小學(xué)科學(xué)風(fēng)的成因?qū)嶒?yàn)反思與摘要：《風(fēng)的成因》是教科版小學(xué)科學(xué)課(上)《空氣》單元中第七課的內(nèi)本課主要是讓學(xué)生明白自然風(fēng)形成的原因。對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)這部分內(nèi)容是較為抽象的，教材中通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生了解其中的原理，設(shè)計(jì)的風(fēng)的模擬實(shí)驗(yàn)活動(dòng)難以有效開(kāi)展，因此本文旨在借助紋影技術(shù)，利用手機(jī)和凹面鏡組成的紋影裝置研究風(fēng)的成因?qū)嶒?yàn)，使得實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象清晰化、直觀化，呈現(xiàn)一個(gè)可視化的冷熱空氣循環(huán)流動(dòng)的過(guò)程，引導(dǎo)學(xué)生更好地理解風(fēng)是冷熱空氣流動(dòng)形成的原理，促進(jìn)學(xué)生觀察、分析等綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶嵘?，提升課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率。幫助學(xué)生構(gòu)建正確的科學(xué)概念。關(guān)鍵詞：風(fēng)的成因，紋影技術(shù)，熱空氣，冷空氣引言：風(fēng)的成因是教科版小學(xué)科學(xué)三年級(jí)上冊(cè)《空氣》單元的第七課，本節(jié)課內(nèi)容是在學(xué)生學(xué)習(xí)了空氣受熱后會(huì)上升的知識(shí)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步通過(guò)實(shí)驗(yàn)初步認(rèn)識(shí)熱空氣上升的現(xiàn)象及熱空氣和冷空氣的對(duì)流現(xiàn)象。風(fēng)是生活中常見(jiàn)的現(xiàn)象，對(duì)于風(fēng)學(xué)生有著切身體會(huì)，但都屬于生活經(jīng)驗(yàn)，本文的目的不僅是讓學(xué)生知道風(fēng)形成的原因，更重要的是借助紋影技術(shù)，讓學(xué)生把生活中的現(xiàn)象提升到用科學(xué)的方法明白風(fēng)的成因。一、課本風(fēng)的成因?qū)嶒?yàn)教材中為了更好的探究自然風(fēng)是怎樣形成的，設(shè)計(jì)了這樣一個(gè)風(fēng)的模擬實(shí)驗(yàn)圖1風(fēng)的模擬實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)步驟：準(zhǔn)備好一個(gè)蠟燭盒，一張透明塑料膜、一個(gè)紙盒、一段蚊香、一卷雙面膠和一束紙條；在紙盒的兩個(gè)側(cè)面各打個(gè)圓洞；點(diǎn)燃蠟燭后，將蠟燭放在盒中，然后用透明塑料膜封住紙盒。借助蚊香的煙霧和紙條觀察空氣的流動(dòng)；畫(huà)圖解釋你觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的意圖是根據(jù)蚊香的煙霧飄進(jìn)紙箱內(nèi)到達(dá)蠟燭火焰上方繼續(xù)向上飄動(dòng)，同時(shí)紙條飄動(dòng)的現(xiàn)象，以此現(xiàn)象推測(cè)空氣受熱上升，空出來(lái)的區(qū)域由周?chē)睦淇諝庋a(bǔ)充過(guò)來(lái)，冷熱空氣的循環(huán)流到就形成了風(fēng)。在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中，我發(fā)現(xiàn)這樣設(shè)置實(shí)驗(yàn)，存在如下一些問(wèn)題：學(xué)生在打洞的過(guò)程中，使用小刀切割容易傷到手，存在一定的安全隱患，而且兩個(gè)孔洞的位置要合理，同時(shí)蠟燭火焰的中心位置要與孔洞的中心位置在一條線(xiàn)上；實(shí)驗(yàn)中的紙盒是易燃材料，點(diǎn)燃蠟燭后，學(xué)生操作不當(dāng)易產(chǎn)生火災(zāi)，存在一定的危險(xiǎn)性；出于環(huán)保角度，市面上鮮少有濃烈煙霧的蚊香，煙霧收集起來(lái)并不像課本中那么明顯；此實(shí)驗(yàn)僅能看到蚊香煙霧受熱上升的單次過(guò)程，教材中未針對(duì)冷空氣流向給出具體的活動(dòng)內(nèi)容，對(duì)學(xué)生理解空氣總是在循環(huán)運(yùn)動(dòng)存在困難；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，門(mén)、窗、風(fēng)扇和空調(diào)、學(xué)生走動(dòng)、大幅度動(dòng)作等帶來(lái)的擾動(dòng)都會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生影響。因此，本文結(jié)合紋影技術(shù)，運(yùn)用手機(jī)和凹面鏡組成的紋影裝置對(duì)風(fēng)的成因?qū)嶒?yàn)進(jìn)行改進(jìn)，使學(xué)生能夠更清楚的、直觀的通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出相關(guān)結(jié)論。二、紋影技術(shù)紋影技術(shù)是一種重要的流場(chǎng)可視化手段，它的原理是將被測(cè)對(duì)象放置于光學(xué)及元件形成的光路中，通過(guò)氣流對(duì)光波的擾動(dòng)，將不可被肉眼看到的氣氣流的變化，轉(zhuǎn)化為可以被看到的圖像。實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們?cè)跍y(cè)試區(qū)內(nèi)測(cè)試熱空氣和冷空氣，就能看到冷熱空氣流動(dòng)的方向，還能切實(shí)觀察到空氣總是循環(huán)流動(dòng)的，空氣的流動(dòng)是風(fēng)的形成的原因，紋影技術(shù)作用原理圖。圖2紋影技術(shù)原理圖實(shí)驗(yàn)所需的器材有：手機(jī)、支架、凹面鏡（口徑114mm，焦距500mm）、黑色帶孔膠帶、蠟燭、冰凍的礦泉水、火柴。調(diào)節(jié)方法：先把手機(jī)的閃光燈調(diào)成常亮（就是一只開(kāi)著），然后拿黑色的膠布把閃光燈全部粘?。ú宦┤魏蔚墓猓┰倌冕槾羵€(gè)小孔（一定要小），漏一點(diǎn)光源就可以；然后再把手機(jī)固定在可以移動(dòng)的支架上，再把手機(jī)連同支架一起放在離凹境約150厘米的地方；用一張紙先找到聚光點(diǎn)，再慢慢的把光點(diǎn)移到手機(jī)負(fù)責(zé)錄像的鏡頭處（注意此時(shí)光斑要最?。?，再把手機(jī)的鏡頭放大到三四倍，再慢慢的微調(diào)手機(jī)位置，此時(shí)離紋影成像已經(jīng)很近了；慢慢調(diào)節(jié)，直到最佳圖像出現(xiàn)即可。在紋影技術(shù)的支持下，我引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)了如下三個(gè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)：1．探究熱空氣的流動(dòng)方向?qū)嶒?yàn)在生活中，我們可以加熱空氣的方法有很多，在此實(shí)驗(yàn)中我們采用蠟燭的火焰加熱周?chē)目諝鈦?lái)獲得熱空氣。將點(diǎn)燃的蠟燭放在測(cè)試區(qū)內(nèi)，不斷調(diào)整蠟燭放置的方向，分別將蠟燭豎放、橫放、倒放，通過(guò)手機(jī)鏡頭觀察三種不同放置方式時(shí)熱空氣流動(dòng)的方向。圖3紋影技術(shù)展示熱空氣流動(dòng)通過(guò)圖3的圖像可以清晰的觀察到：無(wú)論蠟燭怎么放置，蠟燭火焰上方的熱空氣始終是向上流動(dòng)的。2.探究冷空氣的流動(dòng)方向在生活中，我們可以加熱空氣的方法有很多，在此實(shí)驗(yàn)中我們選擇一瓶冰凍的水來(lái)制造冷空氣。將一瓶冰凍的水放置在測(cè)試區(qū)內(nèi)，分別將冷凍的水豎放、橫放、倒放，通過(guò)手機(jī)鏡頭觀察三種不同放置方式時(shí)冷空氣的流動(dòng)方向（如圖4）。圖4紋影技術(shù)展示冷空氣流動(dòng)通過(guò)圖4的圖像，紋影技術(shù)的鏡頭下，我們可以清晰的觀察到：無(wú)論冷瓶怎么樣放置，冷空氣流動(dòng)的方向始終是向下的。3.探究冷熱空氣對(duì)流實(shí)驗(yàn)通過(guò)前面2個(gè)實(shí)驗(yàn)探究得出：空氣受熱上升遇冷下降，這是學(xué)生學(xué)到的前概念，在此基礎(chǔ)上，接下來(lái)學(xué)生學(xué)習(xí)冷熱空氣流動(dòng)的時(shí)候就輕松很多。我們可以這樣做：在測(cè)試區(qū)的下端放置一支點(diǎn)燃的蠟燭，在上端放置一瓶冷凍的水，通過(guò)紋影鏡頭來(lái)觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（如圖5）。圖5紋影技術(shù)展示冷熱空氣對(duì)流此實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，蠟燭火焰上方的熱空氣會(huì)向上流動(dòng)，遇到冷瓶時(shí)溫度下降向下運(yùn)動(dòng)再次遇到蠟燭火焰溫度升高，熱氣流再上升，這是一個(gè)循環(huán)往復(fù)的過(guò)程。通過(guò)以上三個(gè)探究實(shí)驗(yàn)，學(xué)生很容易得出：空氣受熱向上運(yùn)動(dòng)，空氣遇冷向下運(yùn)動(dòng)空氣的流動(dòng)就是風(fēng)的形成原因。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程探究過(guò)程中，教師引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展探究式學(xué)習(xí)，由上節(jié)課制作熱氣球的實(shí)驗(yàn)受到啟發(fā)，學(xué)生討論設(shè)計(jì)紋影實(shí)驗(yàn)，明白自然界風(fēng)是怎樣形成的，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，培養(yǎng)用科學(xué)探究解決問(wèn)題的能力，發(fā)展學(xué)生與人溝通交流合作的能力，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，我盡量把時(shí)間交給孩子正如第斯多惠所說(shuō)：教學(xué)的藝術(shù)不在于傳授本領(lǐng)，而在善于激勵(lì)、喚醒和鼓舞。三、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的本次實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)，學(xué)生更加直觀的觀察到了氣體的流動(dòng)，更好的理解了：冷熱空氣的循環(huán)流動(dòng)是形成風(fēng)的原因。學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，形成大膽假設(shè)、細(xì)心求證的學(xué)生樂(lè)于在情境中學(xué)習(xí)，保持對(duì)一個(gè)問(wèn)題的好奇心和探究興趣。達(dá)到預(yù)期目的，有如下亮點(diǎn)：1．改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)采用紋影技術(shù)，將看不見(jiàn)的空氣變得可視化，給學(xué)生呈現(xiàn)了一個(gè)完整直觀的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程，更加的生動(dòng)形象，符合小學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展水平。2．實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有層次性在探究了熱空氣，冷空氣的基礎(chǔ)上，再來(lái)探究冷熱空氣的流向，順利的解決了本節(jié)課的教學(xué)重難點(diǎn)。3．本文的實(shí)驗(yàn)裝置取材方便，操作簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)，值得在以后的教學(xué)中廣在進(jìn)行《空氣》單元的教學(xué)中，要先考慮學(xué)生的年齡及認(rèn)知特點(diǎn)，教師只借助課件和視頻很難使學(xué)生認(rèn)識(shí)到空氣相關(guān)的知識(shí)，在這里如何能讓看不見(jiàn)、摸不著的空氣知識(shí)變得更加直觀可見(jiàn)，這是每位教師應(yīng)該思考的問(wèn)題。本文對(duì)風(fēng)的模擬實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行改進(jìn)，借助紋影技術(shù)讓空氣看得見(jiàn)，建構(gòu)合理的空氣知識(shí)體系，幫助其解決抽象的空氣會(huì)流動(dòng)概念上的欠缺。這套紋影裝置由于器材簡(jiǎn)單，而且呈現(xiàn)出來(lái)的冷熱空氣流向更加直觀，也解決了許多在制作風(fēng)的成因教具時(shí)的不足，每一次新技術(shù)的應(yīng)用，都會(huì)給課堂教學(xué)帶來(lái)不一樣的效果，只有不斷地創(chuàng)新，才能更好地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)。學(xué)生不僅僅要學(xué)習(xí)科學(xué)知