飛“熱氣球”活動，知道在一定條件下，科學(xué)實(shí)驗(yàn)是可重復(fù)的。2.在放飛“熱氣球”的活動中，能針對活動中遇到的困難或問題提出自己的解決方案。科學(xué)、技術(shù)、社會與環(huán)境目標(biāo)學(xué)生通過拓展活動，了解孔明燈的飛行原理以及危害性。【教學(xué)重難點(diǎn)】重點(diǎn)：嘗試讓“熱氣球”升空并在此過程中了解“熱空氣”的上升現(xiàn)象。難點(diǎn)：用概括性的語言有邏輯地解釋“熱氣球”升空及降落的現(xiàn)象。【教學(xué)準(zhǔn)備】教師：蠟燭1支，點(diǎn)火器1個，塑料袋1個，紙筒1個，教學(xué)課件及視頻。每個小組：塑料袋1個，蠟燭1支，紙筒1個，點(diǎn)火器1個，學(xué)習(xí)單，學(xué)生活動手冊【教學(xué)過程】一、聚焦：揭示課題（預(yù)設(shè)3分鐘）材料準(zhǔn)備：教學(xué)課件1.教師課件出示熱氣球的圖片，提問：有一些旅游景點(diǎn)會提供游客乘坐熱氣球的服務(wù)，有沒同學(xué)乘坐過熱氣球？你知道人們是怎樣讓熱氣球升上去的嗎？（預(yù)設(shè)：熱氣球是通過加熱升上去的。）2.教師出示人們加熱使熱氣球上升的圖片，提問：仔細(xì)觀察，人們做了什么使熱氣球升了上去？（預(yù)設(shè)：加熱里面的空氣。）談話：其實(shí)，人們在加熱過程中并沒有加熱熱氣球本身，而是加熱了里面的空氣，那么加熱后空氣發(fā)了哪些變化，熱氣球又是怎么升上去的，今天我們在課堂上就要來做一個模擬熱氣球，通過模擬熱氣球來研究這個問題。3.板書課題我們來做熱氣球（設(shè)計意圖：通過圖片引出本節(jié)課研究的主題熱氣球，調(diào)查本班中有否乘坐過熱氣球的學(xué)生，如有乘坐的學(xué)生，可以讓他憑經(jīng)驗(yàn)先來介紹熱氣球升空的過程。再通過熱氣球升空前的加熱短視頻，使本堂課研究的中心從熱氣球本身聚焦到熱氣球里面的空氣，引發(fā)學(xué)生思考：空氣加熱后的到底產(chǎn)生了什么變化？）二、探索：模擬“熱氣球”升空的活動（預(yù)設(shè)22分鐘）材料準(zhǔn)備：每個小組塑料袋1個，蠟燭1支，紙筒1個，點(diǎn)火器1個，學(xué)習(xí)單，學(xué)生活動手冊1提供材料，嘗試設(shè)計（1）提問：老師有一個較大的塑料袋，這個就是今天我們課堂上的“熱氣球”。當(dāng)然，只有這一個塑料袋當(dāng)然沒法直接讓它飛起來，還需要什么？（預(yù)設(shè)：用火來進(jìn)行加熱。）教師出示蠟燭，演示用點(diǎn)火器點(diǎn)燃蠟燭，同時簡單介紹點(diǎn)火器的使用方法及注意事項(xiàng)。（2）談話：現(xiàn)在，我們能利用這個熱源來讓“熱氣球”升空了嗎，誰愿意上來試一下。學(xué)生嘗試，發(fā)現(xiàn)問題：直接用蠟燭加熱塑料袋里的空氣很難，容易使塑料袋受熱熔化變形。（3）教師出示紙筒，提問：為了避免蠟燭火焰溫度過高直接熔化“熱氣球”，我們可以利用這個紙筒，你們知道紙筒怎樣使用嗎？小組同學(xué)討論，并在學(xué)習(xí)單上畫出紙筒和塑料袋的位置（畫設(shè)計圖）。（4）展示學(xué)生的設(shè)計圖，討論優(yōu)劣及分析需要注意的事項(xiàng)：紙筒帶有孔的一面靠下，需要進(jìn)氣；塑料袋的邊緣不能過低，以免把進(jìn)氣孔堵住；紙筒上端溫度仍然較高，塑料袋盡量避免直接接觸紙筒上端（設(shè)計意圖：通過思考和嘗試逐步引出材料，并在此過程中認(rèn)識到每一種材料的作用和使用方法，再通過畫設(shè)計圖，思考材料之間的組裝方式，同時清楚認(rèn)識到活動過程中應(yīng)該怎么做，需要觀察什么。）2“熱力”升空，感知變化（1）談話：接下來我們不僅要讓“熱氣球”升空，更重要的是研究它是怎樣升空的。所以在活動開始之前，要首先看學(xué)生活動手冊，來了解活動中重點(diǎn)需要觀察和記錄的內(nèi)容。學(xué)生閱讀活動手冊，了解觀察的重點(diǎn)及思考記錄的方法。（2）提供材料，學(xué)生活動：利用蠟燭、紙筒讓“熱氣球”升空。“升空”要點(diǎn)：小組同學(xué)要互相配合，袋口朝下盡量撐開，底部拉高使塑料袋處在一個最優(yōu)狀態(tài)，保證蠟燭能加熱到塑料袋中足量的空氣但不會加熱到塑料袋本身；塑料袋需要加熱比較長的時間，待它上升的趨勢比較明顯時，小組同學(xué)一齊放手，盡量讓塑料袋豎直升空。本次活動過程中，學(xué)生可能會經(jīng)歷多次失敗導(dǎo)致塑料袋受熱熔化變形，所以教師需要多準(zhǔn)備一些塑料袋提供給學(xué)生。（3）完成學(xué)生活動手冊上的內(nèi)容，上交材料。（設(shè)計意圖：“熱氣球”升空的高度并非本次活動的重點(diǎn)，本活動意在通過模擬塑料袋的升空來了解加熱后空氣的變化，活動手冊的記錄尤為關(guān)鍵，所以在活動前安排學(xué)生通過閱讀來了解活動的目的及記錄的主要內(nèi)容，以便在活動過程中找到觀察的重點(diǎn)。在活動中，學(xué)生勢必會在意“熱氣球”上升的高度，這需要教師對小組活動進(jìn)行指導(dǎo)，也需要進(jìn)行多次嘗試，來熟悉升空的技巧及相互間配合的默契程度。）三、研討：實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)及解釋（預(yù)設(shè)10分鐘）材料準(zhǔn)備：教學(xué)課件1回顧活動，分析成敗（1）討論：剛才的活動中，有些小組的“熱氣球”飛的很高，過了比較長的時間才落下來，說說看，你們時怎么做的？有什么技巧嗎？（2）討論：也有些小組的“熱氣球”飛的沒那么高，也來說說看，你們是怎么做的？遇到了哪些問題？（設(shè)計意圖：通過分析活動的成敗，反思活動中做的到位和不足之處，便于再一次操作的改進(jìn)。這個反思過程也是對于“熱氣球”升空原理的一個認(rèn)識過程。）2討論分析，解釋原因（1）展示學(xué)生活動手冊的記錄情況，討論：加熱前后，塑料袋發(fā)生了哪些方面的變化？學(xué)生從袋子的體積，表面的溫度，手拎的力度以及袋子的繃緊程度等方面來描述袋子的變化。再由袋子的變化思考空氣加熱后發(fā)生了什么變化。教師對學(xué)生的回答進(jìn)行板書。（2）討論：塑料袋加熱后會上升，怎么解釋？后來又慢慢落下來，為什么？學(xué)生需要用自己的語言，比較有邏輯性的解釋塑料袋升空及落下的原因，在解釋的細(xì)節(jié)中，尤其希望學(xué)生能形象地描述加熱前后袋中空氣的變化。如果學(xué)生能用前面學(xué)習(xí)到的微粒來表征，說明學(xué)生的解釋水平達(dá)到了較高的水平。（設(shè)計意圖：要解釋熱氣球升空的原因，首先要基于現(xiàn)象，所以首先討論袋子加熱后的變化，通過袋子的變化分析空氣的變化，認(rèn)識到袋子升空實(shí)際是由空氣受熱膨脹帶動它升空所致。第二個問題需要學(xué)生組織語言進(jìn)行解釋，考察學(xué)生的表達(dá)及邏輯能力，教師可以讓多個學(xué)生來進(jìn)行表達(dá)和重復(fù)，以便讓學(xué)生的認(rèn)識更為深刻。）四、拓展：孔明燈飛行原理及危害的認(rèn)識（預(yù)設(shè)5分鐘）材料準(zhǔn)備：教學(xué)課件1.教師課件出示孔明燈圖片，提問：孔明燈是一種能夠長時間自由飛行的飛行燈，我國一些地區(qū)有元宵節(jié)放飛孔明燈的習(xí)俗，誰來說說孔明燈飛行的原理？（預(yù)設(shè)：它和熱氣球的原理一樣，利用熱空氣膨脹會上升帶動孔明燈飛行。）提問：為什么孔明燈飛行的時間會更長？（預(yù)設(shè)：孔明燈的火源與燈一起飛行，可以持續(xù)加熱。）2.教師課件播放視頻燃放孔明燈的危害，提問：誰再來說說你對孔明燈有什么新的認(rèn)識？（預(yù)設(shè)：孔明燈降落的地方可能會引起火災(zāi)，所以不能在戶外隨意放飛孔明燈。）3.課堂小結(jié)。【板書設(shè)計】我們來做“熱氣球”【學(xué)習(xí)單】在下圖中畫出紙筒和塑料袋的位置【活動手冊使用說明】本節(jié)課的活動手冊，有3部分的內(nèi)容。1.觀察活動記錄上有完成實(shí)驗(yàn)的一些要點(diǎn)提示，比如：加熱前，塑料袋不遮擋入氣孔，小心不要點(diǎn)燃塑料袋或者燒傷自己。2.記錄加熱后袋子的狀態(tài)，不用約束學(xué)生畫在方框內(nèi)，可以畫在超過方框的地方，比如：袋子飛到高處。其中，學(xué)生受第三課壓縮空氣中用小圓圈代表空氣的顆粒的啟示，想到畫空氣分子的運(yùn)動方向，教師可以肯定學(xué)生的想法。3.記錄自己對加熱后塑料袋子的狀態(tài)變化的解釋。【作業(yè)設(shè)計】1.在放飛“熱氣球”的過程中，以下哪一項(xiàng)不正確。 A.“熱氣球”的袋口邊緣高于紙筒的進(jìn)氣孔。 B.加熱到“熱氣球”繃緊時，小組成員同時放手。C.“熱氣球”加熱導(dǎo)致變形，繼續(xù)用這個“熱氣球”進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。2.空氣在加熱過程中， 。A.體積會被壓縮 B.會往上升 C.會往下降3.孔明燈能持續(xù)飛行，主要是因?yàn)?。A.孔明燈體積大 B.孔明燈的熱源溫度高 C.孔明燈的熱源與燈一起飛行