6《我們來做“熱氣球”》教學(xué)設(shè)計-2023-2024學(xué)年科學(xué)三年級上冊教科版學(xué)校授課教師課時授課班級授課地點教具設(shè)計意圖親愛的小朋友們，今天我們要一起探索科學(xué)的奇妙世界，通過動手制作“熱氣球”，來感受物體浮力的神奇。這節(jié)課，我們不僅要用科學(xué)知識，還要發(fā)揮你們的想象力，讓我們的“熱氣球”飛上天空哦！?????核心素養(yǎng)目標(biāo)分析重點難點及解決辦法重點：理解熱氣球升空的原理，掌握浮力的基本概念。

難點：如何設(shè)計并制作一個能夠升空的“熱氣球”。

解決辦法：

1.重點：通過實驗演示和實際操作，讓學(xué)生直觀感受浮力的存在和作用。

2.難點：引導(dǎo)學(xué)生運用所學(xué)知識，設(shè)計簡單的實驗來測試不同材料對氣球浮力的影響，通過小組討論和合作，共同解決問題。此外，可以提供一些基礎(chǔ)模板和材料選擇指南，幫助學(xué)生突破設(shè)計難點。教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：

1.講授法：通過生動有趣的講解，引入浮力概念，激發(fā)學(xué)生興趣。

2.實驗法：組織學(xué)生分組進(jìn)行實驗，觀察和記錄數(shù)據(jù)，培養(yǎng)動手操作能力。

3.討論法：鼓勵學(xué)生交流實驗心得，引導(dǎo)學(xué)生思考浮力的原理。

教學(xué)手段：

1.多媒體演示：利用視頻和動畫展示熱氣球升空的過程，增強(qiáng)直觀感受。

2.實物展示：準(zhǔn)備不同材料的氣球和熱氣球模型，讓學(xué)生直觀感受材料選擇的重要性。

3.互動軟件：使用教育軟件進(jìn)行模擬實驗，提高學(xué)生的參與度和學(xué)習(xí)效率。教學(xué)過程設(shè)計1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標(biāo)：引起學(xué)生對“熱氣球”的興趣，激發(fā)其探索欲望。

過程：

開場提問：“同學(xué)們，你們有沒有見過熱氣球？它為什么會飛上天空呢？”

展示一些關(guān)于熱氣球的圖片或視頻片段，讓學(xué)生初步感受熱氣球的魅力或特點。

簡短介紹熱氣球的基本概念和它在科學(xué)探索中的重要性，為接下來的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2.熱氣球基礎(chǔ)知識講解（10分鐘）

目標(biāo)：讓學(xué)生了解熱氣球的基本概念、組成部分和升空原理。

過程：

講解熱氣球的定義，包括其主要組成元素如氣囊、燃燒器、籃子和乘客。

詳細(xì)介紹熱氣球的各個組成部分及其功能，使用圖表或示意圖幫助學(xué)生理解。

3.熱氣球案例分析（20分鐘）

目標(biāo)：通過具體案例，讓學(xué)生深入了解熱氣球的特性和重要性。

過程：

選擇幾個典型的熱氣球案例進(jìn)行分析，如不同地區(qū)的熱氣球節(jié)、熱氣球的飛行記錄等。

詳細(xì)介紹每個案例的背景、特點和意義，讓學(xué)生全面了解熱氣球的多樣性或復(fù)雜性。

引導(dǎo)學(xué)生思考這些案例對旅游業(yè)、科學(xué)研究和文化傳承的影響，以及如何應(yīng)用熱氣球技術(shù)解決實際問題。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和解決問題的能力。

過程：

將學(xué)生分成若干小組，每組選擇一個與熱氣球相關(guān)的問題進(jìn)行深入討論，如“如何提高熱氣球的飛行效率？”

小組內(nèi)討論該問題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)以及可能的解決方案。

每組選出一名代表，準(zhǔn)備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點評（15分鐘）

目標(biāo)：鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力，同時加深全班對熱氣球的認(rèn)識和理解。

過程：

各組代表依次上臺展示討論成果，包括問題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及解決方案。

其他學(xué)生和教師對展示內(nèi)容進(jìn)行提問和點評，促進(jìn)互動交流。

教師總結(jié)各組的亮點和不足，并提出進(jìn)一步的建議和改進(jìn)方向。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標(biāo)：回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)熱氣球的重要性和意義。

過程：

簡要回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，包括熱氣球的基本概念、組成部分、案例分析等。

強(qiáng)調(diào)熱氣球在科學(xué)探索、旅游和文化交流中的價值和作用，鼓勵學(xué)生進(jìn)一步探索和應(yīng)用熱氣球知識。

布置課后作業(yè)：讓學(xué)生觀察周圍環(huán)境，思考熱氣球可能的應(yīng)用場景，并設(shè)計一個簡單的熱氣球模型，以鞏固學(xué)習(xí)效果。學(xué)生學(xué)習(xí)效果學(xué)生學(xué)習(xí)效果

在本節(jié)課《我們來做“熱氣球”》的學(xué)習(xí)后，學(xué)生取得了以下方面的效果：

1.知識掌握：

-學(xué)生能夠理解浮力的基本概念，知道浮力是物體在流體中受到的向上的力。

-學(xué)生掌握了熱氣球升空的原理，了解到熱氣球通過加熱空氣使其密度減小，從而產(chǎn)生向上的浮力。

-學(xué)生了解了熱氣球的組成部分，如氣囊、燃燒器、籃子等，以及它們各自的功能。

2.技能提升：

-學(xué)生通過動手制作“熱氣球”模型，提高了動手操作能力和實驗技能。

-學(xué)生在小組討論中，學(xué)會了如何合作、分享和傾聽他人的觀點，提升了溝通和團(tuán)隊協(xié)作能力。

-學(xué)生在設(shè)計和制作過程中，運用了科學(xué)探究的方法，培養(yǎng)了觀察、分析和解決問題的能力。

3.思維發(fā)展：

-學(xué)生在分析熱氣球案例時，學(xué)會了從不同角度思考問題，培養(yǎng)了批判性思維能力。

-學(xué)生通過討論熱氣球的應(yīng)用場景，激發(fā)了創(chuàng)新思維，能夠提出一些有創(chuàng)意的設(shè)計方案。

-學(xué)生在課堂上積極提問和回答問題，鍛煉了邏輯思維和表達(dá)能力。

4.情感態(tài)度：

-學(xué)生對科學(xué)產(chǎn)生了濃厚的興趣，增強(qiáng)了探索科學(xué)的熱情。

-學(xué)生在合作學(xué)習(xí)的過程中，培養(yǎng)了責(zé)任感和集體榮譽感。

-學(xué)生通過制作“熱氣球”模型，體驗到了成功的喜悅，增強(qiáng)了自信心。

5.應(yīng)用能力：

-學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識應(yīng)用到實際生活中，例如理解飛機(jī)升空的原理，認(rèn)識到浮力在日常生活中的應(yīng)用。

-學(xué)生在課后作業(yè)中，能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識與創(chuàng)新思維相結(jié)合，設(shè)計出具有實用價值的熱氣球模型。

-學(xué)生在討論中，能夠運用所學(xué)知識解決實際問題，如如何提高熱氣球的飛行效率。反思改進(jìn)措施反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.互動式學(xué)習(xí)：在課堂中，我嘗試采用更多互動式教學(xué)方法，如小組討論、角色扮演等，讓學(xué)生在參與中學(xué)習(xí)，這樣的方式不僅提高了學(xué)生的參與度，也激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)興趣。

2.實踐操作：我注重實踐操作環(huán)節(jié)，讓學(xué)生親自動手制作“熱氣球”，通過實際操作來加深對浮力原理的理解，這種教學(xué)方式更加貼近學(xué)生的生活經(jīng)驗，也更有利于知識的內(nèi)化。

反思改進(jìn)措施（二）存在主要問題

1.時間分配：在基礎(chǔ)知識講解環(huán)節(jié)，我發(fā)現(xiàn)時間分配上有些緊張，導(dǎo)致部分內(nèi)容講解不夠深入。這可能是由于我對教學(xué)節(jié)奏把握不夠準(zhǔn)確，需要進(jìn)一步優(yōu)化教學(xué)計劃。

2.學(xué)生個體差異：在小組討論環(huán)節(jié)，我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生參與度不高，這可能是因為他們對科學(xué)知識缺乏興趣或者對小組合作不適應(yīng)。需要考慮如何更好地調(diào)動所有學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

3.評價方式單一：目前主要依靠課堂表現(xiàn)和作業(yè)完成情況來評價學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，這種評價方式可能不夠全面。需要探索更多元化的評價方法，以更全面地評估學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。

反思改進(jìn)措施（三）

1.優(yōu)化教學(xué)節(jié)奏：針對時間分配問題，我將重新規(guī)劃教學(xué)時間，確保每個環(huán)節(jié)都有足夠的時間進(jìn)行深入講解和討論。同時，我會根據(jù)學(xué)生的反饋及時調(diào)整教學(xué)節(jié)奏。

2.個性化教學(xué)：為了提高學(xué)生的參與度，我會嘗試針對不同學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格和興趣點，設(shè)計個性化的學(xué)習(xí)任務(wù)和活動。例如，為對科學(xué)感興趣的學(xué)生提供額外的實驗資源，為不太感興趣的學(xué)生提供更多與日常生活相關(guān)的應(yīng)用案例。

3.多元化評價：我將引入更多樣化的評價方式，如學(xué)生自評、互評，以及基于項目的評價等，以更全面地評估學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。同時，我會鼓勵學(xué)生反思自己的學(xué)習(xí)過程，提高自我評價能力。典型例題講解例題1：

一個體積為500立方厘米的氣球，在空氣中的浮力是多少？（空氣密度為1.29千克/立方米）

解答：

首先，我們需要計算氣球的體積對應(yīng)的空氣質(zhì)量，這可以通過公式質(zhì)量=密度×體積來計算。

質(zhì)量=1.29千克/立方米×500立方厘米=1.29千克/立方米×0.0005立方米=0.645千克。

由于浮力等于物體排開的空氣重量，因此氣球的浮力等于0.645千克。

例題2：

一個熱氣球的體積是100立方米，如果熱氣球的密度比周圍空氣的密度小10%，那么它至少需要加熱到多高的溫度，才能使氣球升空？（空氣的密度為1.2千克/立方米，重力加速度為9.8米/秒2）

解答：

首先，我們需要計算氣球需要克服的重力。

重力=質(zhì)量×重力加速度=密度×體積×重力加速度=1.2千克/立方米×100立方米×9.8米/秒2=1176牛頓。

然后，我們需要計算氣球需要減少的密度，以產(chǎn)生足夠的浮力。

減少的密度=10%×1.2千克/立方米=0.12千克/立方米。

新的氣球密度=1.2千克/立方米-0.12千克/立方米=1.08千克/立方米。

浮力=新的氣球密度×體積×重力加速度=1.08千克/立方米×100立方米×9.8米/秒2=1064.8牛頓。

為了產(chǎn)生足夠的浮力，氣球內(nèi)部的空氣溫度需要升高到足夠高的溫度，使得氣球內(nèi)的空氣密度降低到1.08千克/立方米。這需要使用理想氣體狀態(tài)方程PV=nRT來計算溫度。

由于氣球的體積不變，我們可以假設(shè)n和R為常數(shù)，從而簡化方程為T1/T2=P1/P2，其中T1是初始溫度（假設(shè)為室溫，約293K），P1是初始壓力（假設(shè)為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，約101.3kPa），P2是最終壓力（可以通過減少密度來計算）。

最終溫度T2=T1×(P1/P2)=293K×(101.3kPa/P2)。

由于我們不知道最終壓力P2，我們需要通過浮力等于重力的條件來求解。

1064.8牛頓=P2×100立方米×9.8米/秒2

P2=1064.8牛頓/(100立方米×9.8米/秒2)≈10.9kPa。

現(xiàn)在我們可以計算最終溫度T2。

T2=293K×(101.3kPa/10.9kPa)≈293K×9.2≈2672K。

因此，氣球內(nèi)部的空氣至少需要加熱到2672K才能使氣球升空。

例題3：

一個體積為2立方米的氣球，在加熱前密度為1.2千克/立方米，加熱后密度變?yōu)?.9千克/立方米，那么氣球加熱前后所受的浮力變化是多少？

解答：

首先，我們計算氣球加熱前所受的浮力。

浮力前=密度前×體積×重力加速度=1.2千克/立方米×2立方米×9.8米/秒2=23.52牛頓。

然后，我們計算氣球加熱后所受的浮力。

浮力后=密度后×體積×重力加速度=0.9千克/立方米×2立方米×9.8米/秒2=17.64牛頓。

浮力變化=浮力前-浮力后=23.52牛頓-17.64牛頓=5.88牛頓。

所以，氣球加熱前后所受的浮力變化是5.88牛頓。

例題4：

一個熱氣球在空氣中的浮力是600牛頓，如果熱氣球的質(zhì)量是150千克，那么它的熱氣球內(nèi)的空氣需要加熱到多高的溫度才能使氣球升空？（空氣的密度為1.2千克/立方米，重力加速度為9.8米/秒2）

解答：

首先，我們需要計算熱氣球在空氣中的總重量。

總重量=質(zhì)量×重力加速度=150千克×9.8米/秒2=1470牛頓。

然后，我們需要計算熱氣球需要增加的浮力才能升空。

所需浮力=總重量-空氣中的浮力=1470牛頓-600牛頓=870牛頓。

浮力=密度×體積×重力加速度=密度×體積×9.8米/秒2。

由于浮力是增加的，我們可以得出：

870牛頓=密度×體積×9.8米/秒2。

我們需要知道體積和密度的變化來計算溫度變化。假設(shè)體積不變，那么密度的變化等于所需浮力除以體積乘以重力加速度：

密度變化=所需浮力/(體積×重力加速度)=870牛頓/(2立方米×9.8米/秒2)≈0.445千克/立方米。

現(xiàn)在我們需要計算氣球加熱后空氣的密度：

新密度=原密度-密度變化=1.2千克/立方米-0.445千克/立方米=0.755千克/立方米。

我們再次使用理想氣體狀態(tài)方程PV=nRT來計算溫度變化：

T2/T1=P2/P1。

由于體積不變，我們可以得出：

T2=T1×(P2/P1)。

我們需要計算新壓力P2。由于浮力等于熱氣球內(nèi)的空氣重量，我們可以得出：

P2=浮力/(體積×重力加速度)=870牛頓/(2立方米×9.8米/秒2)≈10.9kPa。

現(xiàn)在我們可以計算最終溫度T2：

T2=T1×(P2/P1)。

我們需要初始溫度T1，假設(shè)為室溫，約293K：

T2=293K×(10.9kPa/101.3kPa)≈293K×0.108≈31.8K。

由于這個溫度非常低，實際上不可能通過加熱空氣來達(dá)到這個溫度，因此我們需要重新考慮問題。正確的方法是計算氣球加熱后空氣的密度，然后使用理想氣體狀態(tài)方程來計算所需的溫度。

密度變化=所需浮力/(體積×重力加速度)=870牛頓/(2立方米×9.8米/秒2)≈0.445千克/立方米。

新密度=原密度-密度變化=1.2千克/立方米-0.445千克/立方米=0.755千克/立方米。

使用理想氣體狀態(tài)方程PV=nRT，我們可以計算所需的溫度：

T2=(P1V/nR)=(101.3kPa×2立方米)/(0.755千克/立方米×8.314J/(mol·K))≈293K×(101.3/0.755)≈293K×133.5≈39300K。

這個溫度仍然是理論值，實際上不可能通過加熱空氣達(dá)到這個溫度。因此，我們需要重新考慮如何通過加熱空氣來增加浮力，并且考慮到實際的熱氣球設(shè)計中使用的加熱方法和溫度范圍。

例題5：

一個熱氣球在加熱前密度為0.8千克/立方米，加熱后密度變?yōu)?.5千克/立方米，如果熱氣球的體積是10立方米，那么它至少需要加熱到多高的溫度才能使氣球升空？（空氣的密度為1.2千克/立方米，重力加速度為9.8米/秒2）

解答：

首先，我們需要計算氣球加熱前所受的浮力。

浮力前=密度前×體積×重力加速度=0.8千克/立方米×10立方米×9.8米/秒2=78.4牛頓。

然后，我們需要計算氣球加熱后所受的浮力。

浮力后=密度后×體積×重力加速度=0.5千克/立方米×10立方米×9.8米/秒2=49牛頓。

氣球加熱前后所受的浮力變化=浮力前-浮力后=78.4牛頓-49牛頓=29.4牛頓。

為了使氣球升空，氣球加熱后的浮力需要大于氣球和載荷的總重量。假設(shè)氣球和載荷的總重量為W，那么：

浮力后≥W+氣球加熱前后所受的浮力變化

49牛頓≥W+29.4牛頓

W≤49牛頓-29.4牛頓

W≤19.6牛頓。

現(xiàn)在我們需要計算氣球加熱后的空氣密度，以便使用理想氣體狀態(tài)方程計算所需的溫度。由于氣球加熱后密度為0.5千克/立方米，我們可以得出：

所需浮力=氣球加熱前后所受的浮力變化+氣球和載荷的總重量

所需浮力=29.4牛頓+19.6牛頓

所需浮力=49牛頓。

浮力=密度×體積×重力加速度=密度×體積×9.8米/秒2。

現(xiàn)在我們可以計算氣球加熱后空氣的密度：

所需密度=所需浮力/(體積×重力加速度)=49牛頓/(10立方米×9.8米/秒2)=0.5千克/立方米。

使用理想氣體狀態(tài)方程PV=nRT，我們可以計算所需的溫度：

T2=(P1V/nR)=(101.3kPa×10立方米)/(0.5千克/立方米×8.314J/(mol·K))≈293K×(101.3/0.5)≈293K×202.6≈59000K。

這個溫度仍然是理論值，實際上不可能通過加熱空氣達(dá)到這個溫度。因此，我們需要重新考慮如何通過加熱空氣來增加浮力，并且考慮到實際的熱氣球設(shè)計中使用的加熱方法和溫度范圍。在實際操作中，熱氣球的加熱通常是通過燃燒器加熱空氣來實現(xiàn)的，而不是通過加熱空氣本身。教學(xué)評價與反饋1.課堂表現(xiàn)：

學(xué)生在課堂上的參與度較高，能夠積極回答問題，對熱氣球的原理表現(xiàn)出濃厚的興趣。大部