风的形成-小学科学三年级上册探究教学设计

风的形成——小学科学三年级上册探究教学设计一、教学内容分析

本课隶属于小学科学课程物质科学领域“空气与水”主题范畴。根据《义务教育科学课程标准（2022年版）》，本课内容指向“物质是运动的”这一核心概念，具体关联“空气的流动是风形成的原因”这一学习内容。在知识技能图谱上，学生需从“感知风的存在”这一前概念出发，通过探究活动，建构“风是由空气的流动形成的”这一科学概念，并理解“冷热差异导致空气流动”的初级原理。这一概念是理解天气变化、大气运动等更复杂自然现象的认知基石，在单元知识链中起到承上启下的枢纽作用。从过程方法看，课标强调引导学生经历“提出问题作出假设制定计划搜集证据处理信息得出结论表达交流”的完整探究过程。在本课中，这一路径将转化为“感受风猜测风成因设计并实施模拟实验观察现象推理解释联系实际”的课堂活动序列，着重培养学生基于证据进行解释和模型推理的初步能力。在素养价值层面，本课是培育学生科学观念、探究实践与科学思维的绝佳载体。通过对一个常见自然现象的深入探究，引导学生像科学家一样思考，尊重证据，勇于质疑，体会自然界的奇妙与内在逻辑，实现科学精神与实证意识的“润物无声”。

从学情来看，三年级学生对于“风”有丰富的生活感知，能描述其现象（如旗帜飘动、头发飞扬），这构成了学习的积极基础。然而，他们的认知大多停留在现象层面，普遍存在“风是自然存在的”、“是树或扇子‘产生’了风”等前科学概念或因果倒置的认知误区。其思维正处于具体运算阶段初期，对于“看不见的空气”及其“流动”这一抽象过程的理解存在显著障碍。因此，教学的关键在于将无形的空气流动转化为可视、可感的实验现象。在教学过程中，我将通过“头脑风暴式”提问（如：“没有树的地方也有风吗？”）、观察学生模拟实验的设计与操作、分析其课堂发言的逻辑性等方式进行动态学情评估。基于此，教学调适应提供多层次支持：对于基础层学生，提供结构化的实验器材和操作步骤图示，引导其观察描述现象；对于能力较强的学生，则鼓励其自主设计对比实验方案（如改变冷热源位置），或尝试解释更复杂的风现象（如海陆风），以满足差异化需求，确保每位学生都能在“最近发展区”获得发展。二、教学目标

知识目标：学生能基于模拟实验的观察，准确表述“风是由空气流动形成的”这一核心概念，并能初步将“空气的冷热不均”与“空气流动”建立因果联系，解释生活中一些常见风现象的基本成因。

能力目标：学生能够以小组合作形式，参照指导步骤完成“风的形成”模拟实验，并学会有顺序、有重点地观察实验现象（如烟飘动的方向）；初步尝试用图画、文字或语言描述实验过程与现象，并依据观察到的证据进行简单的推理解释。

情感态度与价值观目标：学生在探究活动中保持对自然现象的好奇心和求知欲，在小组实验中愿意分工协作、分享观点；初步形成“尊重证据、结论需基于观察”的科学态度，乐于将所学知识用于解释生活中的科学问题。

科学（学科）思维目标：本课重点发展“模型建构”与“推理论证”思维。学生能将复杂的自然风形成过程，简化为可通过蜡烛、玻璃箱等材料模拟的模型；能依据实验中“烟的流动路径”这一可视证据，逆向推理出“空气流动方向”及“冷热空气如何运动”，经历从现象到本质的思维过程。

评价与元认知目标：引导学生依据“实验操作是否规范”、“现象描述是否清晰”、“解释是否结合证据”等简单标准，对小组或他人的探究成果进行初步评价；在课堂小结时，能够回顾并说出“我们今天是通过什么方法弄清风是怎么形成的”，初步反思学习路径。三、教学重点与难点

教学重点：通过模拟实验探究，理解并建立“风的形成源于空气流动”这一核心科学概念。确立依据在于，此为课标中明确要求掌握的、反映自然界物质运动规律的基础性大概念，是学生从感性认识跃升到理性解释的关键节点，也是后续学习天气、气候等知识的必备认知基石。掌握这一概念，意味着学生开始用物质运动的视角看待世界。

教学难点：从具体的实验现象（烟的飘动）抽象推理出“看不见的空气的流动”，并理解“冷热差异引起空气流动”的动态过程。难点成因在于，三年级学生的抽象逻辑思维尚在发展，需要克服“眼见为实”的思维定势，将“烟”这一示踪物与“空气”这一主体建立联系，并想象其在整个空间中的循环运动。突破方向在于，通过分步观察、动态图示和形象化语言（如“热空气像个淘气球宝宝，挤着往上跑”），搭建从具体到抽象的思维阶梯。四、教学准备清单1.教师准备1.1媒体与教具：多媒体课件（含风的声音、各种风现象的图片/视频、实验操作微视频、空气流动动画示意图）；“风的形成”演示实验箱（透明亚克力箱、两侧开孔、蜡烛、蚊香或烟雾发生器）；板书记划（预留核心概念区、现象记录区、学生猜想区）。1.2实验材料（分组）：小型透明模拟风箱（或自制无盖玻璃缸）、短蜡烛、火柴、安全熄火瓶、线香（用于产生少量烟）、学生实验记录单。2.学生准备2.1知识准备：观察生活中的风，思考“风从哪里来”。2.2物品准备：彩色笔。3.环境布置3.1座位安排：四人小组合作式座位，便于实验与讨论。五、教学过程第一、导入环节1.情境创设与感知唤醒：“同学们，请闭上眼睛，仔细听……”（播放一段包含风声、树叶沙沙声、旗帜猎猎作响的音频）。“好了，睁开眼睛，谁能告诉我，你听到了什么？又仿佛看到了什么场景？”（学生自由发言）“对，我们都想到了风。风，看不见摸不着，却无处不在。看，它能让风车转动，让帆船航行，也能让大树摇摆。”（播放相关图片）。2.提出核心驱动问题：“风的力量可真不小！不过，一个有趣的问题来了：大家想一想，这看不见的风，到底是怎么‘来’的呢？它究竟是怎么形成的？”（板书核心问题：风是怎么形成的？）。“我听到有的同学说‘是树摇动产生的’，有的说‘是空气在动’。哪种想法更接近真相呢？光靠猜可不行，科学家讲究用证据说话。”3.明晰探究路径：“今天，我们就化身小小科学家，用实验来揭秘！我们没办法把大自然搬进教室，但可以创造一个‘迷你大自然’来模拟研究。我们将通过动手实验，观察一些神奇的现象，最后再来回答这个难题。大家都准备好了吗？我们的科学探究之旅，现在开始！”第二、新授环节任务一：聚焦问题，大胆假设教师活动：首先，引导学生将注意力从风的现象转向成因。提出问题链：“风来了，我们皮肤感到凉快，旗帜哗啦一下展开——这告诉我们风其实是什么在动？（等待并引导至‘空气’）。没错，是空气在运动。那原来静止的空气，为什么会动起来呢？是什么力量推了它一把？”展示一幅“阳光下沙滩与海水”的图片，启发思考：“晒得滚烫的沙滩和凉凉的海水，它们上方的空气，感觉会一样吗？哪里更‘热’，哪里更‘冷’？”从而引出“空气冷热不同”这个关键因素。组织小组讨论，并将各组的猜想简要记录在黑板上。学生活动：倾听教师提问，联系生活经验（如站在空调冷气口或暖气片旁的感觉）进行思考。小组内积极讨论，对风的成因提出自己的初步假设，例如“可能是热空气和冷空气碰到一起了”、“热的地方空气会上升”等，并派代表分享小组观点。即时评价标准：1.学生能否将“风”与“空气运动”关联起来。2.提出的假设是否基于一定的生活观察或思考。3.小组讨论时能否轮流发言，倾听同伴意见。形成知识、思维、方法清单：★风是空气流动形成的。这是本课需要建构的核心科学观念。▲科学探究始于问题与假设。鼓励学生像科学家一样，基于已有经验对未知现象提出合理的猜测，这是探究的第一步。★空气的冷热差异可能是导致空气流动的原因。此点为后续实验探究指明方向，是关键的猜想环节。任务二：设计模拟，初探模型教师活动：“大家的猜想都指向了‘冷热不同’。怎么验证呢？我们需要一个实验模型。”出示透明实验箱，引导学生观察其结构：“这个箱子可以看作是一小块‘天地’。我们用什么来制造‘冷热不同’？”（出示蜡烛）“这根小蜡烛，就是我们的‘小太阳’，它能制造一个‘热区’。那么，怎么让看不见的空气流动‘现身’呢？”（出示线香）“看，这根线香产生的细细的烟，它可以做空气的‘小向导’，空气跑到哪，它就跟到哪，帮我们指路！”通过提问，引导学生共同设计实验步骤：先观察箱内无风时烟的路径（竖直向上），再点燃蜡烛后观察烟如何飘动。学生活动：观察实验装置，理解各部分的模拟意义（箱子=空间，蜡烛=热源，烟=空气流动的示踪物）。在教师引导下，口头参与实验设计，明确实验的先后顺序和对比观察的重点（点火前后烟的变化）。即时评价标准：1.能否理解模型简化与模拟的思想。2.能否说出实验中各部件分别代表自然中的什么。3.能否明确实验需要对比观察。形成知识、思维、方法清单：★模型法。科学研究中常用模型来模拟复杂的自然现象，使其变得可观察、可实验。这是重要的科学方法。▲示踪法。用可见的烟（或颜料、粉末）来显示不可见物质（如空气、水流）的运动，是科学实验中常用的技巧。★对比实验思想。通过改变一个条件（有无热源），观察结果的不同，是寻找因果关系的有效方法。任务三：合作实验，搜集证据教师活动：播放清晰的实验操作微视频，强调安全规范（特别是用火安全与烫伤预防）：“点燃蜡烛要小心，熄灭蜡烛请用这个安全盖帽盖住。观察时，眼睛要平视烟流动的路线。”分发实验材料与记录单。巡视各小组，重点关注：1.实验操作是否安全规范。2.学生是否在仔细观察烟的整体流动路径，而非仅仅盯着一个点。3.对于遇到困难的小组（如烟不明显），给予提示（如将线香置于不同洞口试试）。用激励性语言引导：“看哪个小组的‘小向导’指出的路线最清晰！”“你们组发现烟是怎么‘跑’的了吗？把它画下来。”学生活动：小组分工合作，一人负责安全点火与熄火，其他成员从不同角度观察。按照步骤进行实验：先观察未点燃蜡烛时烟的飘散情况，再点燃蜡烛，将其置于箱内一侧下方，将点燃的线香置于另一侧上方洞口或箱顶洞口，静心观察烟的流动路径。在记录单上用箭头标注出观察到的烟的流动方向。即时评价标准：1.实验操作是否遵守安全规范，分工是否有序。2.观察是否细致、全面，能否关注到烟进入箱子、流经热源上方、从另一侧出去的完整路径。3.记录是否客观、清晰，箭头标注能否反映观察所得。形成知识、思维、方法清单：★实验是搜集证据的关键途径。强调动手实践在科学学习中的核心地位。★规范操作与仔细观察是获得可靠证据的前提。培养严谨的科学态度。▲小组合作能汇集多方观察，使证据更全面。培养协作精神。任务四：分析现象，推理解释教师活动：邀请多个小组展示他们的记录图，并将有代表性的示意图画在黑板上。“大家看，虽然画法略有不同，但有没有发现共同的规律？”引导学生描述：烟从哪里进入箱子？流经了哪里？最后从哪里出去？接着，指向核心追问：“烟为什么会这样‘走’？是谁让它改变了方向？这说明了我们看不见的空气在怎么动？”引导学生将烟的路径逆向推理为空气的流动路径。借助动画示意图，将“烟的流动”动态转化为“空气的流动”（箭头动画）：“看，蜡烛加热了它上面的空气，这部分空气受热膨胀、变轻，就像坐了热气球一样上升了；它原来的位置空了出来，旁边的、箱子外面较冷的空气就流过来补充；冷空气流过来又被加热、上升……这样，空气就在这个小天地里循环流动起来了！”学生活动：根据本组的记录，描述观察到的现象。对比不同小组的记录，寻找共同点。在教师引导下，尝试解释现象：“因为蜡烛加热了空气，热空气上升，把烟也带了上去，冷空气就从旁边流过来。”观看动画，将直观现象与抽象的“空气循环流动”过程建立联系，修正和完善自己的解释。即时评价标准：1.现象描述是否清晰、完整、有顺序。2.解释是否尝试联系了“加热”与“空气流动”。3.能否理解并接受动画模拟的推理过程。形成知识、思维、方法清单：★空气受热会上升，周围较冷的空气会流过来补充。这是风形成的具体原理，是核心概念的深化。★科学解释需要基于观察到的证据。强化实证意识。▲推理是从现象探寻本质的思维过程。培养学生的逻辑思维能力。任务五：建立概念，联系实际教师活动：带领学生回顾整个探究过程：“我们从猜测，到设计实验，再到动手验证、分析推理，终于找到了答案。现在，谁能用一句完整的话告诉大家，风到底是怎么形成的？”引导学生总结出“空气的流动形成风，空气的冷热不均会导致空气流动”。板书完整概念。随后拓展应用：“现在我们都是‘风博士’了，能用这个道理解释一些现象吗？”出示图片：1.海边，白天风从海面吹向陆地。2.空调房，打开门时，风从脚下吹进房间。引导学生分析哪里热、哪里冷，空气会怎么流动。学生活动：在教师引导下，尝试用规范的语言概括风的形成原理。运用刚学的原理，分析真实情境。例如：“白天沙滩被晒得很热，空气上升，海面上比较凉，冷空气就吹过来补充，形成了海风。”“空调房里冷，外面热，热空气轻在上方，冷空气重在下方向外流，所以风从门下方吹进来。”即时评价标准：1.总结的概念是否准确、简洁。2.能否将原理迁移应用到新的、贴近生活的情境中进行合理解释。形成知识、思维、方法清单：★风的形成原理：空气的冷热不均→空气流动→风。这是本课最终要建构的完整科学概念。▲科学概念可用于解释和预测自然现象。体现科学的实用价值，提升学习兴趣。★迁移应用是检验理解深度的重要标准。鼓励学生将知识学活用。第三、当堂巩固训练

设计分层练习，学生根据自身情况至少完成一题，鼓励挑战。1.基础层（巩固概念）：看图填空。出示一幅“风的形成”模拟实验简图，图中标有蜡烛和烟的流动箭头，请学生填写：“点燃的蜡烛使空气______，______的空气上升，周围的______空气流过来补充，形成了风。”2.综合层（解释现象）：情景分析。出示“夏季夜晚，有时人们喜欢在天井或院子里点燃一堆驱蚊的烟火，烟气常常会笼罩在低处”的图片和文字。提问：“根据今天学的知识，你能解释为什么烟气不容易升空，反而沉在低处吗？”（引导学生思考夜晚地面空气冷却，温度较低，热烟气上升后遇到冷空气冷却下沉）。3.挑战层（创意设计）：“如果你要给二年级的弟弟妹妹讲解风是怎么形成的，除了用今天的实验箱，你还能利用身边的哪些材料设计一个更简单、安全的演示小实验？请画出你的设计草图并简单说明。”此题为开放探究，鼓励创新思维和跨年级的知识传递。

反馈机制：基础层答案全班核对；综合层请学生分享解释，师生共同评议其逻辑是否严密；挑战层的创意设计进行小组内或全班展示，着重评价其设计的合理性与创意，不追求唯一答案。第四、课堂小结

“同学们，这节课的探索之旅就要结束了。我们来一起‘清点’一下我们的收获。”引导学生进行结构化总结：“我们探究的核心问题是？（风怎么形成）我们用了什么主要方法？（模拟实验）我们发现的秘密是？（空气冷热不均会流动，形成风）”鼓励学生用简单的气泡图或流程图在记录单背面梳理知识逻辑。

“回顾整个过程，你觉得哪个环节最关键？是提出猜想，还是动手实验，或是分析推理？”引导学生进行简单的元认知反思，回顾科学探究的一般步骤。

作业布置：1.必做（基础性）：完成实验记录单的整理，并向家人解释风是怎么形成的。2.选做A（拓展性）：观察生活中哪些地方应用了“热空气上升”的原理（如孔明灯、排风扇装在屋顶）。3.选做B（探究性）：尝试用塑料袋、小纸片等材料，制作一个能展示“热空气上升”的简易小装置。六、作业设计1.基础性作业（必做）：完善课堂实验记录单，用图文结合的方式，清晰地记录实验步骤、观察到的现象（烟的流动方向），并写下你的结论。用一两句话向爸爸妈妈介绍一下“风是怎么来的”。2.拓展性作业（选做，建议多数学生尝试）：“小小侦察员”任务：寻找家中或社区里，哪些设计或现象用到了“热空气上升、冷空气下沉”的原理？至少找到一处，用拍照或画图的方式记录下来，并配上你的解说。例如：厨房的抽油烟机为什么安装在灶台上方？暖气片为什么要安装在窗户下面？3.探究性/创造性作业（选做，供学有余力学生挑战）：“我的迷你‘气象站’”项目：利用一个透明塑料瓶、剪刀、蜡烛、一小段轻薄塑料片或羽毛，设计并制作一个能直观显示“风”的形成的桌面小模型。要求：能安全演示，并能通过你的模型向他人解释原理。提交作品时，附上简单的制作说明和原理讲解。七、本节知识清单及拓展★1.风：风是空气流动产生的自然现象。我们感受到的风，其实就是空气在水平方向上的运动。教学提示：强调“流动”是关键词，区别于静止。★2.空气流动的原因：空气的冷热不均是导致空气流动的主要原因。空气受热后，体积膨胀，密度变小，重量减轻，从而上升；相反，较冷的空气密度大，较重，会下沉或流向热空气上升后留下的空间。教学提示：这是本课的原理核心，需结合实验现象理解。★3.模拟实验：用蜡烛模拟热源（如太阳照射的热地面），用透明箱模拟局部空间，用烟的飘动显示看不见的空气流动。这是一种重要的科学研究方法——模型法。教学提示：引导学生思考模型与真实世界的对应关系。▲4.示踪法：在科学中，常用一些可见的物质（如烟、颜料、轻小颗粒）来显示不可见物质（气体、液体）的流动轨迹。教学提示：联系医学造影等生活高科技应用，感受方法的价值。★5.风的形成过程（简化模型）：某处空气受热上升→该区域气压暂时降低→周围较冷空气流入补充→空气的流动就形成了风。教学提示：对于三年级，重点理解“热升冷补”的动态循环，无需引入“气压”术语。▲6.生活中的应用：空调、暖气片的安装位置（利用空气对流）；抽油烟机安装在灶台上方；帆船、风力发电利用风能。教学提示：将科学与技术、生活紧密联系，体现STEM理念。★7.科学探究步骤：在本课中，我们经历了：提出问题（风怎么来？）→作出猜想（与冷热有关）→设计实验（模拟模型）→进行实验与观察→分析证据，得出结论→表达交流与应用。教学提示：这是科学学习的通用流程，需不断强化。▲8.海陆风：白天，陆地升温快，热空气上升，风从凉爽的海面吹向陆地，形成海风；夜晚相反，形成陆风。这是“冷热不均导致风”的典型自然实例。教学提示：可作为课堂拓展或优秀学生自学材料。八、教学反思

（一）教学目标达成度分析本节课的核心目标——通过模拟实验理解“风是空气流动形成的”——基本达成。从当堂巩固训练和学生的最终表述来看，绝大多数学生能准确复述这一结论。在能力目标上，学生能合作完成实验，但观察的细致性与记录的规范性呈现差异，部分小组仍需加强指导。情感与思维目标在探究过程中有较好渗透，学生参与热情高，能初步尝试依据证据推理。

（二）教学环节有效性评估导入环节的情境创设有效激发了兴趣和认知冲突。新授环节的五个任务构成了逻辑清晰的探究阶梯。“任务二（设计模拟）”是理解模型思想的关键，部分学生在此处表现出困惑，需更多时间引导。“任务四（推理解释）”是思维飞跃点，动画示意图的介入至关重要，它成功地将具体现象与抽象过程连接起来，内心独白：“这个动画桥搭得正是时候，不少孩子看到这里露出了恍然大悟的表情。”巩固环节的分层设计照顾