五年级上册科学《风蚀与塑造：探究风对地表形态的作用》教学设计

五年级上册科学《风蚀与塑造：探究风对地表形态的作用》教学设计一、教学内容分析  本课隶属于小学科学“地球与宇宙科学”领域，对应《义务教育科学课程标准（2022年版）》中“地球系统”核心概念下的“地球表面变化”学习内容。课程标准要求学生通过观察、模拟实验和资料分析，认识风等自然力量对地表形态的改造作用，理解其过程的缓慢性与持续性，并初步建立自然力量与地表形态相互作用的系统观念。从知识图谱看，本课是学生继学习“地球内部运动引起的地形变化”后，认识外部力量作用的起点，为后续学习水的作用、人类活动影响奠定基础，构成了“内外力共同塑造地表”完整认知链条的关键一环。核心概念为“风的作用”，其下涵盖风蚀（磨蚀、吹蚀）、搬运、沉积三个具体过程及相应地貌（如风蚀蘑菇、戈壁、沙漠、沙丘）。过程方法上，本课强调基于证据的推理和模型建构，引导学生将不易直接观察的漫长地质过程，通过模拟实验和类比推理进行具象化理解。素养渗透层面，旨在培养学生尊重证据、乐于探究的科学态度，感悟自然力量的宏大与地球历史的悠远，树立保护地表环境的初步意识。  五年级学生已具备一定的观察、比较、描述和简单推理能力，对风有丰富的生活感知，但多停留在“现象”层面，对风作为持续的地质营力缺乏概念。前概念上，学生可能误认为雅丹地貌等是瞬间形成的，或难以区分风蚀与水蚀的结果。认知难点在于将微观的沙粒运动与宏观的地貌演变建立联系，并理解“过程”的时空尺度。因此，教学需搭建从直观现象到抽象原理的阶梯：利用视频、图片创设震撼情境，引发认知冲突；通过结构化材料进行模拟实验，将抽象过程可视化；借助地图、示意图进行推理分析，完成从“点”到“面”的空间想象跨越。课堂中，将通过关键问题链、实验操作观察记录、小组研讨等形成性评价手段，动态诊断学生概念建构情况，并为有需要的学生提供“实验记录提示卡”、“关键词汇支架”等差异化支持。二、教学目标  知识目标：学生能通过模拟实验和资料分析，解释风蚀、搬运、沉积的过程及其联系，并能识别风蚀地貌（如风蚀蘑菇）和风积地貌（如沙丘），描述其典型特征。最终能用“风通过携带沙砾磨蚀岩石、搬运碎屑并在风力减弱时沉积”的连贯语句，阐述风塑造地表的一种方式。  能力目标：学生能够合作完成“模拟风蚀作用”的对比实验，规范操作并准确记录现象；能够基于实验现象和图文资料，运用类比、推理的方法，初步解释真实地貌的成因，发展“将模型与原型建立联系”的建模能力。  情感态度与价值观目标：学生在探究中体验科学实证的严谨与乐趣，感受到自然力量塑造地球的伟力与漫长，激发对地球奥秘的好奇心；在小组讨论中能认真倾听同伴意见，并依据证据修正或完善自己的观点。  科学思维目标：重点发展“模型与推理”思维。引导学生理解模拟实验是一种简化的模型，并基于模型现象进行合理推理，初步认识到自然过程的复杂性远超模型。通过“推测验证修正”的问题链，训练逻辑思维的严密性。  评价与元认知目标：引导学生依据“实验操作规范性清单”进行小组互评；在课堂小结时，通过绘制概念图反思自己知识建构的逻辑路径，识别学习难点，并尝试提出仍存疑的问题。三、教学重点与难点  教学重点：认识风通过风蚀、搬运、沉积三种方式连续作用，塑造地表形态。确立依据在于，此概念是课标规定的核心知识，是理解外力地貌成因的基石，亦是串联本课所有事实性知识的逻辑主线。掌握此重点，学生方能系统而非碎片化地理解风的作用，并为构建“内外力共同作用”的科学观念打下坚实基础。  教学难点：理解风蚀作用的微观机制（磨蚀），并能够根据地貌特征逆向推理其主要形成过程。难点成因在于，磨蚀过程微观且缓慢，远超学生直接经验范畴，需要极强的空间想象与抽象推理能力。学生常难以将“沙砾击打岩石”的瞬时模型与“岩石被磨出凹槽”的长期结果相联系。突破方向在于：强化模拟实验的对比观察（有沙无沙的风蚀效果差异），利用高清微观动画演示磨蚀瞬间，并设计从地貌特征反推过程的思维训练。四、教学准备清单1.教师准备1.1媒体与教具：多媒体课件（含风蚀地貌、风积地貌高清图及形成过程动画）；“雅丹地貌演变”或“鸣沙山月牙泉”相关短片。1.2实验材料（分组）：模拟风蚀实验箱（内含固定好的石膏块或粉笔块模拟岩石，一侧有开口）；砂纸碎屑（模拟风沙）；吹风机（低档位）；护目镜；实验记录单。1.3其他资料：分层学习任务单；风蚀地貌与风积地貌卡片（用于分类活动）。2.学生准备2.1知识准备：回顾风的形成、力的大小等旧知；观察生活中沙土被风吹动的现象。2.2物品准备：科学笔记本、彩色笔。3.环境布置3.1座位安排：46人小组围坐，便于合作探究。3.2板书记划：预留核心概念区、过程图示区、学生观点区。五、教学过程第一、导入环节1.情境创设与认知冲突：同学们，上课前我们先来看两组图片。第一组是甘肃敦煌壮丽的雅丹“魔鬼城”，千奇百怪的土丘耸立；第二组是我们身边常见的戈壁滩，满地碎石，却很少见到大块岩石。（出示对比鲜明的图片）大家有没有想过，这些截然不同的景象，可能都和一位我们熟悉的“朋友”有关？1.1问题提出：（指向雅丹地貌图片）看，这些岩石像被刀切过一样，是谁有这么大的力量？是流水？是冰川？还可能是我们今天要请出的主角——风？“风真的能‘雕刻’岩石吗？它是怎么做到的？”——这就是我们今天要破解的谜题。1.2路径明晰：为了找到答案，我们将化身“地貌侦探”。首先，我们要在实验室里“重现”风作案的过程；然后，带着实验中发现的关键线索，去分析自然界中那些神奇地貌的“案发现场”，最终揭开风塑造大地的秘密。第二、新授环节  本环节采用探究任务链驱动，引导学生从现象到本质，逐步建构概念。任务一：模拟侦查——风能“吹走”和“打磨”岩石吗？教师活动：首先明确侦查任务：“风能否以及如何改变岩石表面？”出示模拟实验装置，介绍各部件代表的自然原型（石膏块岩石，砂纸屑风中沙砾，吹风机自然风）。强调对比实验思想：“请第一、二组用‘纯风’（仅吹风机）吹石膏块；第三、四组用‘风沙’（吹风机吹动砂纸屑）吹。注意，小侦探们，操作时务必戴上护目镜，风力要稳定、温和。”巡视指导，关键处提问：“你们组观察到的岩石表面有什么变化？用手轻轻摸一摸，感受一样吗？”“比较一下，有沙组和无沙组，岩石的‘伤痕’有什么不同？这个不同说明了什么？”学生活动：分组进行对比实验，仔细观察并记录石膏块表面的变化（如：粉末脱落、出现凹痕、粗糙度改变等）。小组内部讨论“纯风”与“风沙”作用效果的差异，尝试用语言描述观察到的现象，并初步推测原因。即时评价标准：1.实验操作是否安全、规范（如正确使用护目镜，控制风力）。2.观察记录是否细致、准确，能描述出有沙与无沙条件下侵蚀效果的显著差异。3.小组讨论时，能否将实验现象与“风携带沙砾”这一条件相关联进行解释。形成知识、思维、方法清单：★风蚀作用：包括吹蚀（纯风力将松散碎屑吹走）和磨蚀（风携带沙砾磨擦岩石表面，使其磨损）。▲模拟实验：是一种重要的科学研究方法，通过简化、控制条件来模拟自然现象，帮助我们理解原理。★对比实验：通过设置对照（如这里有沙/无沙），能更清晰地看出某一因素（沙砾）的关键影响。教师提示：“大家看，没有沙的风，就像一双轻柔的手，只能拂去灰尘；而携带沙砾的风，就像无数把微小的砂纸，不停地打磨岩石。这就是‘磨蚀’，风蚀中最主要的‘雕刻刀’。”任务二：追踪痕迹——被风带走的“沙石”去了哪里？教师活动：承接上一任务：“岩石被磨下来的碎屑去哪儿了？”引导学生观察实验箱内砂纸屑的移动路径。“看，沙砾被风带着在箱子里‘旅行’呢！这个过程，我们称之为‘搬运’。”提出问题链：“风在什么情况下能搬运沙石？（有足够风力）风变小时，这些被搬运的沙石会怎样？（可能会掉落）如果前方遇到障碍物，比如一丛植物，又会发生什么？”引导学生预测并简单验证。学生活动：观察风沙在实验箱中的运动，描述其被风力携带移动的现象。根据教师提问进行预测和推理，并通过微调风力或放置小障碍物进行简单观察，理解搬运的条件与沉积的契机。即时评价标准：1.能否准确使用“搬运”一词描述沙砾随风移动的现象。2.能否基于观察和已有知识（力的作用），合理推理风力大小与搬运能力的关系，以及沉积发生的可能条件。形成知识、思维、方法清单：★风的搬运作用：风能够携带被侵蚀下来的碎屑物质（沙、尘土）移动。★风的沉积作用：当风力减弱或遇到障碍物时，风携带的物质会掉落、堆积下来。▲联系的观点：风蚀、搬运、沉积是一个连续的动态过程。被侵蚀的物质是搬运的“货物”，沉积下来的物质可能成为新的地貌（如沙丘）的基础。教师提示：“风就像一辆不知疲倦的‘运输车’，把从这里磨下来的‘货物’（沙石），运到另一个地方卸货。‘卸货’的地方，可能就会慢慢‘长’出新地形。”任务三：现场重建——解读真实地貌的“形成档案”教师活动：出示风蚀蘑菇、戈壁滩、沙漠、沙丘等典型地貌高清图片及简短介绍。“现在，请各位‘侦探’运用我们刚才发现的线索——风蚀、搬运、沉积，来给这些地貌‘写一份形成过程推理报告’。”分发地貌卡片和学习任务单，提供关键词支持（如：磨蚀、吹蚀、堆积）。组织小组研讨并全班分享。“为什么风蚀蘑菇上大下小？戈壁滩为什么多是棱角分明的碎石？沙丘的迎风坡和背风坡坡度为何不同？”学生活动：小组合作，观察真实地貌图片，结合模拟实验获得的认知，讨论其可能的主要形成过程。尝试用“因为…所以…”的句式进行解释性描述，并在任务单上完成简要推理记录。参与全班交流，倾听、质疑或补充其他小组的观点。即时评价标准：1.推理是否建立在已学原理（风蚀、搬运、沉积）之上，而非凭空想象。2.对地貌特征（如蘑菇形状、沙丘纹理）的观察是否细致，并试图将其与形成过程建立逻辑联系。3.在交流中，能否清晰陈述本组观点，并对他组观点进行有依据的补充或质疑。形成知识、思维、方法清单：★风蚀地貌（如风蚀蘑菇）：主要由强烈的风蚀作用（特别是磨蚀）形成，特征是形态奇特，表面常有流线型凹槽。★风积地貌（如沙丘）：主要由风的沉积作用形成，特征是主要由沙粒堆积而成，具有特定的形态（如新月形）。▲戈壁：是风长期吹蚀、搬运后留下的以砾石为主的平坦地面，是风蚀与搬运作用的“结果展示区”。教师提示：“解读地貌就像破案，每一个特征都是线索。风蚀蘑菇告诉我们，贴近地面的风沙更多，磨蚀得更厉害；沙丘的波纹则像风的‘指纹’，记录了风来的方向。”任务四：时空漫游——感知“缓慢而伟大”的力量教师活动：播放一段展现雅丹地貌或沙漠变迁的延时模拟视频或系列历史图片。“我们几分钟的实验，在自然界中可能需要数百年、数千年甚至更久。”提出问题：“对比我们的实验和真实的自然过程，有哪些相同点？又有哪些巨大的不同？”引导学生关注时间的尺度、环境的复杂性。总结：“所以，风是一位极具耐心的‘雕塑家’，用我们几乎察觉不到的缓慢速度，日复一日地改变着大地的容貌。”学生活动：观看视频/图片，感受风作用时间尺度的漫长与结果的宏大。对比模拟实验与真实过程，讨论其相似性（原理相同）与差异性（时间尺度、规模、因素的复杂性等），深化对“地质过程”的理解。即时评价标准：1.能否认识到风改变地表是一个极其缓慢的长期过程。2.能否辩证地看待模型与原型的关系，既认同模型的价值，也认识到自然的复杂性。形成知识、思维、方法清单：▲时空尺度观念：许多地球表面变化的过程（如风、水的作用）是缓慢、持续进行的，需要以“地质时间”来衡量，这与人类日常感知的时间尺度截然不同。★科学模型的局限性：模型帮助我们理解原理，但简化了条件，自然界的实际过程受更多因素（气候、岩石性质、植被等）影响，更为复杂。情感升华：感悟自然力量的伟大与地球历史的深邃，培养对自然规律的敬畏之心。第三、当堂巩固训练  设计分层任务，学生可根据自身情况选择完成，鼓励挑战。基础层（聚焦概念识别与简单应用）：1.连线题：将“风蚀蘑菇”、“戈壁滩”、“沙丘”与其主要形成作用（风蚀为主、风蚀与搬运、沉积为主）连线。2.判断题：如“风的作用只能塑造沙漠地貌。（）”“风搬运沙砾的力量大小与风力无关。（）”综合层（聚焦原理在新情境中的解释）：出示一张“岩石表面有深浅不一沟槽”的特写图片和一张“沙丘链”的航拍图，任选其一，写一段简短的“科学导游词”，向游客解释其可能如何形成。挑战层（聚焦系统分析与批判性思维）：思考题：“如果地球上没有植物，风对地表的作用可能会发生什么变化？请阐述你的理由。”此问题引导学生联系植被对固沙、减弱风力的作用，思考各自然要素间的相互影响。反馈机制：基础层题目通过全班快速应答或同桌互查解决。综合层任务选取不同水平的“导游词”样例进行投影展示，师生围绕“解释是否清晰”、“原理运用是否准确”进行点评。挑战层问题作为思维火花征集，鼓励学生课后继续查找资料，下节课分享。第四、课堂小结  引导学生进行结构化总结与反思。知识整合：“同学们，今天我们追踪了风这位‘大地雕塑家’的足迹。谁能用一幅简单的流程图或几个关键词，来梳理一下风是如何一步步改变地表的？”请几位学生上台板演或口述，师生共同完善，形成“风→侵蚀岩石（磨蚀/吹蚀）→搬运碎屑→沉积堆积→形成新地貌”的清晰脉络。方法提炼：“回顾一下，我们今天主要用了哪些方法来研究这个看不见摸不着的漫长过程？（模拟实验、观察推理、类比分析）这些方法以后我们研究其他类似问题时也能用上。”作业布置：公布分层作业（详见第六部分），并预告下节课内容：“风和水都是重要的外力，下节课我们将探究‘水的作用’，看看这位‘雕塑家’的风格和风有什么不同。”六、作业设计  基础性作业（必做）：1.整理课堂笔记，用自己擅长的方式（思维导图、列表、图画配文字）梳理出风蚀、搬运、沉积的过程及其形成的地貌典型例子。2.完成练习册中与本课核心概念相关的基础习题。  拓展性作业（建议大多数学生选做）：“寻找身边的‘风迹’”。观察你所在地区（或通过资料查找家乡）是否存在风作用留下的痕迹？可能是被风吹出特定形状的树木、建筑物特定部位的风化痕迹、河滩或郊野的沙地等。拍下照片或画出草图，并尝试用今天所学进行分析推测，写一份简短的观察报告。  探究性/创造性作业（学有余力学生选做）：二选一。1.创意模型制作：利用身边的废旧材料（如泡沫、黏土、沙子、小风扇等），制作一个能动态展示风蚀、搬运或沉积某一过程的创意模型，并录制一段1分钟的原理讲解视频。2.资料深究：查阅资料，了解“黄土高原”的黄土来源与风有何关系？撰写一份不超过300字的科普小短文。七、本节知识清单及拓展  ★风的作用：指风对地球表面岩石、土壤的破坏、搬运和堆积过程，是塑造地表形态的重要外力之一。要点：强调其作为一种持续进行的地质营力。  ★风蚀作用：风力破坏地表岩石、土壤的过程。主要包括：①吹蚀：纯风力将松散的碎屑物质吹离原地；②磨蚀：风携带沙粒、尘土等磨擦岩石表面，使其磨损。这是风蚀最主要的方式。易错点：学生常忽视“磨蚀”中沙砾的关键作用。  ★风的搬运作用：风将风蚀产生的碎屑物质（沙、粉沙、尘土）携带离开原地的过程。要点：搬运能力取决于风力大小，风力越大，携带的颗粒越粗、搬运距离可能越远。  ★风的沉积作用：当风力减弱或遇到障碍物（植物、山体、建筑）时，风所携带的物质沉降、堆积下来的过程。要点：通常颗粒粗的先沉积，细的后沉积。  ★风蚀地貌：主要由风蚀作用形成的地貌。典型代表：风蚀蘑菇（上大下小，因近地面沙砾多磨蚀强）、风蚀柱、雅丹地貌（走向一致的土丘与沟槽组合）。观察提示：注意其表面常有流线型凹槽或蜂窝状小洞。  ★风积地貌：主要由风的沉积作用形成的地貌。典型代表：沙丘（最基本的形态，如新月形沙丘，迎风坡缓、背风坡陡）、沙漠（风积地貌的广泛分布区）。拓展：沙丘是流动的，会随风向移动，威胁农田和村庄，需植树固沙。  ▲戈壁：又称“砾漠”，是风长期吹蚀和搬运后，细粒物质被带走，留下粗大砾石覆盖的平坦地面。要点：它是风蚀与搬运作用的“结果”而非“进行时”的典型区域，连接了风蚀区与沉积区。  ▲黄土高原：世界最大的黄土堆积区，其物质来源被认为是地质时期风从西北干旱地区搬运而来的粉尘沉积而成。学科联系：此例将风的作用与重要地理单元相联系，体现了知识的广度和深度。  ★模拟实验：本课用吹风机吹砂纸屑磨蚀石膏块，模拟自然界的风蚀作用。方法价值：是研究漫长、宏观地质过程的常用科学方法。局限性认知：实验极大地缩短了时间，简化了条件（如岩石成分、气候变化的复杂性）。  ▲对比实验思想：通过设置“有沙”与“无沙”的对照，凸显了沙砾在磨蚀中的关键作用。这是科学探究中控制变量的重要思想。  ★地质过程的时空尺度：风（及水、冰川等）塑造地表的过程通常极其缓慢，以数十年、百年、千年甚至万年计。素养指向：建立与人类日常经验不同的“地质时间”观念，是地球科学思维的重要特点。  ▲影响因素：风作用的强弱和结果受多种因素影响，如风力大小与频率、岩石硬度与结构、地面植被覆盖情况、气候干湿程度等。教学提示：引导学生避免单一因果思维。八、教学反思  （一）目标达成度评估：本节课预设的核心目标——学生能解释风蚀、搬运、沉积的连续过程并识别相关地貌——通过课堂问答、实验记录单分析和巩固训练反馈来看，约85%的学生能达到基本理解水平。特别是在模拟实验环节，学生对“有沙”与“无沙”的侵蚀差异感受深刻，这为理解“磨蚀”这一难点提供了坚实的感性基础。然而，在“根据沙丘形态判断风向”等需要空间转换的应用上，部分学生仍显吃力，这提示空间想象能力的培养需要更长期的渗透和专门训练。  （二）环节有效性剖析：1.导入环节：雅丹与戈壁的对比图片成功制造了认知冲突，迅速抓住了学生的注意力。“地貌侦探”的角色设定贯穿始终，赋予了学习过程故事性和使命感，学生参与感强。2.新授任务链：任务一（模拟实验）是整节课的“锚点”，学生动手、观察、比较，建构了最核心的“磨蚀”概念。但在巡视中我发现，有些小组只关注“吹”，而忽略了“摸”和细微观察，下次需在实验指令中更强调多感官协同观察。任务三（解读真实地貌）是能力跃升的关键，部分小组在从原理到地貌特征的推理上出现断层，这时提供的“关键词支架”和教师介入的引导性问题（如“看看这块石头底部和顶部，哪里更光滑？”）起到了关键的脚手架作用。3.巩固与小结：分层巩固题满足了不同学生的需求，挑战题引发了课后热议。学生自主梳理知识脉络时，暴露出部分学生将过程与地貌的对应关系记忆混淆，未来可设计更结构化的总结模板（如表格）供选择使用。  （三）学生表现深描与差异化应对：课堂上明显呈现出三种思维状态：一部分“实证型”学生紧扣实验现象，推理严谨；一部分“想象型”学生能生动描述地貌形成故事，但有时偏离证据；还有少数“困惑型”学生停留在现象描述，难以建立过程关联。针对此，我采取了差异化支持：对“实证型”，鼓励他们挑战复杂推理和质疑；对“想象型”，引导他们“你的故事很有趣，但哪个环节能用我们今天的科学原理来支撑？”；对“困惑型”，则在小组讨论中安排其负责记录，并给予更具体的提问提示（如“先说说我们这个实验看到了什么？”）。这种基于实时观察的干预基本有效，但如何更系统地在课前识别并为不同认知风格的学生预设差异化任务单，是下一步改进方向。  （四）策略得失与理论归因：本节课成功运用了“建模与推理”的教学策略，将5E学习环（参与、探究、解释、迁移、评价）自然融入任务链中