2025秋大象版（2024）小學(xué)科學(xué)三年級(jí)上冊(cè)《空氣受熱上升》教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)設(shè)計(jì)理念本課以大象版（2024）小學(xué)科學(xué)三年級(jí)上冊(cè)第二單元《空氣與風(fēng)》的核心要求為指導(dǎo)，遵循“實(shí)驗(yàn)探究為主、生活聯(lián)結(jié)為輔、思維進(jìn)階為目標(biāo)”的理念。三年級(jí)學(xué)生對(duì)“空氣”的認(rèn)知停留在“看不見、摸得著”的直觀層面，缺乏對(duì)空氣受熱后形態(tài)變化及運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)認(rèn)知，但他們好奇心強(qiáng)、動(dòng)手意愿高，適合通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作構(gòu)建科學(xué)概念。教學(xué)中，立足教材中“空氣受熱實(shí)驗(yàn)”“熱空氣運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象”等核心內(nèi)容，打破“教師講解+學(xué)生記憶”的傳統(tǒng)模式，以“提出問(wèn)題—設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)—操作驗(yàn)證—總結(jié)規(guī)律”的探究流程為主線。通過(guò)生活化實(shí)驗(yàn)（如蠟燭加熱、紙蛇轉(zhuǎn)動(dòng)），讓學(xué)生在親身體驗(yàn)中觀察空氣受熱后的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，結(jié)合教材圖文解析原理，逐步建立“空氣受熱體積膨脹、密度變小、從而上升”的科學(xué)認(rèn)知。同時(shí)，注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范性、數(shù)據(jù)觀察能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，契合單元“探究空氣特性與風(fēng)的形成”的主題，為后續(xù)學(xué)習(xí)“風(fēng)的成因”奠定基礎(chǔ)。核心素養(yǎng)教學(xué)目標(biāo)科學(xué)觀念：通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察，認(rèn)識(shí)到空氣受熱后會(huì)上升，理解“空氣受熱體積膨脹、密度變小導(dǎo)致上升”的基本原理，知道生活中“空氣受熱上升”的常見應(yīng)用（如熱氣球、油煙機(jī)），建立對(duì)空氣運(yùn)動(dòng)規(guī)律的初步認(rèn)知?？茖W(xué)思維：在分析“空氣受熱上升”實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的過(guò)程中，學(xué)會(huì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)前后的差異，能基于觀察到的現(xiàn)象（如紙蛇轉(zhuǎn)動(dòng)、煙霧上升）進(jìn)行簡(jiǎn)單推理，培養(yǎng)“現(xiàn)象—原因”的邏輯思維能力。探究實(shí)踐：能在教師指導(dǎo)下完成教材中的“蠟燭加熱紙蛇”“煙霧上升”等實(shí)驗(yàn)，掌握實(shí)驗(yàn)操作的基本步驟（如固定實(shí)驗(yàn)器材、安全使用火源），學(xué)會(huì)觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，填寫教材中的“實(shí)驗(yàn)記錄表”，能與同伴合作完成探究任務(wù)。態(tài)度責(zé)任：在實(shí)驗(yàn)操作中養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)安全規(guī)則（如遠(yuǎn)離明火、規(guī)范使用器材）；通過(guò)小組合作實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)；認(rèn)識(shí)“空氣受熱上升”原理在生活中的應(yīng)用價(jià)值，樹立“科學(xué)知識(shí)服務(wù)生活”的意識(shí)。教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：幫助學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察到“空氣受熱后會(huì)上升”的現(xiàn)象（如紙蛇在蠟燭上方轉(zhuǎn)動(dòng)、煙霧向上升騰），理解“空氣受熱上升”的基本原理，能結(jié)合教材圖文說(shuō)出空氣受熱后體積、密度的變化與上升的關(guān)聯(lián)。教學(xué)難點(diǎn)：引導(dǎo)學(xué)生將實(shí)驗(yàn)中觀察到的直觀現(xiàn)象（如紙蛇轉(zhuǎn)動(dòng)）與抽象的“空氣受熱體積膨脹、密度變小”原理建立聯(lián)結(jié)，避免僅停留在現(xiàn)象記憶層面；幫助學(xué)生規(guī)范完成實(shí)驗(yàn)操作（如固定紙蛇、控制蠟燭火焰高度），確保實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象清晰可觀察，減少操作誤差對(duì)認(rèn)知的干擾。教學(xué)過(guò)程情境導(dǎo)入，提出問(wèn)題1.教師活動(dòng)：播放一段“熱氣球升空”“油煙機(jī)工作”的短視頻，視頻中呈現(xiàn)熱氣球充滿熱空氣后緩緩上升、油煙機(jī)開啟后油煙被吸走的場(chǎng)景，搭配提問(wèn)式旁白：“為什么熱氣球能飛上天？為什么油煙會(huì)被油煙機(jī)吸走呢？”播放結(jié)束后，教師追問(wèn)：“同學(xué)們，視頻里的熱氣球和油煙機(jī)，都和我們看不見的空氣有關(guān)，你們覺(jué)得空氣在其中起到了什么作用？空氣受熱后會(huì)發(fā)生變化嗎？”展示教材第二單元《空氣與風(fēng)》中“空氣受熱上升”板塊的封面插圖（圖中小朋友在做“蠟燭加熱紙蛇”實(shí)驗(yàn)，紙蛇在火焰上方轉(zhuǎn)動(dòng)），引導(dǎo)學(xué)生觀察：“大家看教材上的小朋友在做什么實(shí)驗(yàn)？他看到了什么現(xiàn)象？你們想不想親手做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，探索空氣的秘密呢？”結(jié)合學(xué)生回答，總結(jié)：“空氣雖然看不見摸不著，但它受熱后會(huì)發(fā)生變化，甚至?xí)\(yùn)動(dòng)起來(lái)。今天我們就一起學(xué)習(xí)《空氣受熱上升》，通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察空氣受熱后的變化，揭開熱氣球升空、油煙被吸走的科學(xué)奧秘！”2.學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真觀看短視頻，結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)思考教師問(wèn)題，對(duì)“空氣受熱”產(chǎn)生好奇；仔細(xì)觀察教材插圖，積極表達(dá)想動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)的愿望，快速融入課堂探究氛圍。3.設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)生活化的視頻情境，將抽象的“空氣受熱”與學(xué)生熟悉的事物關(guān)聯(lián)，激發(fā)探究興趣；借助教材插圖自然引出實(shí)驗(yàn)主題，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)操作做好鋪墊。初探實(shí)驗(yàn)，感知空氣受熱現(xiàn)象1.教師活動(dòng)：結(jié)合教材中“初探空氣受熱”的圖文引導(dǎo)（展示“手感知熱空氣”的簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)），組織學(xué)生開展“手心感受熱空氣”活動(dòng)：“請(qǐng)同學(xué)們將雙手放在離桌面10厘米左右的位置，老師會(huì)在講臺(tái)點(diǎn)燃一支蠟燭（提前做好安全防護(hù)），大家慢慢將手移到蠟燭上方10厘米處，注意不要靠太近，感受一下手心有什么變化？”待學(xué)生體驗(yàn)后，提問(wèn)：“同學(xué)們，將手放在蠟燭上方時(shí)，手心有什么感覺(jué)？你們覺(jué)得是什么讓手心變熱的？這種熱的東西會(huì)向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)呢？”引導(dǎo)學(xué)生說(shuō)出“有熱風(fēng)吹到手心”“熱的東西向上走”等直觀感受。展示教材中“熱空氣運(yùn)動(dòng)方向”的示意圖（箭頭向上指示熱空氣運(yùn)動(dòng)方向），講解：“我們感受到的熱風(fēng)，其實(shí)是受熱后的空氣，它會(huì)向上運(yùn)動(dòng)。為了更清楚地看到空氣受熱后的運(yùn)動(dòng)，我們接下來(lái)要做一個(gè)更有趣的實(shí)驗(yàn)——蠟燭加熱紙蛇。”2.學(xué)生活動(dòng)：按照教師要求安全體驗(yàn)“手心感受熱空氣”，認(rèn)真描述手心的感覺(jué)（“暖暖的”“有熱氣往上飄”）；結(jié)合教材示意圖，積極思考熱空氣的運(yùn)動(dòng)方向，對(duì)后續(xù)實(shí)驗(yàn)充滿期待。3.設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)簡(jiǎn)易的“手心感受”實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生從“觸覺(jué)”初步感知熱空氣的存在與運(yùn)動(dòng)方向，避免直接進(jìn)入復(fù)雜實(shí)驗(yàn)導(dǎo)致的認(rèn)知困難；結(jié)合教材圖文，自然過(guò)渡到核心實(shí)驗(yàn)，逐步引導(dǎo)學(xué)生從“直觀感受”向“科學(xué)觀察”過(guò)渡。核心實(shí)驗(yàn)：蠟燭加熱紙蛇，觀察空氣受熱上升現(xiàn)象1.教師活動(dòng)：結(jié)合教材中“蠟燭加熱紙蛇”實(shí)驗(yàn)的圖文步驟（制作紙蛇、固定支架、點(diǎn)燃蠟燭、觀察現(xiàn)象），分步講解實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備與操作方法：制作紙蛇：展示教材中的紙蛇制作圖，講解“將長(zhǎng)方形彩紙剪成螺旋狀，在紙蛇頂端系一根細(xì)線，紙蛇就做好了”，提前為每組準(zhǔn)備好剪好的紙蛇和細(xì)線，確保學(xué)生無(wú)需裁剪，直接使用。固定支架：講解“用鐵架臺(tái)（或自制支架，如筷子固定在底座上）將紙蛇懸掛起來(lái)，讓紙蛇底部離桌面約15厘米，確保紙蛇能自由轉(zhuǎn)動(dòng)”，教師在講臺(tái)上演示支架固定方法，強(qiáng)調(diào)“紙蛇要掛正，不能歪斜”。安全操作：重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)安全規(guī)則：“點(diǎn)燃蠟燭后，要將蠟燭放在紙蛇正下方，火焰頂端離紙蛇底部約5厘米，不能讓火焰燒到紙蛇；實(shí)驗(yàn)時(shí)手不能靠近火焰，每組指定一名‘安全員’負(fù)責(zé)觀察安全情況；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，要用濕抹布蓋滅蠟燭，不能用嘴吹。”觀察記錄：展示教材中的“實(shí)驗(yàn)記錄表”（包含實(shí)驗(yàn)名稱、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、我的發(fā)現(xiàn)），講解：“實(shí)驗(yàn)時(shí)要仔細(xì)觀察紙蛇的變化，記錄下‘紙蛇是否轉(zhuǎn)動(dòng)’‘向哪個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)’，并思考‘為什么紙蛇會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)’。”組織學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)：每組發(fā)放實(shí)驗(yàn)器材（紙蛇、支架、蠟燭、濕抹布、實(shí)驗(yàn)記錄表），教師巡回指導(dǎo)，重點(diǎn)關(guān)注：①紙蛇懸掛是否端正；②蠟燭火焰與紙蛇的距離是否合適；③學(xué)生是否遵守安全規(guī)則；④是否準(zhǔn)確觀察并記錄現(xiàn)象。對(duì)操作不規(guī)范的小組（如火焰離紙蛇過(guò)近）及時(shí)糾正，確保實(shí)驗(yàn)安全且現(xiàn)象明顯。2..學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真傾聽教師講解實(shí)驗(yàn)步驟與安全規(guī)則，小組內(nèi)明確分工（1人固定支架、1人點(diǎn)燃蠟燭、1人觀察現(xiàn)象、1人記錄）；按照要求開展實(shí)驗(yàn)，仔細(xì)觀察紙蛇在火焰上方的變化（“紙蛇轉(zhuǎn)起來(lái)了”），并及時(shí)將現(xiàn)象記錄在教材的實(shí)驗(yàn)表格中，遇到問(wèn)題（如紙蛇不轉(zhuǎn)動(dòng)）主動(dòng)向教師求助。3.設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)教材圖文引導(dǎo)，將復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)拆解為簡(jiǎn)單步驟，降低操作難度；明確安全規(guī)則與分工，既保障實(shí)驗(yàn)安全，又培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任意識(shí)；親手實(shí)驗(yàn)?zāi)茏寣W(xué)生直觀觀察到“空氣受熱后帶動(dòng)紙蛇轉(zhuǎn)動(dòng)”的現(xiàn)象，為后續(xù)理解原理奠定感性認(rèn)知基礎(chǔ)。深入探究，解析空氣受熱上升原理1.教師活動(dòng)：待各小組實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，組織“實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分享會(huì)”：“請(qǐng)每組的記錄員分享一下你們觀察到的現(xiàn)象，紙蛇在火焰上方有沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)？如果轉(zhuǎn)動(dòng)了，是怎么轉(zhuǎn)動(dòng)的？”邀請(qǐng)2-3組代表展示教材中的實(shí)驗(yàn)記錄表，分享“紙蛇順時(shí)針/逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)”“離火焰越近轉(zhuǎn)動(dòng)越快”等現(xiàn)象。結(jié)合教材中“空氣受熱上升原理”的圖文解析（展示空氣分子受熱后間距變大、體積膨脹的示意圖），用“類比講解+動(dòng)畫輔助”的方式解析原理：類比講解：“同學(xué)們，我們可以把空氣想象成很多tiny的小球（用彩色小球模型演示），平時(shí)這些小球擠在一起，很密集；當(dāng)蠟燭加熱時(shí)，小球會(huì)吸收熱量，變得‘活躍’起來(lái)，互相推開，間距變大，整個(gè)空氣的體積就膨脹了，就像我們吹氣球一樣，氣球里的空氣變多，體積就變大?！苯Y(jié)合示意圖講解：展示教材中“空氣受熱前后對(duì)比圖”（左側(cè)：冷空氣分子密集，箭頭向下；右側(cè)：熱空氣分子稀疏，箭頭向上），講解：“空氣受熱后體積膨脹，密度就變小了（就像同樣大小的棉花和石頭，棉花密度小會(huì)飄起來(lái)），密度小的熱空氣就會(huì)向上運(yùn)動(dòng)，而周圍密度大的冷空氣會(huì)補(bǔ)充過(guò)來(lái)，形成氣流。正是向上運(yùn)動(dòng)的熱氣流推動(dòng)紙蛇，讓它轉(zhuǎn)了起來(lái)?！辈シ拧翱諝馐軣嵘仙蔽⒂^動(dòng)畫（展示空氣分子受熱后運(yùn)動(dòng)加劇、向上流動(dòng)的過(guò)程），強(qiáng)化學(xué)生對(duì)原理的理解，提問(wèn)：“現(xiàn)在大家明白為什么紙蛇會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)了嗎？那你們能解釋為什么熱氣球能升空了嗎？”引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合原理說(shuō)出“熱氣球里的空氣受熱后上升，帶著熱氣球飛起來(lái)”。2.學(xué)生活動(dòng)：積極分享小組實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，認(rèn)真傾聽教師講解原理，結(jié)合教材示意圖和動(dòng)畫，逐步理解“空氣受熱體積膨脹、密度變小、從而上升”的邏輯；主動(dòng)運(yùn)用原理解釋熱氣球升空的原因，將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與科學(xué)原理建立聯(lián)結(jié)。3.設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)現(xiàn)象分享，讓學(xué)生感受到實(shí)驗(yàn)結(jié)論的一致性，增強(qiáng)科學(xué)探究的說(shuō)服力；借助教材示意圖、模型類比和動(dòng)畫，將抽象的“分子運(yùn)動(dòng)”“密度變化”轉(zhuǎn)化為直觀內(nèi)容，幫助學(xué)生突破認(rèn)知難點(diǎn)，從“知其然”到“知其所以然”。拓展實(shí)驗(yàn)：觀察煙霧上升，驗(yàn)證空氣受熱原理1.教師活動(dòng)：結(jié)合教材中“拓展觀察煙霧”的圖文建議（展示“煙霧在熱空氣作用下上升”的實(shí)驗(yàn)），組織學(xué)生開展“煙霧上升”實(shí)驗(yàn)：“剛才我們通過(guò)紙蛇轉(zhuǎn)動(dòng)看到了熱空氣上升，現(xiàn)在我們用煙霧來(lái)更清楚地看到熱空氣的運(yùn)動(dòng)。每組會(huì)得到一個(gè)透明塑料盒、一支線香（提前點(diǎn)燃，做好安全防護(hù)），請(qǐng)大家將線香放在塑料盒一側(cè)，在另一側(cè)下方放一個(gè)加熱后的暖寶寶（替代明火，更安全），觀察煙霧的運(yùn)動(dòng)方向?！敝v解實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)：“將暖寶寶放在塑料盒下方后，等待1分鐘，仔細(xì)觀察煙霧是向哪個(gè)方向流動(dòng)的。記錄下你們看到的現(xiàn)象，思考‘煙霧為什么會(huì)這樣流動(dòng)’，并填寫在教材的‘拓展實(shí)驗(yàn)記錄表’中?！苯處熝不刂笇?dǎo)，幫助學(xué)生調(diào)整暖寶寶和線香的位置，確保煙霧流動(dòng)現(xiàn)象清晰，引導(dǎo)學(xué)生說(shuō)出“煙霧向暖寶寶上方流動(dòng)”“煙霧順著熱空氣向上走”，進(jìn)一步驗(yàn)證“空氣受熱上升”原理。2.學(xué)生活動(dòng)：按照教師要求開展“煙霧上升”實(shí)驗(yàn)，仔細(xì)觀察煙霧的運(yùn)動(dòng)軌跡，將“煙霧向暖寶寶方向流動(dòng)、且向上飄”的現(xiàn)象記錄在教材表格中；結(jié)合之前學(xué)到的原理，主動(dòng)解釋煙霧流動(dòng)的原因，強(qiáng)化對(duì)“空氣受熱上升”的認(rèn)知。3.設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)更直觀的“煙霧觀察”實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步驗(yàn)證“空氣受熱上升”原理，讓學(xué)生從“間接觀察（紙蛇轉(zhuǎn)動(dòng)）”過(guò)渡到“直接觀察（煙霧流動(dòng)）”，加深對(duì)原理的理解；使用暖寶寶替代明火，既保障安全，又拓展了實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景，讓學(xué)生知道“除了火焰，其他熱源也能讓空氣受熱上升”。聯(lián)系生活，了解空氣受熱上升的應(yīng)用1.教師活動(dòng)：展示教材中“空氣受熱上升的生活應(yīng)用”圖文（包含熱氣球、油煙機(jī)、暖氣片、孔明燈），結(jié)合圖片逐一講解：熱氣球：“熱氣球的球囊里有加熱裝置，能不斷給球囊內(nèi)的空氣加熱，熱空氣上升，帶著熱氣球和乘客一起飛上天?！庇蜔煓C(jī)：“油煙機(jī)安裝在灶臺(tái)上方，開啟后，內(nèi)部的風(fēng)扇會(huì)加速空氣流動(dòng)，同時(shí)灶臺(tái)加熱產(chǎn)生的熱空氣帶著油煙上升，被油煙機(jī)吸走，保持廚房空氣干凈?！迸瘹馄骸岸斓呐瘹馄惭b在墻壁下方，暖氣片加熱周圍的空氣，熱空氣上升，帶動(dòng)室內(nèi)空氣循環(huán)，讓整個(gè)房間變暖和?！笨酌鳠簦骸翱酌鳠粝路接谢鹧?，能加熱燈內(nèi)的空氣，熱空氣上升，帶著孔明燈飛向天空，這和熱氣球的原理一樣。”組織“生活應(yīng)用大搜索”討論：“同學(xué)們，除了教材上提到的這些，你們還知道生活中哪些地方用到了‘空氣受熱上升’的原理嗎？”引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)分享（如“烤火時(shí)，火苗上方的紙會(huì)向上飄”“吹風(fēng)機(jī)吹熱風(fēng)時(shí)，頭發(fā)會(huì)向上飄”）?？偨Y(jié)：“‘空氣受熱上升’是空氣的重要特性，它在生活中有很多應(yīng)用，幫助我們解決了很多問(wèn)題。希望大家以后觀察生活時(shí)，多思考背后的科學(xué)原理，做生活中的‘小小科學(xué)家’?！?.學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真傾聽教師講解教材中的生活應(yīng)用，結(jié)合圖片理解“空氣受熱上升”在不同場(chǎng)景中的作用；積極參與討論，分享自己發(fā)現(xiàn)的生活中的相關(guān)現(xiàn)象，將科學(xué)知識(shí)與生活實(shí)際緊密聯(lián)結(jié)。3.設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)教材圖文和生活案例，讓學(xué)生了解“空氣受熱上升”的實(shí)際應(yīng)用，感受到科學(xué)知識(shí)的實(shí)用性，激發(fā)“用科學(xué)眼光看生活”的意識(shí)；討論環(huán)節(jié)能培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和表達(dá)能力，讓學(xué)生從“課堂學(xué)習(xí)”延伸到“生活探究”。鞏固練習(xí)，強(qiáng)化知識(shí)與技能1.教師活動(dòng)：開展“空氣受熱上升知識(shí)小問(wèn)答”游戲：圍繞本節(jié)課重點(diǎn)知識(shí)提問(wèn)，如“空氣受熱后會(huì)向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)？”“空氣受熱后體積和密度會(huì)發(fā)生什么變化？”“生活中哪些物品利用了空氣受熱上升的原理？”，學(xué)生舉手搶答，回答正確的小組獲得“科學(xué)小達(dá)人”貼紙。展示教材中“原理應(yīng)用判斷”題目（如“判斷下列說(shuō)法是否正確：①熱氣球是利用空氣受熱上升的原理升空的（）；②油煙機(jī)安裝在灶臺(tái)下方，是為了吸走熱空氣和油煙（）”），讓學(xué)生獨(dú)立完成后小組內(nèi)交流答案，教師公布正確答案并講解，幫助學(xué)生鞏固知識(shí)。布置課后任務(wù)：“請(qǐng)同學(xué)們回家后，和爸爸媽媽一起觀察家里的