9 热气球上升的秘密（教学设计）2023-2024学年四年级上册科学青岛版

9热气球上升的秘密（教学设计）2023-2024学年四年级上册科学青岛版课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、课程基本信息1.课程名称：9热气球上升的秘密

2.教学年级和班级：2023-2024学年四年级上册，四年级1班

3.授课时间：2023年10月15日

4.教学时数：1课时

本节课通过引导学生探究热气球上升的原理，让学生了解气体膨胀和收缩的基本概念，培养学生的观察、思考和实验能力，与青岛版四年级上册科学教材内容紧密关联。二、核心素养目标1.科学探究：培养学生提出问题、设计实验、观察现象、记录数据的能力。

2.科学思维：通过分析热气球上升的原理，培养学生推理、归纳、总结的科学思维方式。

3.科学态度：激发学生对科学的兴趣，培养积极探索、勇于质疑、严谨求实的科学态度。

4.科学责任：引导学生关注科学知识在生活中的应用，增强对科学知识的尊重和责任感。三、教学难点与重点1.教学重点：

①理解热气球上升的基本原理，即热空气比冷空气轻，能够上升。

②掌握如何通过实验验证热气球上升的原理，包括实验设计和实验操作。

2.教学难点：

①学生对气体密度和温度关系的理解，如何通过实验现象让学生直观感受到热空气的上升。

②引导学生从实验中抽象出热气球上升的物理模型，并将其与实际生活中的应用联系起来，如气象观测、航空等领域的应用。四、教学资源准备1.教材：每人一本青岛版四年级上册科学教材。

2.辅助材料：准备相关热气球上升的动画视频和图片资料。

3.实验器材：每组学生准备一个透明塑料袋、一根细绳、热源（如蜡烛）、温度计。

4.教室布置：将教室划分为实验操作区和观察讨论区，确保学生安全进行实验和交流。五、教学过程设计1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对热气球上升秘密的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

-开场提问：“你们知道热气球是什么吗？它为什么能够升空？”

-展示一些热气球上升的图片或视频片段，让学生初步感受热气球的特点。

-简短介绍热气球的基本概念、它在航空史上的重要性，为接下来的学习打下基础。

2.热气球基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解热气球上升的基本原理。

过程：

-讲解热气球上升的物理原理，包括热空气和冷空气的密度差异。

-使用示意图解释热气球的结构和加热空气使其上升的过程。

-通过实例说明热气球在气象观测和旅游中的应用。

3.热气球上升案例分析（20分钟）

目标：通过具体案例分析，让学生深入了解热气球上升的原理和实际应用。

过程：

-选择几个典型的热气球上升案例进行分析，如历史上的重要飞行、科学实验等。

-详细介绍每个案例的背景、实施过程和结果，让学生全面了解热气球上升的多样性和复杂性。

-引导学生思考这些案例对实际生活的影响，讨论如何利用热气球上升原理解决实际问题。

4.学生小组讨论（10分钟）

目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。

过程：

-将学生分成若干小组，每组选择一个与热气球上升相关的主题进行深入讨论。

-小组内讨论该主题的科学原理、技术挑战以及可能的解决方案。

-每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果。

5.课堂展示与点评（15分钟）

目标：锻炼学生的表达能力，同时加深全班对热气球上升原理的认识和理解。

过程：

-各组代表依次上台展示讨论成果，包括主题的科学原理、技术挑战及解决方案。

-其他学生和教师对展示内容进行提问和点评，促进互动交流。

-教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向。

6.实验探究热气球上升（15分钟）

目标：通过实验验证热气球上升的原理，培养学生的实验操作和观察分析能力。

过程：

-分配实验器材，讲解实验步骤和安全注意事项。

-学生分组进行实验，观察并记录热气球上升的现象。

-学生分析实验数据，讨论实验结果与热气球上升原理的关系。

7.课堂小结（5分钟）

目标：回顾本节课的主要内容，强调热气球上升原理的重要性和意义。

过程：

-简要回顾本节课的学习内容，包括热气球上升的基本原理、实验探究过程。

-强调热气球上升原理在航空、气象等领域的应用价值。

-布置课后作业：让学生绘制一幅热气球上升原理的示意图，并解释其科学道理。

8.课后延伸（5分钟）

目标：鼓励学生将课堂所学应用到课外，拓展知识视野。

过程：

-教师提供一些与热气球上升相关的阅读材料或网络资源，供学生课后阅读。

-鼓励学生观察生活中的热气球上升现象，尝试解释其背后的科学原理。

-学生可以自由组成兴趣小组，探讨热气球上升原理在科技创新中的应用。六、拓展与延伸1.提供与本节课内容相关的拓展阅读材料：

-《热气球的历史与发展》：介绍热气球从发明至今的发展历程，以及它在航空史上的重要地位。

-《热气球上升原理在气象学中的应用》：阐述热气球如何帮助气象学家进行天气预报和研究气候变化。

-《热气球制作与技术》：详细介绍热气球的结构设计、材料选择和制作过程。

-《热气球飞行安全指南》：讲解热气球飞行的安全措施和注意事项，提高学生的安全意识。

2.鼓励学生进行课后自主学习和探究：

-观察记录：让学生在课后观察记录热气球上升的实例，如节日庆典中的热气球表演，分析其上升过程和原理。

-制作小实验：鼓励学生利用家中材料，如塑料袋、吹风机等，制作简单的热气球模型，并观察其上升现象。

-科学论文阅读：推荐学生阅读有关热气球上升原理的科学论文，了解最新的科学研究进展。

-社会实践：组织学生参观当地的气象站或航空博物馆，了解热气球在实际应用中的重要作用。

-创新设计：鼓励学生思考如何改进热气球的设计，以提高其飞行效率或安全性，并尝试绘制设计图。

-问题探讨：让学生思考并讨论热气球上升原理在其他领域，如无人机、卫星发射中的应用。

-视频学习：观看有关热气球上升原理和飞行历史的视频资料，加深对课堂内容的理解。

-家长参与：鼓励家长参与孩子的学习过程，一起探讨热气球上升原理在日常生活中的应用。

-科技小制作：指导学生制作与热气球上升原理相关的科技小制作，如热气球模型、气象观测装置等。

-科学日记：鼓励学生记录自己的学习过程和发现，形成科学日记，培养其科学写作能力。七、课后作业1.请绘制一幅热气球上升原理的示意图，并标注出热空气和冷空气的位置以及它们对热气球上升的影响。

2.根据课堂所学，编写一篇短文，介绍热气球上升的科学原理，字数不少于200字。

3.设计一个实验，验证热空气比冷空气轻的原理，并写出实验步骤、预期结果和可能遇到的困难及解决方案。

补充和说明举例题型：

题型一：实验报告

题目：验证热空气上升的实验报告

答案：学生需撰写一份实验报告，内容包括实验目的、实验材料、实验步骤、实验现象、实验分析以及实验结论。例如，实验步骤可以是“将一个充满热空气的塑料袋和一个充满冷空气的塑料袋同时放开，观察它们的上升情况”。

题型二：问题解答

题目：为什么热气球在早晨和傍晚时飞行最为理想？

答案：早晨和傍晚时，空气温度相对较低，热气球内部加热后的空气与外界冷空气的密度差异更大，使得热气球更容易上升。

题型三：应用题

题目：一个热气球的质量为300千克，需要多少体积的热空气才能使其升空？（假设热空气的密度为0.9千克/立方米，冷空气的密度为1.2千克/立方米）

答案：热气球需要排开的冷空气体积为300千克/(1.2千克/立方米-0.9千克/立方米)≈500立方米的热空气。

题型四：分析题

题目：分析热气球上升过程中可能遇到的问题及其解决方法。

答案：可能遇到的问题包括热气球上升过快、方向控制困难等。解决方法可以是调整热源的温度、使用风向控制装置等。

题型五：创新设计

题目：设计一个新型热气球，提高其飞行效率。

答案：学生需设计一个新型热气球，可以从材料选择、热源设计、形状优化等方面进行创新。例如，使用更轻质的材料、采用高效的燃烧器、设计流线型的热气球外形等。八、课堂1.课堂评价：

-提问：在课堂教学中，教师会根据教学内容设计不同难度的问题，通过提问的方式检查学生对热气球上升原理的理解程度。问题可以包括基础知识的回忆、实验现象的解释以及原理的应用等。

-观察：教师会观察学生在课堂上的参与度，包括实验操作、小组讨论和课堂展示等环节的表现。观察学生的合作能力、问题解决能力和科学探究能力。

-测试：在课程的某个阶段，教师会安排一次小测试，以书面或口头的形式进行，测试内容涵盖课堂所学的重要知识点，以评估学生对知识点的掌握情况。

-及时反馈：对于发现的问题，教师会及时与学生交流，提供个性化的指导和建议，帮助学生理解难点，巩固知识点。

2.作业评价：

-批改：教师会认真批改学生的作业，包括图纸绘制、实验报告、短文撰写等，关注学生的理解深度和创新能力。

-点评：在作业批改后，教师会给出具体、详细的点评，指出学生的优点和需要改进的地方，以及改进的方向。

-反馈：教师会及时将作业评价反馈给学生，鼓励学生针对反馈内容进行思考和改进。

-鼓励：对于作业完成出色的学生，教师会给予表扬和鼓励，增强学生的自信心和学习动力。

具体评价方式如下：

-课堂提问评价：

-题型示例：请解释热气球上升的原理。

-评价标准：学生能够准确描述热空气比冷空气轻，热气球内空气受热膨胀上升的原理。

-答案示例：热气球上升是因为内部的热空气密度小于外部冷空气，因此受到的浮力大于其重力，从而上升。

-课堂观察评价：

-评价内容：学生在小组讨论中的表现，包括是否积极参与、能否有效沟通、是否能够提出建设性意见。

-评价标准：学生能够积极参与讨论，提出自己的见解，能够与组员有效沟通，共同解决问题。

-测试评价：

-题型示例：设计一个实验来验证热空气上升的原理。

-评价标准：学生能够设计出合理的实验方案，包括实验材料、步骤和预期结果。

-答案示例：使用一个透明塑料袋，通过向袋内吹入热空气并封闭袋口，观察塑料袋是否会上升。

-作业批改评价：

-题型示例：绘制热气球上升原理示意图。

-评价标准：学生能够准确绘制出热气球的结构，标注出热空气和冷空气的位置，并能够解释它们对热气球上升的影响。

-答案示例：图示中热气球的上部为热空气区域，下部为冷空气区域，热空气区域上升推动热气球上升。

-作业反馈评价：

-反馈内容：针对学生的作业，教师会提供具体的改进建议，如“绘图不够清晰，请重新绘制并标注细节”。

-评价标准：学生能够根据教师的反馈进行有效改进，提高作业质量。板书设计①热气球上升原理：

-热空气比冷空气轻

-密度差异导致浮力作用

-热气球内部加热，空气膨胀，体积增大，密度减小

-热气球上升

②热气球结构：

-袋体（容纳热空气）

-燃烧器（加热空气）

-降落伞（减速降落）

③实验探究：

-实验目的：验证热气球上升原理

-实验材料：塑料袋、细绳、热源、温度计

-实验步骤：①加热空气②封闭袋口③观察上升现象

-实验结果：塑料袋上升

④热气球应用：

-气象观测

-航空旅游

-科学研究教学反思与总结今天的教学过程总体来说比较顺利，学生们对热气球上升的原理表现出了浓厚的兴趣，积极参与课堂讨论和实验操作。以下是我对今天教学的一些反思和总结：

1.教学反思：

-在导入新课环节，我通过提问和展示图片的方式，成功地激发了学生的好奇心和探索欲望，为接下来的学习奠定了良好的基础。

-在基础知识讲解环节，我使用了示意图和实例讲解，帮助学生更好地理解了热气球上升的原理。但在讲解过程中，我发现部分学生对气体密度和温度的关系理解不够深入，需要加强这方面的讲解和练习。

-在案例分析环节，我选择了几个典型的案例进行分析，引导学生思考热气球上升原理的实际应用。但部分学生在案例分析中缺乏主动思考，需要进一步引导和鼓励。

-在小组讨论环节，学生们能够积极参与，但部分小组的讨论深度不够，需要加强引导和提问，促进学生深入思考。

-在课堂展示环节，各组代表能够清晰地展示讨论成果，但部分学生在表达能力和逻辑思维能力方面还有待提高。

2.教学总结：

-学生们对热气球上升的原理有了初步的了解，能够通过实验验证热气球上升的原理，并能够将所学知识应用到实际生活中。

-学生们在合作能力、问题解决能力和科学探究能力方面有了明显的提升，能够积极参与课堂讨论和实验操作。

-学生们对科学探究的兴趣和热情有所增强，能够主动思考和提出问题，为今后的学习奠定了良好的基础。