3.14《热气球上升的秘密》教学设计

中小学教育资源及组卷应用平台 新青岛版三上科学第三单元第14课《热气球上升的秘密》教学设计 （对应大单元活动5：征服天空的终极挑战） 一、活动主题 解锁升空密码———校园热能工程师挑战赛（终级任务） 二、课程标准依据 核心概念 3.物质的运动与相互作用（热空气上升） 学习内容 3.3 热空气比冷空气轻 学段目标 ①解释热气球上升原理；②设计模拟实验验证猜想（3~4年级） 三、教材分析 1.核心内容：通过热气球升空现象，探究热空气性质及其在航空中的应用。 2.实验重点：对比冷/热空气的浮力差异，理解“密度变化→浮力产生”的简化模型。 3.跨学科融合：物理（浮力）、历史（中国古代孔明灯）、工程学（载人热气球设计）。 四、教学目标 科学观念 理解热空气密度小于冷空气是热气球上升的原理 科学思维 通过类比推理建立“温度-密度-浮力”的逻辑链 探究实践 制作简易热气球并测试升空条件 态度责任 培养航空探索精神；感悟中国航天科技崛起 五、教学重难点 1.重点：热空气上升现象的观察与原理描述。 2.难点：理解“密度差产生浮力”的抽象概念 六、教学准备 1.材料包： （1）薄塑料袋（40×60cm）、酒精棉球、铁丝架 （2）电子秤、透明水槽、冷/热水 （3）蜡烛、秒表、温度计 2.教具： （1）热气球结构剖面图 （2）中国首艘飞艇“上海号”历史照片 （3）神舟飞船返回舱降落视频 3.安全：防火毯、护目镜、通风环境 七、教学过程 （一）导入：天空的召唤 教师活动： “热能工程师们！终极挑战来临———学校科技节要举办‘热气球嘉年华’，但试飞时气球总趴在地上！谁能破解升空密码？” 提问： “为什么烤火时，纸屑会在火焰上方跳舞上升？” 学生活动： 分组点燃蜡烛，撒纸屑观察上升气流 记录现象：“纸屑被热气顶上天！” 设计理念： 用校园科技节真实任务驱动，生活现象切入降低认知门槛。 （二）新授：热空气的魔力 任务1：空气轻重大比拼 实验： 1.透明水槽注入冷水，放入装满空气的扎口塑料袋 → 沉底 2.水槽换热水，同一塑料袋放入 → 浮起 关键发现：空气受热变“轻”，冷水里变“重”！ 任务2：迷你热气球挑战 合作制作： 1.铁丝架固定酒精棉球，套薄塑料袋 2.点燃棉球加热20秒后放手 3.记录升空高度和留空时间 数据擂台： 1组 65℃ 210 8.2 2组 80℃ 320 12.5 工程师结论： “温度越高，空气越‘轻’，浮力越强！———这就是热气球的飞天秘钥！” （三）深度探究：从孔明灯到空间站 教师提问： “三国时期诸葛亮用孔明灯传递军情，现代中国航天如何利用热空气？”（播放神舟返回舱着陆视频） 学生发现： 1.返回舱穿越大气层时摩擦生热，底部隔热层像“超级热气球”抵挡高温 2.降落伞打开前，反推火箭喷火形成热气缓冲垫 民族自豪感升华： “从诸葛亮的智慧到神舟飞船的科技，中国人用2000年把‘热空气’从战场信使变成护国重器！未来，你们会让它在火星升起五星红旗！” （四）总结迁移：工程师的星空 教师总结： “真正的工程师，既要懂原理（热空气上升），更要敢创造（征服深空）。现在请提交终极方案———� 迁移任务： 1.设计“火星热气球”：火星大气稀薄，如何改进热源和气囊？ 2.竞赛规则：最可行方案将获“未来航天工程师”认证 金句升华： “地球是人类的摇篮，但人不能永远待在摇篮里———中国航天人正把热空气的古老智慧，铸成探索宇宙的新钥匙！” 八、分层作业设计 基础作业 解释3个热空气应用（如烟囱排烟、抽油烟机） ★：描述现象 ★★：标注气流方向图 ★★★：分析安装高度的科学依据 提升作业 测试不同形状/材质气囊的升空效果 ★：定性描述（如“塑料袋比纸袋飞得高”） ★★：测量高度数据 ★★★：建立“表面积/重量比”与升力关系 拓展作业 设计“金星探测热气球”（地表温度465℃ ... ...