一、課程背景與目標定位演講人課程背景與目標定位壹知識鋪墊：熱空氣上升的科學原理再梳理貳實踐操作：簡易熱空氣氣球的制作流程叁問題診斷與改進策略肆拓展延伸：從簡易氣球到現(xiàn)代熱氣球伍總結(jié)與評價陸目錄2025小學四年級科學上冊熱空氣氣球制作實踐課件01課程背景與目標定位課程背景與目標定位作為一線科學教師，我始終堅信：科學教育的魅力不僅在于知識的傳遞，更在于讓學生在動手實踐中觸摸原理、感知規(guī)律。本學期《熱空氣與冷空氣》單元教學中，"熱空氣氣球制作實踐"是銜接理論與應用的關鍵環(huán)節(jié)。四年級學生已通過前兩課學習掌握"熱空氣上升"的基本原理（教材P32-34實驗：紙蛇旋轉(zhuǎn)、塑料袋膨脹上升），但對"如何利用這一原理制作可升空的裝置"仍停留在觀察層面。本節(jié)課的設計，正是要將抽象的"熱空氣浮力"轉(zhuǎn)化為具象的實踐操作，讓學生在"問題-探索-驗證"的過程中，深化對科學概念的理解，同時培養(yǎng)工程思維與團隊協(xié)作能力。本節(jié)課的核心目標可概括為三點：知識目標：通過制作實踐，理解"熱空氣密度小于冷空氣"是氣球升空的根本原理，明確"熱空氣體積、氣球重量、熱源功率"三者的關系；課程背景與目標定位能力目標：掌握簡易熱空氣氣球的制作流程，能分析實驗失敗原因并提出改進方案；素養(yǎng)目標：激發(fā)對熱現(xiàn)象的探究興趣，體會科學原理在生活中的應用價值（如熱氣球旅游、氣象觀測），培養(yǎng)安全操作意識與責任擔當。02知識鋪墊：熱空氣上升的科學原理再梳理知識鋪墊：熱空氣上升的科學原理再梳理在正式制作前，我們需要通過一組"溫故知新"的小實驗，幫學生建立清晰的理論框架——這就像建房子要先打地基，制作氣球也要先筑牢知識基礎。1回顧經(jīng)典實驗，強化原理認知實驗1：紙蛇旋轉(zhuǎn)（教材已做，此處復現(xiàn)）取一張正方形薄紙（A4紙1/4大小），沿對角線剪開至中心，制成螺旋狀紙蛇；用細線懸掛在蠟燭上方10cm處。當蠟燭點燃后，紙蛇會順時針旋轉(zhuǎn)。引導學生觀察并思考："火焰加熱了周圍的空氣，熱空氣向哪個方向流動？這種流動如何推動紙蛇轉(zhuǎn)動？"學生通過討論可得出結(jié)論：熱空氣上升，形成向上的氣流，推動紙蛇旋轉(zhuǎn)。1回顧經(jīng)典實驗，強化原理認知實驗2：自制"熱氣球"雛形（新增對比實驗）準備兩個相同的薄塑料袋（超市食品袋，約20cm×30cm），一個保持原樣（對照組），另一個用吹風機熱風從開口處持續(xù)吹30秒（實驗組）。同時松手，觀察現(xiàn)象。學生將看到：實驗組塑料袋膨脹并上升，對照組則下垂。此時追問："為什么加熱后的塑料袋會上升？"結(jié)合前課所學"溫度升高，空氣體積膨脹，密度減小"的知識，學生可總結(jié)：熱空氣密度比同體積的冷空氣小，因此會上升。2從原理到應用：氣球升空的必要條件0504020301通過兩組實驗，我們已明確"熱空氣上升"是核心動力。但要讓氣球持續(xù)升空，還需滿足三個關鍵條件：重量控制：氣球本身（蒙皮、框架）的重量必須小于熱空氣提供的浮力；熱空氣持續(xù)補充：熱源需穩(wěn)定加熱，使氣球內(nèi)不斷有熱空氣進入，維持內(nèi)部空氣密度低于外部；開口設計：氣球底部需保留適當開口，既讓冷空氣進入被加熱，又避免熱空氣過快流失。這就像我們要讓小船浮在水面，船的重量必須小于排開水的重量；熱空氣氣球要升空，其總重量必須小于同體積熱空氣與冷空氣的重量差。03實踐操作：簡易熱空氣氣球的制作流程實踐操作：簡易熱空氣氣球的制作流程現(xiàn)在，我們正式進入"動手創(chuàng)造"環(huán)節(jié)?？紤]到四年級學生的動手能力與安全要求，本次實踐選擇"輕木框架+薄棉紙蒙皮+固體酒精塊"的組合，材料易得且安全性較高。1材料準備（教師提前分發(fā)，學生檢查確認）|類別|具體物品|數(shù)量/規(guī)格|注意事項||------------|-----------------------------------|--------------------------|---------------------------||框架材料|輕木條（截面2mm×3mm）|6根，每根長30cm|需提前用砂紙打磨邊緣，防劃傷||蒙皮材料|薄棉紙（如拷貝紙，克重15-20g）|1張，50cm×50cm|避免使用易破的衛(wèi)生紙||連接材料|細棉線（直徑0.5mm）、白乳膠|棉線5米，白乳膠1小瓶|乳膠需選擇速干型|1材料準備（教師提前分發(fā)，學生檢查確認）|熱源|固體酒精塊（每塊約5g）|2塊|需配備防火托盤||輔助工具|剪刀、尺子、鉛筆、打火機|每組1套|打火機由教師統(tǒng)一保管|2制作步驟（分5個環(huán)節(jié)，教師邊示范邊講解）環(huán)節(jié)1：搭建立方體框架（約10分鐘）目標：制作一個邊長25cm的立方體框架，作為氣球的支撐結(jié)構(gòu)。操作要點：取4根輕木條，用棉線交叉綁成正方形底面（邊長25cm），確保四個角呈直角（可用直角尺輔助）；取剩余2根木條作為立柱，垂直固定在底面正方形的一組對角上（高度25cm），用棉線在立柱頂端交叉綁緊，形成立方體的"對角線支撐"；檢查框架穩(wěn)定性：輕搖框架，若晃動明顯需重新綁扎。環(huán)節(jié)2：裁剪與固定蒙皮（約15分鐘）目標：用薄棉紙包裹框架，形成封閉的氣球外殼（底部保留開口）。操作要點：2制作步驟（分5個環(huán)節(jié)，教師邊示范邊講解）環(huán)節(jié)1：搭建立方體框架（約10分鐘）裁剪蒙皮：將50cm×50cm薄棉紙沿對角線對折兩次，得到4層三角形，展開后沿鉛筆標記裁剪出"近似半球形"（底部直徑略大于框架底面邊長）；固定頂部：將蒙皮中心對準框架頂部交叉點，用白乳膠粘貼（每次涂膠面積不超過5cm2，避免棉紙皺縮）；固定側(cè)面：從頂部向底部逐步粘貼，每粘貼10cm用棉線輔助固定（防止乳膠未干時蒙皮滑落）；保留底部開口：框架底面四周留出5cm不粘貼，形成一個直徑約20cm的圓形開口（用于熱空氣進入）。環(huán)節(jié)3：安裝熱源支架（約5分鐘）目標：在框架底部固定熱源，確?；鹧媾c蒙皮保持安全距離。2制作步驟（分5個環(huán)節(jié)，教師邊示范邊講解）環(huán)節(jié)1：搭建立方體框架（約10分鐘）操作要點：1用細鐵絲彎成直徑8cm的圓形支架，焊接（或用棉線綁扎）在框架底面中心下方5cm處；2將固體酒精塊放置在支架上，檢查酒精塊與蒙皮的垂直距離（需≥15cm，避免高溫灼燒棉紙）。3環(huán)節(jié)4：整體檢查與調(diào)試（約5分鐘）4目標：排除制作缺陷，確保氣球符合升空條件。5檢查清單：6框架是否變形？（用尺子測量各邊長度，誤差≤2cm）7蒙皮是否有破洞？（用手電筒從內(nèi)部照射，觀察外部是否有光斑）82制作步驟（分5個環(huán)節(jié)，教師邊示范邊講解）環(huán)節(jié)1：搭建立方體框架（約10分鐘）熱源支架是否穩(wěn)固？（輕推支架，無晃動）總重量是否達標？（用電子秤稱量，總重量≤30g）環(huán)節(jié)5：實地試飛（約20分鐘，教師全程監(jiān)護）操作流程：選擇無風、空曠的場地（如操場，避開樹木、電線）；學生2人一組，1人手持氣球頂部（保持蒙皮展開），1人用打火機點燃酒精塊；觀察30秒：若蒙皮逐漸膨脹、氣球有上浮力，緩慢松手；若未膨脹，檢查開口是否過小或熱源功率不足；記錄數(shù)據(jù)：測量升空高度（用卷尺）、持續(xù)時間（用秒表），拍攝視頻留存。3安全操作規(guī)范（需反復強調(diào)）熱源使用：固體酒精塊需由教師點燃，學生不得自行操作；若酒精塊意外掉落，立即用防火沙覆蓋；蒙皮防護：避免蒙皮接觸火焰（安全距離≥15cm），若出現(xiàn)焦痕立即終止實驗；場地管理：試飛時其他學生需退后5米，避免擁擠碰撞；收尾工作：實驗結(jié)束后，用濕毛巾熄滅酒精塊余燼，確認無明火后再處理垃圾。0103020404問題診斷與改進策略問題診斷與改進策略實踐中，學生的氣球可能出現(xiàn)"無法升空""升空后墜落過快""蒙皮燃燒"等問題。教師需引導學生通過"觀察現(xiàn)象-分析原因-提出改進"的科學思維鏈解決問題。以下是常見問題及應對方案：1問題1：氣球完全無法升空現(xiàn)象：點燃熱源后，蒙皮無明顯膨脹，松手后氣球下垂?？赡茉颍好善み^重（如使用普通打印紙，克重＞30g）；開口過?。峥諝鉄o法持續(xù)進入，內(nèi)部無法形成低壓區(qū)）；熱源功率不足（固體酒精塊過小，或燃燒不充分）。改進方案：更換更輕的蒙皮（如半透明硫酸紙，克重12-15g）；擴大底部開口（直徑增加至25cm，確?？諝饬魍ǎ?；增加熱源（使用2塊固體酒精塊，或更換為小蠟燭）。2問題2：氣球升空后迅速墜落現(xiàn)象：氣球上升1-2米后，蒙皮收縮并下落?？赡茉颍簾峥諝饬魇н^快（蒙皮有破洞，或開口過大）；框架重量分布不均（立柱傾斜導致氣球重心偏移）；外部氣流干擾（場地有微風，推動氣球偏離垂直上升路徑）。改進方案：用透明膠帶修補蒙皮破洞（注意膠帶重量≤0.5g）；調(diào)整框架立柱角度（用棉線重新綁扎，確保垂直）；選擇更封閉的場地（如體育館內(nèi)，無風環(huán)境）。3問題3：蒙皮局部燃燒現(xiàn)象：試飛過程中，蒙皮底部出現(xiàn)焦黑或明火。01可能原因：02熱源與蒙皮距離過近（＜15cm）；03酒精塊燃燒時飛濺火星（固體酒精純度不高）；04蒙皮材質(zhì)易燃（如使用易燃的薄紗）。05改進方案：06降低熱源支架高度（增加至20cm）；07更換高純度固體酒精（減少火星飛濺）；08選擇阻燃性蒙皮（如經(jīng)水浸泡后晾干的棉紙，降低可燃性）。0905拓展延伸：從簡易氣球到現(xiàn)代熱氣球拓展延伸：從簡易氣球到現(xiàn)代熱氣球本節(jié)課的實踐，是人類探索飛行史的一次微縮重現(xiàn)。1783年，法國蒙哥爾費兄弟用類似原理制作了世界上第一個載人熱氣球，飛行25分鐘，揭開了人類航空史的序幕。如今，熱氣球已從科學實驗工具發(fā)展為旅游觀光、氣象探測的重要載體。1現(xiàn)代熱氣球的技術升級熱源：采用丙烷燃燒器（功率可達200萬大卡/小時），能快速加熱空氣；控制系統(tǒng)：通過調(diào)節(jié)燃燒器火力控制升降，通過選擇不同高度的氣流控制方向。材料：使用高強度、耐高溫的聚酯纖維（如Nomex防火布），可承受200℃高溫；與我們的簡易氣球相比，現(xiàn)代熱氣球有三大核心改進：2生活中的熱空氣應用熱空氣上升的原理不僅用于熱氣球，還廣泛存在于我們的日常生活：暖氣片：安裝在窗戶下方，加熱后的空氣上升，形成室內(nèi)空氣循環(huán)；孔明燈：傳統(tǒng)節(jié)日中的"許愿燈"，本質(zhì)也是利用熱空氣升空的裝置（需注意防火?。?。廚房抽油煙機：安裝在爐灶上方，利用熱空氣上升的特性排出油煙；06總結(jié)與評價總結(jié)與評價本節(jié)課的學習，我們經(jīng)歷了"理論學習-實踐制作-問題改進-拓展認知"的完整探究過程。同學們不僅親手驗證了"熱空氣上升"的科學原理，更在解決實際問題中體會到"科學與技術"的緊密聯(lián)系——正如科學家牛頓所說："我不知道世人怎樣看我，但我自己以為我不過像一個在海邊玩耍的孩子，不時為發(fā)現(xiàn)比尋常更為美麗的一塊卵石或一片貝殼而沾沾自喜，至于展現(xiàn)在我面前的浩翰的真理海洋，卻全然沒有發(fā)現(xiàn)。"今天的熱空氣氣球制作，就是我們駛向"真理海洋"的第一葉扁舟。1學生評價維度|評價項目|評價要點|等級（★★★★★）||----------------|-----------------------------------|---------------||知識掌握|能準確描述熱空氣氣球升空的原理|★★★★★||操作能力|能獨立完成框架搭建與蒙皮固定|★★★★★||問題解決|能分析實驗失敗原因并提出改進方案|★★★★★||團隊協(xié)作|小組成員