风的探秘：从生活现象到科学成因-小学科学三年级上册教学设计

风的探秘：从生活现象到科学成因——小学科学三年级上册教学设计一、教学内容分析  本课隶属于地球与宇宙科学领域，是学生系统认识天气现象的开端。从《义务教育小学科学课程标准》看，本课内容直接对应“地球被一层大气圈包围着”、“空气的流动是风形成的原因”等核心概念。其认知坐标清晰：学生在低年级已积累了对风的感官体验（如“感觉凉快”、“看到树叶动”），本课需引导他们跨越现象描述，建构“空气受热不均导致流动从而形成风”这一科学解释，为后续学习天气变化、气候等复杂概念奠定逻辑基石。知识技能图谱上，需达成对“风是空气流动”这一本质的理解，并初步运用“冷热空气对流”模型解释简单现象，属于从具体感知到抽象概括的关键跃升。过程方法上，本课是训练“提出问题作出假设设计实验获取证据得出结论”完整探究流程的绝佳载体，尤其着重发展对比实验的设计与观察能力。素养价值渗透方面，通过探究风的成因，旨在培养学生尊重证据、乐于探究的科学态度，并初步建立自然界物质（空气）与能量（热能）相互作用的唯物主义自然观。  从学情诊断看，三年级学生好奇心旺盛，对风有丰富的感性认识，但普遍存在“风是物体自己产生的”或“风是冷气”等迷思概念。其思维正从具象向逻辑过渡，理解“看不见的空气受热上升、冷空气补充”这一动态过程存在认知跨度。教学对策上，需将抽象过程可视化、可操作化。因此，设计直观的模拟实验（如使用烟示踪、对比箱体实验）是关键脚手架。过程评估将贯穿始终：通过导入环节的提问探查前概念，在探究中观察小组合作与操作规范性，利用学习单记录思维轨迹。针对差异，将为动手能力强的学生提供自主设计实验细节的挑战，为需要支持的学生提供图文并茂的操作指引卡和关键问题提示，确保所有学生都能在“最近发展区”内获得成功体验。二、教学目标阐述  知识目标：学生能够准确表述“风是由空气流动形成的”，并能在教师提供的模拟实验情境中，解释“空气受热上升，冷空气流过来补充”这一循环过程是风形成的直接原因，从而初步建立风成因的科学模型。  能力目标：学生能够以小组合作形式，参照指引完成“风的形成”对比实验装置的操作与观察，并较为规范地记录实验现象；能够基于观察到的证据（如烟的流动方向），进行简单的分析与推理，尝试用口头或图示的方式解释现象背后的原因。  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，乐于分享自己的观察发现；在小组实验中学会分工协作，认真倾听同伴意见，并初步养成如实记录观察结果、尊重证据的科学态度。  科学思维目标：重点发展学生的因果推理能力和模型建构思想。通过将宏观的风与微观的空气流动建立联系，学习从直接感知的现象中推断不可直接观察的原因；并通过简化、模拟的方法，用实验装置建构对自然现象的直观解释模型。  评价与元认知目标：引导学生使用简单的评价量表，对小组实验操作的规范性和记录完整性进行互评；在课堂小结时，能够回顾学习历程，说出“我是通过什么方法弄明白风是怎么形成的”，初步反思探究过程。三、教学重点与难点  教学重点：通过模拟实验观察与分析，理解“空气受热不均导致流动是风形成的原因”。确立依据在于，此概念是课标明确要求的核心知识，是理解一切大气运动现象的逻辑起点，构成了本单元乃至整个天气主题的知识基石。它超越了感官描述，触及了科学本质解释，是学生科学思维发展的关键节点。  教学难点：理解“空气受热上升后，冷空气横向流动过来补充”这一动态、循环的过程。预设依据源于学情分析：三年级学生的空间想象和动态过程思维能力尚在发展初期，此过程涉及能量转换（热能转化为动能）和物质循环，较为抽象。常见错误是仅注意到空气上升，而忽略水平方向的空气流动（风）。突破方向在于设计指向性明确的观察任务和层层递进的问题链，将整个过程分解为可观察、可描述的步骤。四、教学准备清单1.教师准备1.1媒体与教具：“风的形成”演示实验箱（透明亚克力箱，一侧有可放置蜡烛的孔洞，顶部有出烟孔）、线香、火柴、蜡烛、多媒体课件（含风的情景视频、实验步骤图示、概念梳理图）。1.2学习材料：分层学习任务单（含观察记录区、推理图示区）、小组实验评价量表。2.学生准备2.1课前经验：回忆并观察生活中的风。2.2课堂物品：铅笔、彩笔。3.环境布置3.1座位安排：46人探究小组围坐，便于合作与观察。3.2板书记划：预留核心问题区、探究路径图、关键概念区。五、教学过程第一、导入环节1.情境激趣，提出问题：播放一段包含旗子飘扬、风车转动、树叶飞舞的短片。“同学们，短片中是什么让这些东西动起来了？对，是风。风，我们都能感觉到，但它好像看不见也抓不住。你有没有想过这样一个问题——”转身在黑板上写下核心问题：“风，究竟是怎么来的？”1.1唤醒旧知，明确路径：“大家都来说说，你在哪里感受过风？你觉得风可能是什么？”（学生可能会说“是空气”、“是冷气”、“是树摇动产生的”）。接纳各种想法后，引出课题：“大家的想法都很有意思，但哪个才是科学的解释呢？今天，我们就化身小小侦探，通过一个有趣的实验，一起来揭开‘风’的形成秘密。我们的探究路线是：先猜一猜→然后做实验找证据→最后得出结论。”第二、新授环节任务一：猜想与假设——风可能与什么有关？教师活动：首先，引导学生聚焦核心问题：“风是空气流动形成的，这个我们都知道。但空气为什么好好的会流动起来呢？是什么给了它‘动力’？”接着，提供思维支架：“请大家联系生活想一想，什么时候、什么地方你感觉风特别明显？”（如点燃蜡烛时手放在上方感觉有风、夏天开空调时门口有风）。根据学生的回答，提炼关键词“冷”、“热”，并追问：“看来，风的形成可能和‘冷’、‘热’有关。那它们之间具体是什么关系呢？你能提出一个大胆的猜想吗？”鼓励学生用“可能因为……”的句式表达。学生活动：联系生活经验进行思考，积极参与讨论，提出自己的初步猜想（如“可能是热的地方空气跑掉了，冷地方的空气就过来了”、“热空气会上升”）。将自己的猜想简要记录或画在学习任务单上。即时评价标准：1.猜想是否基于生活经验或已有知识。2.能否用清晰的语言表达自己的猜想。3.是否愿意倾听并思考同伴的不同猜想。形成知识、思维、方法清单：★科学探究始于问题与猜想：面对“风如何形成”这一问题，我们首先基于生活经验提出合理的猜想。例如，“空气的流动可能与冷热差异有关”。▲生活经验是科学思考的重要源泉：夏天扇扇子感到凉快、烛火上方空气流动，这些现象都为我们提供了思考的线索。◆尊重与记录每一种猜想：在科学探究初期，所有基于观察的猜想都有价值，它们是需要验证的起点，没有对错之分。任务二：观察“空气受热”后的变化教师活动：“如何验证我们的猜想呢？我们需要看到空气。但空气看不见，怎么办？科学家常用‘借助可见物’的方法。”展示线香，“我们可以请‘烟’来帮忙，让它告诉我们空气在哪里、怎么动。”教师进行演示：点燃线香，让其冒烟，首先观察烟在静止空气中的自然上升。“看，烟在平静空气中是笔直上升的。现在，我如果在旁边点燃一根蜡烛（模拟热源），烟会怎么走呢？请大家瞪大眼睛！”将冒烟的线香小心移至蜡烛火焰侧上方。“哇，你看到了什么？烟的方向改变了吗？”引导学生描述现象：“烟朝着蜡烛火焰方向飘过去了！”学生活动：仔细观察教师演示，集中注意力观察烟在蜡烛点燃前后的流动路径变化。用语言描述观察到的现象（如“烟被吸过去了”、“烟往蜡烛那边飘”）。即时评价标准：1.观察是否专注、细致。2.描述现象是否准确、具体（包括位置、方向）。形成知识、思维、方法清单：★空气受热会膨胀、上升：蜡烛火焰加热了周围的空气，热空气变轻上升，形成了一个向上的气流。★借助示踪物观察无形物质：当研究对象（如空气）本身不可见时，可以借助烟雾、灰尘、轻小物体等可见物来间接观察其流动，这是科学研究中的重要方法。▲从现象到推断：我们看到的是烟的流动，但烟是随空气运动的，因此实际上我们推断出的是“空气在向蜡烛方向流动”。任务三：模拟实验——揭秘“风的形成”教师活动：“刚才我们看到，热源（蜡烛）能引起局部空气流动。那大自然中的风，是不是也是类似原理呢？我们用一个‘迷你大自然’来模拟一下。”出示“风的形成”演示实验箱。“这个箱子代表一片空间，里面有空气。这边的小洞可以放蜡烛，代表一个‘热的地方’（比如被太阳晒热的沙滩）。顶上这个孔可以出烟。”实验前明确观察任务：“实验分两步：第一步，只点燃线香放入顶孔，看烟在‘没有热源’时怎么运动；第二步，再点燃箱内的蜡烛，同时放入线香，对比观察烟的运动路径有什么惊天大变化！请大家特别关注：烟从哪里进来？往哪里飘？”学生活动：以小组为单位，在教师统一指令下，同步观察两个对比实验。第一步，观察记录烟柱的垂直下落。第二步，对比观察点燃蜡烛后，烟被“吸入”箱内侧孔并从上孔飘出的全过程。小组合作，用画箭头的方式在学习单上记录下空气（烟）的流动路径。即时评价标准：1.小组能否按照指令进行有序、安全的观察。2.记录是否清晰、准确地反映了前后对比。3.小组成员间能否就观察结果进行交流。形成知识、思维、方法清单：★风形成的模拟解释：实验箱内，蜡烛加热空气，热空气上升从顶孔流出；箱内空气减少，气压变低，箱外相对较冷的空气就从侧孔流入补充。这个空气持续流动的过程，就在箱内形成了“风”。★对比实验是验证猜想的利器：通过设置“有热源”和“无热源”的对比条件，我们可以清晰地看到热源是否是导致空气特定流动的原因，让结论更有说服力。◆安全与规范是第一位的：涉及用火实验，必须严格遵守教师指令，细致观察，不擅自操作。任务四：从模型回归自然——建构科学解释教师活动：引导学生将实验模型迁移到真实自然情境。“现在，谁能当小科学家，把我们实验箱里的发现，翻译成大自然中风的形成故事？”提供语言支架：“大自然中，就像我们的实验一样，有的地方（如沙漠、陆地）被太阳晒得热，那里的空气就受热上升；有的地方（如森林、海洋）比较冷，空气相对较冷较重。于是，冷地方的空气就会朝着热地方流动过来补充，这样空气的水平流动就形成了我们感受到的——风！”利用动画课件动态展示此过程。“所以，我们的猜想被证实了吗？风形成的根本原因是什么？”学生活动：尝试利用教师提供的关键词（冷、热、上升、流动、补充），结合实验现象，用自己的话连贯地解释风的成因。完成学习任务单上的最终解释图示或填空题。即时评价标准：1.解释是否运用了实验中获得的关键证据。2.表述是否逻辑清晰，能将模型与自然现象合理关联。形成知识、思维、方法清单：★风形成的科学表述：太阳辐射导致地球表面受热不均，受热的空气膨胀上升，冷空气流过来补充，空气的这种水平流动就是风。▲模型的价值：实验箱是一个简化了的科学模型，它帮助我们理解和揭示了复杂自然现象背后的核心原理。◆从具体到抽象的思维跨越：完成了从“看烟动”到“知空气动”，再到理解“冷暖不均引起空气流动”的抽象推理过程，这是科学思维的巨大进步。第三、当堂巩固训练  1.基础层（全体必做）：判断并说理。“夏天，我们打开冰箱门，会感觉到一股凉风从冰箱里吹出来。这股风是怎么形成的？”（引导学生应用“冷热空气流动”原理分析：冰箱内冷，外部空气相对热，外部热空气流入冰箱时，我们感觉到的是冷空气外溢的“风”。）  2.综合层（多数学生挑战）：情境分析。“海边经常有海风（白天从海上吹向陆地）和陆风（夜晚从陆地吹向海上）。请结合今天学的知识，猜想一下白天海风形成的原因？”（提供线索：白天，陆地和海洋谁吸热更快？哪里空气更热？）  3.挑战层（学有余力选做）：设计与评价。“如果想用简单的材料（如大塑料袋、热水盆、冰水盆）设计一个模拟‘海陆风’的小实验，你的大致思路是什么？”鼓励口头简述设计。  反馈机制：基础题通过全班举手和随机提问反馈；综合题进行小组简短讨论后请代表分享，教师点评其推理逻辑；挑战题的想法由教师快速口述评价，突出创意或指出关键点。展示一份记录完整、推理清晰的学习单作为范例。第四、课堂小结  “同学们，今天的侦探之旅即将结束。我们来一起梳理一下收获。我们一开始提出了一个了不起的问题（指向板书），然后通过一个精彩的对比实验找到了关键证据，最终得出了一个科学的结论。谁能用一句话概括我们今天最大的发现？”引导学生共同说出核心概念。接着进行方法提炼：“我们不仅知道了风是怎么来的，更经历了一次完整的科学探究，学会了用模型实验去研究看不见的事物。回家后，你可以考考爸爸妈妈：‘你知道风是怎么形成的吗？’并用今天学到的原理向他们解释。作业布置：必做作业——完成学习单背面的‘风成因’图解，并向家人介绍。选做作业——观察并记录一周内不同时间、不同地点（如楼道、窗口）风力的感觉，想想可能和什么有关？”六、作业设计  基础性作业：绘制“风的形成”过程示意图。要求用箭头标注冷热空气的流动方向，并配上一两句简单的文字说明。目的是巩固核心概念的内化与可视化表达。  拓展性作业：“我是小讲师”。请学生选择一种生活现象（如：为什么火炉上方挂的风铃会转动？为什么教室开门时，门缝下部的纸条飘动更明显？），运用本节课所学原理，尝试给家人或小伙伴进行讲解，并录制一段1分钟内的讲解短视频或进行语音记录。旨在促进知识的情境化迁移与应用。  探究性/创造性作业：制作一个简易的“纸风车”或“小风旗”，寻找校园或家中“风最大”和“风最小”的地点，并进行测试和记录。思考：为什么这些地方的风会不一样？鼓励学生将观察与思考结合起来，进行更开放的探索。七、本节知识清单及拓展  ★风的本质：风是空气的水平流动。我们感觉到的“风”，其实是流动的空气作用于我们的皮肤和感官。  ★风形成的直接原因：空气的冷热不均。受热的空气体积膨胀、变轻，会上升；周围较冷的空气会流动过来补充空缺。这种空气的持续补充流动就形成了风。  ▲热空气上升：这是风形成循环的起点。蜡烛实验上方的烟被“吸”向火焰，就是因为火焰加热空气，热空气上升带动了气流。  ▲冷空气补充：这是风（水平流动）产生的关键环节。实验箱内热空气从上方跑掉后，箱外冷空气从侧面流入，这个流入的过程就是我们模拟的“风”。  ◆太阳是地球风能的最终来源：自然界中，使地表冷热不均的能量绝大多数来自太阳辐射。不同地表（沙土、水、植被）吸热能力不同，导致了空气温度的差异。  ◆科学方法——对比实验：通过设置一组只有单一条件（如有无热源）不同的实验进行对比，可以更清晰地判断该条件是否对结果产生影响。这是科学研究中控制变量的初步体现。  ◆科学方法——模型与模拟：当研究对象（如大气运动）过于庞大或复杂时，科学家常常建立简化模型（如我们的实验箱）来模拟其核心过程，帮助我们理解和推理。八、教学反思  （一）目标达成度评估：本节课的核心目标是引导学生建构风成因的科学解释。从当堂巩固训练和最终小结的反馈来看，绝大多数学生能准确表述“空气冷热不均导致流动形成风”，并能用此解释简单生活现象，表明知识目标基本达成。能力目标方面，学生能合作完成观察与记录，但实验操作的精细度和记录的科学性上存在差异，这符合三年级学生的特点。情感与科学态度目标在热烈的探究氛围和小组互动中得到了较好的体现。  （二）环节有效性分析：导入环节的生活情境和核心问题迅速聚焦了学生注意力，有效激发了探究欲。新授环节的四个任务构成了清晰的认知阶梯：从猜想到局部观察（任务二），再到整体模拟（任务三），最后进行抽象概括（任务四），逻辑链条完整。其中，任务三的对比实验是突破难点的最关键支架，可视化效果显著。但反思发现，在从实验现象到科学解释的跨越（任务四）中，部分学生仍需要更具体、更缓慢的语言和图示支架，如将“箱内箱外”更明确地类比为“