小学科学实验《制作热气球》教学设计

小学科学实验《制作热气球》教学设计一、教学目标设定（一）知识与技能学生能清晰描述热气球升空的核心科学原理（热空气密度小于冷空气，受浮力作用上升），并独立完成简易热气球的制作与实验操作，观察记录实验现象。（二）过程与方法通过“猜想—验证—制作—改进”的探究流程，提升动手实践、分析归纳能力；学会以小组为单位设计实验方案，记录并推导科学结论。（三）情感态度与价值观体验科学实验的乐趣与成就感，培养团队协作精神；树立“规范操作、安全实验”的意识，激发对空气科学、工程设计的探索兴趣。二、教学重难点剖析（一）教学重点理解热空气上升的原理，掌握简易热气球的制作流程（框架搭建、袋口密封、热源安装）。（二）教学难点优化实验装置（如解决“袋口密封不严”“热源稳定性不足”等问题），并能结合实验现象分析成败原因，提出改进方案。三、教学准备清单（一）材料工具（每组配置）1个大号轻质塑料袋（建议选用透明度高、韧性好的保鲜袋，提前测试升空效果）；细铁丝（或竹篾）、2-3根蜡烛、打火机（教师统一管理）；剪刀、胶带、小纸条（用于记录实验现象）。（二）教具资源热气球历史发展图文资料（蒙戈菲尔兄弟发明故事）；热空气上升原理动画演示视频；实验安全操作指南卡片（标注“火焰使用规范”“器材整理要求”）。四、教学过程设计（一）情境激趣·导入新课播放热气球飞越山谷的视频片段，提问：“热气球为什么能‘托’着人飘向高空？里面藏着什么科学密码？”结合图片讲述蒙戈菲尔兄弟用麻布口袋+火盆发明热气球的小故事，引发学生对“热空气与升空”的探究欲望。（二）猜想验证·探究原理1.问题驱动，初步猜想引导学生猜想：“空气受热后会发生什么变化？”鼓励用“小纸条实验”验证：将点燃的蜡烛放在纸条下方，观察纸条飘动方向（纸条向上飘，直观感知“热空气向上流动”）。2.对比实验，推导原理出示两个相同的塑料袋：①用蜡烛加热袋内空气，②不加热。同时松开手，观察哪个袋子会上升。引导学生对比分析：“加热后的空气变轻了？还是有向上的力？”结合“密度”概念（用“棉花糖与铁球”类比：热空气像蓬松的棉花糖，冷空气像紧实的铁球），得出结论：热空气密度比冷空气小，会向上运动。（三）动手实践·制作热气球1.方案设计，头脑风暴小组讨论“如何利用热空气原理制作简易热气球”，教师展示参考模型（铁丝环形框架固定袋口、蜡烛为热源），引导思考：“袋子大小、框架稳固性、热源位置，会如何影响升空效果？”2.分步制作，注重细节框架搭建：用细铁丝弯成圆环（直径略小于袋口），胶带固定接口（教师强调：需打磨尖锐处，避免划伤袋子）。袋口密封：撑开塑料袋口，套在铁丝环上，用胶带紧密缠绕边缘（演示“Z字形密封法”，减少热空气泄漏）。热源安装：将蜡烛固定在铁丝环下方（或用支架支撑），调整高度使火焰中心对准袋口（避免火焰灼烧袋子）。3.安全提示，全程护航发放“安全操作指南”：①打火机、蜡烛由组长统一取用，火焰附近严禁放易燃物；②实验后用镊子熄灭蜡烛，冷却后整理器材；③室外实验需远离树木、电线。（四）实验观察·记录分析各小组在空旷区域（教室前方或室外）实验，观察塑料袋是否升空，记录“加热时间、升空高度、持续时间”。实验后小组讨论：“我们的热气球成功了吗？成功/失败的关键原因是什么？”（如“袋子太重”“密封不严”“热源太弱”等）“如何改进？（如更换更轻的袋子、增加蜡烛数量、优化密封方式）”教师巡视指导，重点关注“热空气量、装置密封性”对实验的影响，引导学生用“控制变量法”分析问题（如“对比‘密封袋’与‘未密封袋’的升空效果”）。（五）交流总结·拓展应用1.成果分享，思维碰撞各小组展示实验成果，分享改进策略（如“用保鲜膜替代塑料袋，更轻更透”“用3根蜡烛并联，热源更稳定”）。2.原理深化，联系生活结合实验现象，总结热气球升空原理：“热空气密度小，向上的浮力大于装置重力，因此升空。”联系生活提问：“冬天暖气片上方的空气为什么会流动？”（热空气上升，冷空气补充，形成对流）“孔明灯的原理和我们的实验一样吗？”（本质相同，但孔明灯需注意防火安全）3.拓展思考，延伸探究提问：“如果要让热气球飞得更高、更久，还能做哪些改进？”（如“用更轻的碳纤维框架”“设计可调节的热源”），激发学生课后用环保材料（如纸质灯罩、LED灯模拟热源）继续探究。五、教学评价设计采用“星级评价表”，从四维度评价：评价维度评价标准（星级）学生自评小组互评教师点评----------------------------------------------------------------参与度积极思考、动手★★★★★★★★★★★★★★★操作规范性工具使用、安全意识★★★★★★★★★★★★★★★合作能力小组分工、交流分享★★★★★★★★★★★★★★★成果与反思实验效果、改进建议★★★★★★★★★★★★★★★评价后，教师用“彩虹卡”肯定优点（如“XX组密封袋口的方法很创新！”），并针对不足提出改进方向（如“XX组可尝试减少框架重量”）。六、教学反思要点（一）安全管理优化若班级学生动手能力较弱，可提前用电子蜡烛替代真实火焰（或在教师指导下统一点火），降低安全风险；室外实验需提前勘察场地，远离易燃物。（二）材料适配性调整部分塑料袋因厚度、材质问题难以升空，可提前测试不同品牌的保鲜袋，或提供“轻质塑料袋+纸质灯罩”两种材料供学生对比实验。（三）差异化指导策略