实验教学-说课
《“风的成因”实验改进及拓展》
温岭市城东小学 张刚伟
1 实验基本信息
《风的成因》是教科版三年级上册第二单元第7课的内容，本课收集模拟实验中看到的现象作为证据，来解释自然界中风的成因。
2 实验教学目标
根据本课的教学内容，我制定了以下的教学目标：
科学观念：通过探究实验，认识风是由冷热不同的空气流动形成的。这也是本实验的重点。
科学思维：通过形成风的模拟实验，类比分析出风形成的原因，逐渐形成模型建构思维。这也是本实验的难点。
探究实践：能完整的完成模拟实验，尝试画图解释观察到的现象，并评价模拟实验的过程和结果。
态度责任：在探究实践活动中，形成实事求是、重视证据的科学态度以及愿意与他人合作、乐于交流的学习态度。
其中通过探究实验，认识风是由冷热不同的空气流动形成的，这是本实验的重点。通过形成风的模拟实验，类比分析出风形成的原因，逐渐形成模型建构思维。这是本实验的难点。
3 教材实验分析
这一课的模拟实验在学生实际操作过程中存在以下几点不足:
1.观察不便：原实验装置只有一面透明，五面不透明，不利于小组成员观察。
2.操作不便：蜡烛在实验箱内点燃后还需贴上透明塑料膜，操作很不方便。
3.安全隐患：蜡烛容易烤焦实验箱，存在安全隐患。
4.现象不佳：折叠纸箱密封性不好，蚊香烟雾又较轻薄，容易导致烟的运行轨迹不明显。
5.易受干扰：烛产生的上升气流很小，上方纸条飘动很不明显且容易受到外界干扰。无法确定是里面气流还是外部气流使纸条飘动。
科学模型的建构和解构是科学实验的重要组成部分，这有助于学生验证猜测，进一步完善自我的科学知识体系。在五年级下册《热在水中的传递》一课中，有这么一个拓展：学生根据热在水中的传递来猜测热在空气中的传递，这个模型和“风的成因”模拟实验很像，但是原教材实验现象有限，无法解释冬天开着暖气片屋内的空气流动情况。
所以针对以上的不足，我进行了改进。
4 实验设计思路
本实验装置采用透明塑料盒，便于小组成员观察。
在塑料盒上部及右侧，加上三根透明塑料管，用于观察空气的进出。
在三根塑料管的底部内侧，都涂上变色感温油墨，用于观察空气的冷热情况。
此处把蜡烛换成了电加热片。
实验箱内加入了起雾器，只需在盒子里倒入水，再插上电源，就会产生大量的雾气，操作更简便。
5实验教学过程
导入环节，因时间关系在此略过，而且本实验的现象比较多，也比较快，所以我们先通过视频来了解一下。
下面进行一镜到底的实验演示（视频）：
打开起雾器，十几秒后，明显可以看到有雾气从右侧塑料管流出。
打开加热片电源，我们可以看到加热片处升腾起雾气，撞击到实验盒顶部，向四周散开后又下降，此现象很明显的展示了房间里空气的对流情况。可以说明：为什么暖气片要安装在房间底部。
同时，我们可以看到上部的塑料管冒出雾气，而右侧的塑料管雾气不再流出，并发现右侧外部空气在不断流进；上部的感温油墨变红，右侧的不变色，说明流出去的是热空气，流进的是冷空气。
如果把右侧的空气通道关闭，可以看到空气不再流进，上部热空气的流出也明显减少，说明内外对流也停止了。
如果打开上部另一侧的通道，可以很明显地看到，有冷空气从上而下地流进来，热空气再次流出，这个现象可以说明大气的对流。
白天陆地比海洋温度高，陆地表面的空气上升，陆地表面空出来的位置被海洋来的相对较冷的空气补充形成海陆风。
海洋表面又被其上方的冷空气补充，晚上则相反。
改进后的实验装置，操作上更方便，所以学生有更多的时间去观察和研讨，从而自主的得出风的成因。
6实验效果评价
本实验装置有以下创新点：
1.操作简便：只需加水、插电源即可，且可重复操作，非常方便。
2.现象明显：雾气流动更加明显，且通过感温油墨显色，可知空气冷热。
3.器材易得：使用常见材料，容易组装，且不消耗蜡烛、蚊香等耗材。
4.模拟多元：既能模拟“风的成因”，也能模拟“房间内空气的对流”和“大气对流——海陆风的形成”。
5.揭示本质：现象上揭示了风形成的科学本质。
这也是本实验装置最重要的创新点，原教材实验我们只能观察到：蚊香的烟雾从左侧流进，上侧流出，无法判断冷热空气流动的先后顺序。而改进后的实验装置可以很清晰的展示：热空气先上升，冷空气后补充的先后顺序，可以从现象上揭示风形成的本质原因。
来源｜小学科学教学
责编 | 朱启跑
审核 | 朱 斌
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