2025 小学四年级科学下册热气球充气与放飞步骤课件

一、认知奠基：为什么要学习热气球充气与放飞？演讲人CONTENTS认知奠基：为什么要学习热气球充气与放飞？准备阶段：工欲善其事，必先利其器充气步骤：从“瘫软”到“直立”的关键转变放飞操作：从“地面”到“天空”的精准控制安全大于天：贯穿全程的“隐形防线”总结与拓展：从操作到原理的深度联结目录2025小学四年级科学下册热气球充气与放飞步骤课件作为一名从事小学科学教育十余年的教师，我始终相信：最好的科学课，是让孩子们在动手实践中触摸原理。今天，我们要共同探索的“热气球充气与放飞步骤”，正是将“热空气上升”这一科学原理转化为直观操作的典型案例。这节课不仅要让同学们掌握规范的操作流程，更要在实践中理解“科学知识如何指导实践”的底层逻辑。接下来，我将以亲身带领学生开展热气球实验的经验为基础，从准备、充气、放飞到总结，为大家详细拆解每一个关键环节。01认知奠基：为什么要学习热气球充气与放飞？认知奠基：为什么要学习热气球充气与放飞？在正式进入操作步骤前，我们需要先明确两个核心问题：热气球的工作原理是什么？为什么掌握规范的充气与放飞步骤如此重要？1热气球的科学原理回顾四年级上册我们学过“热空气与冷空气”的知识——热空气因分子运动加剧、密度减小，会比同体积的冷空气更轻，因此会上升。热气球正是这一原理的典型应用：通过燃烧器加热球体内的空气，使球体内外产生密度差，当浮力大于重力时，热气球就能升空。去年带学生做“纸筒热气球”小实验时，有个孩子举着烧黑的纸筒问我：“老师，为什么纸没被烧穿？”这正是因为燃烧器的热量集中在球口，且纸筒表面温度未达到燃点。这说明，理解原理是安全操作的前提。2规范操作的必要性热气球充气与放飞是一项需要“手脑协同”的实践活动。我曾见过学生因急于求成，在充气时猛开燃烧器导致球皮局部过热；也遇到过放飞时未观察风向，气球撞向树枝的情况。这些案例都在提醒我们：每一个操作细节都关系到实验的成败，甚至安全。因此，我们需要像工程师设计方案一样，将步骤拆解到最小单元，确保每个动作都有科学依据。02准备阶段：工欲善其事，必先利其器1材料与工具清单要完成一次成功的热气球充气与放飞，需要准备以下核心材料（以教学用小型热气球为例）：球囊：通常为尼龙材质（需检查是否有破损，可用手电筒从内部照射，观察是否有透光点）；燃烧器：教学型丙烷燃烧器（需确认气罐余量，建议使用新气罐，避免中途断气）；吊篮：竹编或轻质金属篮（需固定在球囊下拉绳上，承重不超过2kg）；测风仪：手持风速风向仪（用于测量风速是否≤3m/s，风向是否稳定）；辅助工具：牵引绳（3根，每根长5-8米）、防火手套（2副）、秒表（记录加热时间）、温度计（测量球内外温差）。去年有个小组忘记检查球囊破损，充气时气球侧面鼓起大包，差点导致实验中断。这提醒我们：材料检查是准备阶段的“第一关卡”。2场地选择与布置围观区：用警戒带划分，与操作区保持10米距离（防止无关人员闯入）。05我曾在教学楼前尝试实验，结果气球被楼体反射的气流吹偏，最终挂在篮球架上。这说明：场地选择要“宁大勿小，宁空勿杂”。06平整度：地面无坑洼、碎石（防止牵引绳绊倒，或吊篮滑动）；03风向条件：选择开阔的下风向（如操场南侧，北风时在南侧操作，避免火焰被风吹向球囊）；04场地选择直接影响实验安全性与成功率，需满足以下条件：01空旷性：直径50米内无树木、电线、建筑物（避免气球上升时碰撞）；023人员分工与培训为确保操作有序，需将小组成员（建议4-6人）分为以下角色：01牵引手（2-3人）：分别拉住前、左、右三根牵引绳，保持气球稳定；03安全员（1人）：检查工具状态，提醒操作规范（如“请勿触碰燃烧器”“风速超过3m/s需暂停”）。05主操作手（1人）：负责控制燃烧器开关，观察球囊状态；02记录员（1人）：记录加热时间、球内温度、上升高度等数据；04第一次带学生操作时，因分工不明确，大家抢着拉绳子，导致气球倾斜。后来我们用“角色卡”明确职责，操作效率提升了40%。0603充气步骤：从“瘫软”到“直立”的关键转变充气步骤：从“瘫软”到“直立”的关键转变充气是热气球从平铺地面到直立升空的核心阶段，需严格遵循“循序渐进、均匀加热”的原则。这一过程可分为铺展球囊、初步充气、加热定型三个子步骤。1第一步：铺展球囊——为充气奠定基础将折叠的球囊平铺在地面时，需注意：方向对齐：球囊开口（与燃烧器连接的一端）朝向主操作手，确保燃烧器火焰能垂直进入球口；避免褶皱：用手轻轻拉扯球囊边缘，使球面平整无叠压（褶皱处加热时易局部过热，甚至熔损）；固定球口：用沙袋或重物压住球口两侧（防止气流吹起球囊，影响后续充气）。我曾见过学生随意铺展球囊，结果加热时球口被风吹得翻转，火焰无法有效进入，导致充气失败。这说明：铺展的规范性直接影响加热效率。2第二步：初步充气——让球囊“站起来”初步充气的目标是让球囊从平铺状态变为直立状态，此时需利用燃烧器的“冷气流”（即未点燃时的空气流动）或自然风辅助。具体操作：启动燃烧器风扇（若为电动燃烧器）：通过风扇向球口吹入空气，使球囊底部逐渐鼓起；人工辅助整理：牵引手轻拉球囊顶部拉绳，帮助球囊沿垂直方向展开（避免球囊向一侧歪斜）；观察形态：当球囊底部离地10-20厘米，且整体呈“倒锥形”（底部宽、顶部尖）时，初步充气完成。去年有个小组急于加热，跳过了初步充气，直接点燃燃烧器，结果球囊局部受热收缩，形成“皱巴巴”的形状，最终未能升空。这验证了：初步充气是为后续加热“塑形”，不可省略。3第三步：加热定型——让气球“蓄势待发”1初步充气完成后，需点燃燃烧器，通过加热使球内空气升温，进一步增大体积，为升空积累浮力。操作要点如下：2点火操作：主操作手佩戴防火手套，先打开丙烷气阀（旋转1/4圈），等待2秒让气体充满管道，再按下点火按钮（连续按压3秒，确保点燃）；3加热节奏：前30秒用中火（火焰高度30-40厘米），观察球囊膨胀速度；若球囊上升缓慢，可短暂调大火焰（不超过50厘米），但每次持续不超过10秒（防止局部过热）；4温度监测：记录员用温度计测量球内温度（目标温度80-100℃，因球囊材质不同略有差异），当球内温度比环境温度高50℃以上时，停止加热；5形态确认：当球囊完全直立，底部离地50厘米以上，且球面紧绷无松弛时，加热定型完成。3第三步：加热定型——让气球“蓄势待发”我曾用红外测温枪记录加热过程，发现球囊顶部温度比底部低15-20℃，这是因为热空气向上聚集。因此，加热时需兼顾球囊各部分受热均匀，必要时用牵引绳轻拉顶部，帮助热量扩散。04放飞操作：从“地面”到“天空”的精准控制放飞操作：从“地面”到“天空”的精准控制当热气球完成充气，就进入最激动人心的放飞阶段。这一阶段需同时关注气球状态、环境变化和操作细节，确保“安全升空、稳定飞行”。1放飞前的最后检查放飞前5分钟，需完成以下确认：气球状态：球囊无鼓包、无局部变色（若有焦黄色，需暂停放飞并检查燃烧器角度）；环境数据：风速≤3m/s（超过3m/s会导致气球偏移失控），风向与计划飞行方向一致（如计划向北飞，需确认是南风）；人员就绪：牵引手各就各位，安全员确认围观区无人员靠近，记录员准备好秒表和高度测量工具（如激光测距仪）。有一次实验中，我们因忽略风速检查（当时风速3.5m/s），气球升空后被吹向围墙，最终挂在篱笆上。这让我们意识到：环境数据是放飞的“硬指标”，必须严格遵守。2放飞的核心动作放飞时，各角色需协同完成以下步骤：主操作手：保持燃烧器小火（火焰高度20-30厘米），维持球内温度（防止温度下降导致气球下沉）；牵引手：先松开顶部牵引绳（让气球自然向上），再缓慢释放底部牵引绳（左右手交替松绳，保持气球垂直上升）；记录员：记录升空时间（从完全离地到稳定上升的时长，通常为10-15秒）、初始上升速度（用秒表和测距仪计算，正常为1-2m/s）；安全员：密切观察气球与障碍物的距离（如距离树木需＞10米），若出现偏移，立即提醒主操作手调整火焰大小（增大火焰可加速上升，减小火焰可减缓上升）。2放飞的核心动作去年成功放飞的那次，气球上升到20米高度时，记录员测得球内温度92℃，环境温度22℃，温差70℃，完全符合“温差越大、浮力越大”的原理。这让学生们直观看到了“热空气上升”的数学表达。3回收与整理热气球完成飞行（通常持续5-8分钟，因燃料量而异）后，需安全回收：01下降控制：主操作手关闭燃烧器，让球内空气自然冷却（温度每下降10℃，气球约下降5米）；02牵引回收：当气球下降至离地面5米时，牵引手抓住底部拉绳，缓慢将气球拉回地面；03球囊整理：待球囊完全冷却后，从顶部开始折叠（避免折痕过深），放入专用收纳袋（保持干燥，防止霉变）。04有学生问：“为什么不能直接关闭燃烧器让气球自由下落？”这是因为自由下落可能导致球囊撞击地面，造成破损。回收的规范性，决定了器材的使用寿命。0505安全大于天：贯穿全程的“隐形防线”安全大于天：贯穿全程的“隐形防线”在科学实践中，安全是所有操作的前提。结合多年教学经验，我总结了以下“安全六原则”：1器材检查“三确认”123确认球囊无破损（用透光法或触摸法检查）；确认燃烧器气罐无泄漏（用肥皂水涂抹接口，无气泡即为正常）；确认吊篮固定牢固（用力拉扯拉绳，无松动）。1232操作过程“三禁止”禁止无防护触碰燃烧器（火焰温度可达800℃，需佩戴防火手套）；禁止在球囊附近使用明火（除燃烧器外，其他火源可能引发球囊燃烧）；禁止单人操作（需至少2人协同，确保突发情况可及时应对）。3紧急情况“三处理”球囊局部燃烧：立即关闭燃烧器，用防火毯覆盖燃烧部位（教学用球囊多为阻燃材质，小面积燃烧可自行熄灭）；01气球偏移失控：牵引手快速拉回牵引绳，主操作手关闭燃烧器，让气球紧急下降；02气罐泄漏：立即关闭气阀，将气罐转移至通风处（远离人群和火源）。03去年一次实验中，燃烧器接口轻微漏气，安全员通过肥皂水及时发现，避免了一场潜在风险。这让我深刻体会到：安全不是“附加项”，而是“必选项”。0406总结与拓展：从操作到原理的深度联结1核心知识回顾通过本节课的学习，我们掌握了热气球充气与放飞的完整流程：从准备阶段的材料检查、场地布置，到充气阶段的铺展、初步充气、加热定型，再到放飞阶段的检查、操作、回收，每个步骤都渗透着“热空气上升”的科学原理。更重要的是，我们理解了**“科学知识指导实践，实践验证科学”**的双向关系。2思维拓展建议课后，同学们可以尝试以下探索：材料对比：用不同材质的布料（如棉、涤纶、尼龙）制作小热气球，比较它们的耐热性和升空效果；变量实验：改变加热时间（如50秒vs70秒），观察气球上升高度的差异；原理延伸：查阅资料，了解“热气球与孔明灯的异同”“现代热气球的科技改进”。3情感升华记得第一次带学生成功放飞热气球时，孩子们欢呼的声音响彻操场。有个女孩说：“原来课本上的‘热空气上升’，真的能