资源简介

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16. 风的形成
【单元主题】
《空气的性质》
【单元教学目标】
空气是地球上所有生物赖以生存的重要物质。但学生一般会直观地认识空气的基本特征，误以为“看不见的物体不占据空间”“空气没有质量”“风是凭空产生的”“空气静止不动”，不会意识到冷热空气与风的形成之间的关系。本单元的学习将帮助学生突破认知障碍，进一步认识空气的性质。帮助学生初步理解空气性质与空气运动，不仅是科学启蒙的起点，更是培养未来公民应对气候挑战、推动技术创新的基石。
本单元将抽象的空气性质转化为10多个可操作的探究任务支撑观念建构，通过“做中学、学中思、思中用”的闭环设计，培养学生用科学眼光观察世界、用创新思维解决问题的终身能力。通过“瓶中气球吹不大”“倒扣杯子纸巾不会湿”等活动，学生直观感受空气占据空间的性质，学会利用证据说明空气占据空间、充满各处的性质。通过“冷热瓶烟流实验”“模拟自然风装置”
等直观活动形成完整逻辑链，助力学生形成整合性科学观念。
【本课在单元中的任务】
本单元由《吹气球》《称空气》《热气球》《风的形成》四课组成。本单元以日常空气现象或事件为明线，以空气的物理性质为暗线，采用宏微结合的设计策略，将抽象性质转化为若干可感知的探究任务。本课意在破除“风是凭空产生的”这一迷思，引导学生理解风是空气流动现象，运用空气流动的性质解释风的成因，能为后续认识大气圈、从大气运动角度推测和解释天气变化奠定基础。两个模块之间是递进关系，先现象后本质。模块一基于风的本质制造风，比较人造风和自然风的异同(特别是造风方法等方面的区别)，并猜测自然风成因；模块二借助模拟实验、冷热瓶烟流实验，结合模型图解释自然风的形成过程，认识它的一些用途。
【教学目标】
1.能说出空气会流动，举例说明自然风与人造风的成因不同。
2.能用模拟装置和模型图分析自然风的成因。
3.会用多种方法制造风，做模拟自然风和冷空气水平运动的实验。
4.树立科学自然观和可持续发展理念，在生产生活中合理利用风。
【教学重点】
造风和探究自然风的成因。
突破方法：第一部分，利用生活实验，让学生自己造风；第二部分，利用图片观察、分析，猜测风的形成与冷热空气有关。
【教学难点】
用模型验证猜想、分析成因。
突破方法：通过实验、模型的分析及材料的阅读，验证猜想，得出风的形成的成因。
【教学准备】
教师材料：教学课件、相关视频、冷空气水平流动演示实验材料。
学生材料：造风材料;模拟自然风装置。
【教学时间】
1课时
【教学过程设计】
一、创设情境，聚焦课题
师：上节课我们研究了冷热空气的性质，想一想你收获了什么？
生：同体积下热空气比冷空气轻，热空气上升，冷空气下降等。
师：对，经过前三节课的学习，同学们对空气的特点了解了不少。冷热空气的这些性质在自然界会发生什么现象呢？这节课我们继续来探究。（板书：风的形成）
［设计意图：从复习上节课知识开始，巩固学生对于学过知识的掌握程度，贴近学生认知；以问题驱动，激发学生的探究兴趣，自然引出课题。］
二、人造风和自然风的异同
过渡:水会流动，能推动水轮。空气会流动吗 你的依据是什么
生：思考回答问题。（如倾斜的柳条，飘起的发丝、柳絮和围巾，凉风拂面等。）
小结:刚才同学们列举了很多空气流动的事例，看来空气流动是个不争的事实。空气流动还形成了一种特殊的自然现象，那就是风。
任务:我们身边到处都是空气，你能用几种方法让身边的空气流动起来 什么证据能证明空气流动起来了
生：分组活动，分享经验。
（如用嘴吹，用扇子扇，用电吹风吹，用手扇，用纸扇等。）小结：在不区分使用工具的前提下，人造风的方法可分成两
类:一是扇，二是吹。本质都是推动空气运动。
过渡:扇子和电风扇能让整个地区都刮起风吗 哪里有风 来
看看自然界中的风吧!
播放视频《自然界中的风》。
思考并用箭头表示空气流动方向:此时空气是从哪里流向哪里的
生：思考并画箭头表示风的流向。初步知道任何时候任何
地方都可能刮风，且风的范围很大，持续时间较长，有一定的
方向。
提问:自然风可能是如何形成的 空气在什么条件下会自然流动 你能想到什么
提示：自然风的形成不靠扇子，能利用的是空气自身的性质。
想一想前一节课的冷热瓶烟流实验和热气球实验可以得出空气在有冷有热时就有可能自然流动起来。
小结:同学们的猜测是一-空气的自然流动可能与冷空气、热空气有关。接下来我们就来验证这个猜想。
［设计意图：理解风的本质是空气流动的现象，借助人造风发现推力是引起空气运动的原因，是进一步研究自然风成因的基础。调动关于自然风的生活经验，发现自然风与人造风区别很大，并引导学生运用前面所学推测空气在什么情况下会自然流动起来。］
三、自然风的成因和用途
过渡:这里有一个装置，用到的材料:蜡烛、消防烟香、点火器、自制装置(将大塑料瓶去底，在下半部开个孔，连接一个小塑料瓶喇叭口)。它有什么特点 把未点燃的蜡烛放在装置内，会如何 用它罩住点燃的蜡烛呢
阅读教材第62页实验步骤。
生：阅读实验步骤。
提问:观察什么 为什么要使用线香
（参考：观察不同情况下火苗的变化。使用线香可以观察到空气的流动。）
猜测:捂住小瓶喇叭口再松开会有什么现象 喇叭口的烟会如何流动
生：讨论并交流。
师：提示操作要点和记录内容。
生：分组实验并填写教材上的实验记录。
生：交流并分析实验结果。
实验现象：步骤1:火苗变歪。步骤2:火苗变正后又变歪。步
骤3:烟流到火苗周围，转圈后竖直向上升。
小结：通过对比点燃蜡烛前后情况，发现点燃蜡烛是模拟自然风的必要条件。由实验可以发现，没有冷空气水平流向火焰周围，就没有风。
图片展示并提问:这个模型图表示城市自然风的形成过程，图中不同颜色的箭头表示什么 根据冷空气和热空气的流动规律，结合下图，写一写、说一说大自然中的风是怎么形成的。
生：小组讨论并交流讨论结果，形成共识。
说明：这一模型图选取了城市热岛效应模型的一半。1.城区地面温度和空气温度总是高于郊区;2.红色代表热空气，蓝色代表冷空气，渐变色代表空气温度会沿着箭头方向发生变化。
参考：阳光照射大地，使地表温度升高。城区地面温度更高，上方空气更热，形成的热空气向上升。郊区地面温度较低，空气温度较低，会水平流向城区进行补充。上升的热空气遇冷后会变成冷空气，向地面方向运动。冷热空气如此循环流动，风就刮起来了。
过渡:不仅城市有自然风，其他地方也有自然风。阅读课文，认识更多地方自然风的形成过程。
任务：阅读教材第63页课文。
提问:自然风能干什么 哪些人需要关注自然风 普通人认识自然风有什么好处
生：阅读并思考。
小结:今天我们用三种方法验证了上述关于自然风成因的猜想。自然风是一种重要的自然资源，自然风与生产生活联系紧密，我们应认识自然风，合理利用自然风。
［设计意图：借助火苗和烟流，用有形的方式帮助学生观察到模拟装置内冷热空气运动路线，进一步观察冷空气的水平流动，能支持学生利用模型图解释自然风的成因，并用课文引导学生关注风的用途和合理利用，树立可持续发展理念。］
四、课堂小结
（PPT 展示本课核心内容）师：同学们，今天这节课我们一起学习了 “风的形成”，谁来说一说，你有哪些收获？
生（预设）：冷热空气的运动形成风等。
师：大家的收获都很多！请同学们课后搜集风在我们生活中的其它应用，下节课与老师、同伴一起分享。最后，我们一起熟读本课的核心知识点。
生：熟读知识点。
［设计意图：通过学生自主总结收获，回顾本课核心知识，了解学生的掌握情况；布置课后制作任务，让学生将科学探究延伸到生活中，持续激发学生持续探究的兴趣。］
【板书设计】
风的形成
1.人造风：扇或吹。
2.自然风：冷热空气的运动。
【教学反思】
本节课在学生已经掌握热空气上升、冷空气下降知识的基础上开展教学，通过动手制造人造风、模拟自然风实验、模型读图分析，引导学生认识风的本质是空气流动，区分人造风和自然风，理解自然界风的形成原因，了解风在生产生活中的用途，基本达成教学目标。
课堂上制造人造风的小活动简单易操作，学生参与热情高，能够说出扇、吹等人造风的方式，明白人造风依靠外力推动空气。本课难点是借助模拟实验和模型解释自然风的成因。模拟自然风实验依靠线香的烟来观察看不见的空气流动，实验现象受装置气密性、线香烟量、环境气流干扰较大。部分小组塑料瓶开孔漏气，外界空气干扰，烟流现象不明显，学生很难直观看清冷空气水平流动路径，只能依靠课本结论进行记忆。在解读风形成模型图时，不少学生只能记住 “冷热空气形成风”，不能够完整表述：热空气上升，冷空气水平流过来补充这一完整逻辑，对冷热空气循环流动的理解不够透彻。
在知识应用部分，学生能够列举生活中风的用途，但对于合理利用风能、可持续发展理念体会比较浅显，大多停留在教师讲解层面，缺少结合生活实例的深度思考。
后续教学改进：课前提前检查模拟实验装置，修补漏气部位，课前预做实验，保证课堂实验现象清晰；如果分组实验效果不理想，可以播放高清实验视频作为补充，降低观察难度。教学中借助箭头示意图拆解风的形成过程，分步引导学生描述：哪里空气受热上升、哪里的冷空气过来补充，搭建表达支架，突破教学难点。增加生活实例，联系风力发电等场景，帮助学生体会风能的价值。课后搜集风的应用任务，可以设计简单记录单，引导学生把课堂所学和生活实际紧密联系。
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