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苏教版小学科学三年级上册第四单元《空气的性质》
第16课《风的形成》详细教学设计
一、活动主题
空气探秘局·挑战四：风的制造者
二、课标依据
本课教学严格遵循《义务教育科学课程标准（2022年版）》的要求。
1.核心概念：3. 物质的运动与相互作用。
2.学习内容：3.2 空气与水是重要的物质。
3.内容要求：3.2.⑥ 知道风是一种空气流动的现象，列举生活中常见的形成风的一些方法。（3~4年级）
4.学业要求：能基于观察到的现象，提出可探究的科学问题；能通过观察、实验等方式获取信息；能运用分析、比较、推理等方法得出结论，并尝试用所学知识解释生活中的现象。
5.教学提示：创设真实情境，引导学生通过观察、实验等方法探究物质的性质；鼓励学生设计简单的对比实验，培养探究能力。
三、教材分析
本课是苏教版小学科学三年级上册第四单元《空气的性质》的第四课，也是本单元的最后一课。在前三课，学生已经系统探究了空气占据空间、有质量、受热上升等核心性质。本课旨在引导学生综合运用已有知识，探究“风”这一常见的自然现象的形成原因。教材通过引导学生讨论“大自然中的风是怎么形成的”，结合示意图，理解风是由于地表受热不均导致空气冷热不同，热空气上升，冷空气流动过来补充，从而形成空气的流动——风。本课的学习，将学生对空气性质的认知从静态、个体（空气本身）拓展到动态、系统（空气的流动与循环），是运用科学原理解释自然现象、建立“物质运动与相互作用”观念的关键一步，也为后续学习天气、气候等内容奠定基础。
四、教学目标
1.科学观念：通过模拟实验和推理分析，知道风是空气流动形成的，理解空气的冷热差异是导致空气流动（风）的主要原因。
2.科学思维：能基于生活经验和前课所学（热空气上升），对“风是怎么形成的”提出合理猜想；能通过分析实验现象，推理出空气流动的路径与原因。
3.探究实践：能在教师指导下，小组合作完成模拟“风的形成”的实验，并观察、记录空气（烟雾）的流动路径；能尝试设计简单的对比条件，探究不同温差对“风”的影响。
4.态度责任：感受自然现象中蕴含的科学原理，激发探究自然奥秘的兴趣；了解风对人类的利与弊，树立辩证看待自然现象、利用自然规律服务生活的意识；通过了解古代和现代对风能的利用，增强民族自豪感和环保意识。
五、教学重难点
1.教学重点：通过实验，理解风是空气流动形成的，并知道空气流动是由于冷热不均引起的。
2.教学难点：建立“地表冷热不均 → 空气冷热不同 → 热空气上升 → 冷空气水平流动补充 → 形成风”的因果逻辑链。
六、教学准备
1.教师材料：PPT课件（含“空气探秘局”情境图、自然界风的现象视频或图片、风能利用图片/视频）、风的形成原理动画或示意图、大号透明亚克力箱（或玻璃罩）、蜡烛、线香、冰块。
2.小组材料（4人一组）：
（1）实验装置：带单孔胶塞的透明塑料瓶（或大烧杯）、短蜡烛、火柴、线香、打火机、湿布（安全用）。
（2）对比材料：一小杯热水、一小杯冰水（或冷水）。
（3）《学习任务单》（每人一份）。
3.安全准备：强调用火安全，线香的使用规范，实验必须在教师监督下进行。
七、教学过程
（一）情境导入，链接旧知
教师活动（创设情境，提出问题）：
“各位‘热力飞行家’们，欢迎回到空气探秘局！上一关，我们成功破解了热气球升空的秘密，知道了空气受热会上升。今天，我们将迎来第四项，也是本单元最后一项终极挑战——‘风的制造者’！” （播放风吹动旗帜、树叶、发电风车转动的视频） “看，风无处不在，它能吹动风车，能送来凉爽，也能掀起巨浪。风，是我们最熟悉的‘朋友’之一。但是，这位‘朋友’是怎么来的呢？它看不见摸不着，我们怎样才能‘制造’出风，并揭开它形成的秘密呢？” “回想一下我们学过的知识：空气受热会上升。那么，当一部分空气上升了，它原来待的地方会怎样？周围的空气又会有什么反应？这和我们感受到的风，会不会有关系呢？请大家开动脑筋，大胆猜想！”
学生活动：
观看视频，联系生活经验，回顾“热空气上升”的知识，对风的成因进行初步思考和猜想。
设计理念：延续单元大情境，利用生动的自然现象视频激发探究兴趣。通过提问，引导学生将新问题（风的形成）与旧知识（热空气上升）建立联系，为后续探究搭建思维阶梯。
（二）聚焦问题，提出猜想
教师活动（引导观察与猜想）：
“让我们仔细观察这幅大自然中风的形成示意图（展示教材或PPT图片）。阳光照射地面，有的地方温度高，有的地方温度低。温度高的地方，空气会怎样？（变热上升）那么，热空气上升后留下的‘空位’怎么办？周围的冷空气会静止不动吗？” “请各位小科学家结合示意图和你刚才的思考，在小组内讨论并完成《学习任务单》上的第一部分：我认为，风是这样形成的：______。” （巡视倾听学生的猜想，鼓励基于证据的推理，如：“因为热空气上升了，旁边的冷空气要流过来‘补位’，空气一流动，就形成了风。”） “大家的猜想都很有道理！科学探究就是从猜想开始的。但猜想需要实验来验证。我们如何在教室里，模拟大自然中这种因冷热不均引起的空气流动呢？”
学生活动：
（1）观察风的形成示意图，分析图中冷热空气的流动方向。
（2）小组讨论，基于“热空气上升”的原理，推理冷空气的可能运动。
（3）记录本组的初步猜想。
设计理念：利用教材示意图，将抽象的自然过程可视化，帮助学生建立空间想象。引导学生进行有依据的猜想，培养科学推理能力。将复杂的自然现象转化为可模拟的实验室问题。
实验探究一：制造一缕“风”（定性观察）
教师活动（演示与布置任务）：
“探秘局为我们准备了一个‘迷你地球’模型——这个透明的瓶子。我们可以用它来模拟一片受热不均的区域。看，瓶底有一支蜡烛（代表热源，模拟被太阳晒热的地面），瓶口外有点燃的线香（帮助我们看清空气的流动）。” “我们的任务是：点燃蜡烛，观察线香产生的烟雾是如何流动的？这缕‘烟风’会告诉我们空气运动的秘密！” （安全强调与步骤指导）：“请大家严格按照《学习任务单》上的步骤操作：1. 将蜡烛固定在瓶底。2. 点燃线香，置于瓶口外（不塞住瓶口）。3. 观察此时烟雾的飘散方向（记录为‘实验前’）。4. 点燃瓶内蜡烛，迅速将线香置于瓶口（或靠近瓶口上方），再次仔细观察烟雾的流动路径（记录为‘实验后’）。注意用火安全，线香用完及时熄灭在湿布上。” “关键问题：点燃蜡烛前后，烟雾的流动方向发生了什么变化？这个变化说明了什么？”
学生活动（合作探究）：
（1）小组分工：操作员（负责点燃蜡烛和线香）、安全员（监督用火安全）、观察员（专注观察烟雾路径）、记录员（在任务单上画出或描述气流方向）。
（2）严格按照步骤操作，先观察未点燃蜡烛时烟雾的自然飘散（通常向上）。
（3）点燃蜡烛后，重点观察烟雾是否被“吸”入瓶内，以及在瓶内的运动轨迹。
（4）记录员在《学习任务单》上画出气流方向箭头。
教师活动（巡视与引导）：
巡回指导，帮助学生解决操作中的问题，如线香放置位置不当。引导学生关注关键现象：“看，烟雾被‘拉’进瓶子里了！瓶底的空气被加热后上升，瓶口附近的空气就从下方补充进来，形成了空气的流动！”
学生活动（汇报与初步分析）：
小组汇报：“我们发现，没点火时，烟往上飘。点火后，烟会从瓶口被吸进去，然后从瓶子上方飘出来。”
教师活动（引导建构模型）：
“太棒了！我们成功‘制造’出了风！这个实验告诉我们：当瓶内空气被蜡烛加热后，这部分空气变热上升，从瓶口流出。而瓶内空气减少，压力变小，瓶外 cooler（较冷）的空气就从瓶口下方流入补充。这样，空气就流动起来了！” “请大家用箭头在任务单的瓶子上画出你观察到的空气流动路线。这其实就是我们身边‘风’形成的微型版本！”
设计理念：通过直观的烟雾示踪法，将看不见的空气流动可视化。小组合作完成模拟实验，让学生亲历“制造风”的过程，获得直接经验。引导学生用箭头建模，将现象抽象为科学模型。
（四）实验探究二：温差越大，“风”越有力？（对比验证）
教师活动（提出进阶问题）：
“我们成功模拟了风的形成。但在大自然中，有时候风大，有时候风小。这是为什么呢？可能和什么因素有关？” （引导学生思考：可能与冷热地方的温差大小有关。） “如果我们想研究‘温差大小是否影响风的强弱’，可以怎样改进实验？请大家利用桌上的热水和冰水，设计一个简单的对比实验。”
（提示：可以尝试将瓶子的一部分接触热水杯（模拟很热的地面），另一部分接触冰水杯（模拟很冷的地面），再观察线香烟雾的流动是否更明显、更快？） “请各小组尝试设计并操作，看看你们的‘风’是不是更‘带劲’了？在《学习任务单》上记录你的发现和结论。”
学生活动（合作探究）：
（1）小组讨论设计对比方案（例如：将瓶子一侧紧贴热水杯外壁加热，另一侧保持常温；或者先做常温实验，再做局部加热实验进行对比）。
（2）尝试操作，观察在制造更大温差时，烟雾的流动速度、被吸入的明显程度是否有变化。
（3）记录对比现象，并尝试得出结论。
教师活动（引导总结原理）：
“哪个小组愿意分享你们的发现？是的，当温差更大时，空气流动得更快、更明显！这就像夏天海边，陆地和海洋温差大，就容易形成明显的海风或陆风。” “所以，风的本质就是空气的流动。而推动空气流动的力量，主要来自于太阳照射导致的地表冷热不均。热的地方空气受热上升，冷地方的空气就流过来补充，这样循环往复，就形成了我们感受到的风。” “恭喜大家，成功破解了‘风’的诞生密码！现在，请大家根据《学习任务单》上的评价表，为小组的探究过程打分。”
设计理念：在定性实验基础上，引入对比实验的思想，引导学生探究影响风强弱的因素（温差），将探究推向更深层次。培养学生控制变量、设计简单对比实验的初步能力。将实验室结论与自然现象（海陆风）相联系，促进知识迁移。
（五）拓展应用，总结升华
教师活动（联系生活，辩证看待）：
“同学们，我们今天发现的这个原理，可以解释很多自然现象，比如山谷风、海陆风。风，这位大自然的‘搬运工’，对我们人类的生活有什么影响呢？” （引导学生从利、弊两方面思考并发言：利——风力发电、帆船航行、传播花粉种子、调节气候；弊——台风、龙卷风带来灾害、引发沙尘暴等。） “是的，风就像一把双刃剑。我们学习科学，就是为了认识它、利用它好的一面，同时防范它有害的一面。”
教师活动（情感升华，单元总结）：
“回顾我们‘空气探秘局’的整个探险历程：我们从证明空气这个‘隐身朋友’占据空间、有质量，到发现它受热会上升，再到今天，我们综合运用这些知识，揭开了风形成的奥秘。我们一步步地从认识空气本身，到了解它的运动，再到理解由它引发的宏观自然现象。” “我们中国人很早就善于观察和利用风。东汉时期的张衡发明了候风仪（相风铜鸟）来测风向；明代郑和庞大的船队，依靠风帆驰骋大洋；如今，我们国家建设了世界上规模最大的风力发电网络，清洁的风电正在点亮千家万户。这体现了从古至今，中华民族观察自然、顺应自然、利用自然的智慧。” “科学的探索没有终点。空气的秘密还有很多，比如它的成分、它如何传播声音……未来，等待着你们去继续发现！希望你们永远保持这份好奇心和探索精神，像风一样，自由思考，勇往直前！”
学生活动：
聆听总结，联系生活实际，辩证思考风的影响。了解中国古代和现代在风能利用上的成就，激发民族自豪感和科学探索的热情。
设计理念：将课堂结论与生活、生产实际紧密联系，引导学生辩证看待自然现象。通过单元知识回顾，帮助学生形成知识网络。融入科技史和现代成就，自然地进行爱国主义教育和科学精神熏陶，为单元学习画上圆满而富有深意的句号。
八、作业设计
（一）分层作业
1.基础作业（必做）：完成《学习任务单》上的“原理应用”部分，向家人解释“风是怎么形成的”，并画出示意图。
2.提升作业（选做）：观察生活中哪些地方利用了风（如风车、帆船、风力发电图片），或者哪些设计是为了防风（如防风林、建筑流线型设计），选择一例，用今天所学原理进行简要分析。
3.拓展作业（挑战）：查阅资料，了解“海陆风”或“山谷风”的具体形成过程，制作一个简单的科普小报或录制一段讲解视频。
（二）评价标准（以提升作业为例）
★ 能正确指出1个利用风或防风的生活实例。
★★ 能用“空气冷热流动”的原理解释该实例的工作原理或设计原因。
★★★ 能进一步分析该实例的优缺点，或提出一个相关的改进小设想。
九、教学反思（预设）
1.成功之处：成功延续单元情境，激发探究兴趣；实验设计巧妙，利用烟雾使空气流动“可视化”，有效突破了教学难点；引导学生从定性观察到对比探究，思维层次清晰；结尾将风的知识与古代智慧、现代科技结合，升华自然，情感教育到位。
2.待改进之处：模拟实验的成败对线香烟雾的浓度、蜡烛火焰大小、环境气流较敏感，需提前反复试验确保效果；引导学生设计对比实验时，需给予更具体的支架（如提供对比记录表）；对“气压差”的概念需谨慎处理，用“空气流动填补空间”的通俗说法即可。
3.创新点：将“制造风”的主动权交给学生，体验感强；作业设计引导学生关注科学与技术、社会的关系（STS）。
附：《学习任务单》
空气探秘局·挑战四：风的制造者
班级：________ 姓名：________ 探秘编号：________
我的猜想
观察风的形成示意图，结合“热空气上升”的知识，我认为风是这样形成的：
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
实验寻证
实验1：瓶中的“风洞”
实验步骤： (1) 将蜡烛固定在瓶底。 (2) 点燃线香，置于瓶口外，观察烟雾方向（不点火）。 (3) 点燃瓶内蜡烛。 (4) 再次将线香置于瓶口（或上方），仔细观察烟雾路径。
我观察到的现象（用箭头在瓶子上画出空气流动方向）： （实验前，未点火）烟雾方向：大致向 ______ 飘。 （实验后，点火） !
我的分析：点燃蜡烛后，瓶内空气被加热，变 ______ 上升。瓶外相对较 ______ 的空气就从下方流入补充。这样，空气就 ______ 起来了，形成了“风”。
实验2：强弱之风（选做/挑战）
我的对比设计：为了研究温差是否影响风的强弱，我打算这样做：_____
________________________________________________________________
我的发现：当温差更大时，烟雾的流动显得更 ______（快/慢、明显/不明显）。
我的结论：一般来说，冷热差异越 ______，空气流动就越 ______，风也就可能越 ______。
探秘结论
通过今天的探究，我用证据证明了：风是 ______ 形成的。推动空气流动的主要原因是太阳照射导致地表 ______ 不均，______ 空气上升，______ 空气流过来补充。
原理应用（课后完成）
风对我们的影响有利有弊。请各举一例，并简要说明：
利的方面：例如 ______，因为 ______。
弊的方面：例如 ______，因为 ______。
五、挑战评价 请根据你今天在探秘活动中的表现，为自己和小组点亮星星吧！
猜想 与提问 能说出自己的猜想 能结合旧知识提出有依据的猜想 能对猜想设计验证思路
实验 与操作 在帮助下完成实验1 能安全、规范地完成两个实验 能自主设计简单的对比实验
分析 与推理 能描述实验现象 能根据烟雾路径分析空气流动方向 能清晰解释风的形成原理
合作 与分享 能参与小组活动 积极完成分配的任务 主动协调，分享发现与思考
我的总评 我获得了 ______ 颗星！ 我们小组获得了 ______ 颗星！
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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