一、前期準(zhǔn)備：為什么選擇制作風(fēng)向標(biāo)？演講人CONTENTS前期準(zhǔn)備：為什么選擇制作風(fēng)向標(biāo)？分步制作：從圖紙到實(shí)物的工程思維培養(yǎng)原理深化：從“怎么做”到“為什么這樣做”實(shí)踐應(yīng)用：讓風(fēng)向標(biāo)“動(dòng)”起來總結(jié)與延伸：從一節(jié)制作課到終身的科學(xué)素養(yǎng)目錄2025小學(xué)四年級(jí)科學(xué)上冊(cè)風(fēng)向標(biāo)的制作步驟課件作為一名從事小學(xué)科學(xué)教育十余年的教師，我始終相信：最好的科學(xué)課，是讓知識(shí)從書本“走”到學(xué)生手中，讓抽象的概念在實(shí)踐中生根發(fā)芽。風(fēng)向標(biāo)的制作，正是這樣一節(jié)典型的“動(dòng)手即動(dòng)腦”的實(shí)踐課。它不僅能幫助四年級(jí)學(xué)生理解“風(fēng)向”這一抽象氣象概念，更能通過全程參與制作、調(diào)試與觀測(cè)，培養(yǎng)他們的科學(xué)探究能力與工程思維。接下來，我將以“手把手教學(xué)”的方式，系統(tǒng)講解風(fēng)向標(biāo)的制作步驟，并結(jié)合教學(xué)實(shí)踐中的常見問題與解決策略，為這節(jié)實(shí)踐課提供完整的操作指南。01前期準(zhǔn)備：為什么選擇制作風(fēng)向標(biāo)？前期準(zhǔn)備：為什么選擇制作風(fēng)向標(biāo)？在正式進(jìn)入制作環(huán)節(jié)前，我們需要明確本節(jié)課的核心目標(biāo)：通過動(dòng)手制作風(fēng)向標(biāo)，理解風(fēng)向標(biāo)的工作原理，掌握“風(fēng)向”的科學(xué)定義，并能利用自制工具進(jìn)行實(shí)際觀測(cè)。這一目標(biāo)的設(shè)定，既符合《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中“物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域”對(duì)“天氣與氣候”的學(xué)習(xí)要求（3-4年級(jí)需“知道用氣溫、風(fēng)向、風(fēng)力、降水量、云量等描述天氣”），也契合“工程與技術(shù)”領(lǐng)域中“設(shè)計(jì)和制作簡(jiǎn)單的裝置”的實(shí)踐要求。1知識(shí)鋪墊：什么是風(fēng)向？在制作前，我通常會(huì)用5分鐘時(shí)間通過互動(dòng)問答激活學(xué)生的前概念。例如：“如果風(fēng)從東邊吹來，我們?cè)撜f這是東風(fēng)還是西風(fēng)？”“風(fēng)向標(biāo)箭頭指向的方向，和實(shí)際風(fēng)向有什么關(guān)系？”通過這些問題，引導(dǎo)學(xué)生明確：風(fēng)向是指風(fēng)的來向，風(fēng)向標(biāo)箭頭最終指向的方向即為風(fēng)的來向（如箭頭指向北方，說明風(fēng)從北方吹來，是北風(fēng)）。這一概念的澄清至關(guān)重要，它將直接影響后續(xù)制作中“箭頭-尾翼”結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)邏輯。2材料選擇：安全、易得與功能性的平衡考慮到四年級(jí)學(xué)生的動(dòng)手能力與課堂安全性，材料需滿足三個(gè)原則：①低成本、易獲取（避免使用專業(yè)工具或昂貴材料）；②輕便且有一定硬度（確保風(fēng)向標(biāo)能靈敏轉(zhuǎn)動(dòng)）；③可加工性強(qiáng)（方便學(xué)生用剪刀、膠水等工具操作）。根據(jù)多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，推薦以下材料清單（以4人小組為單位）：|類別|具體物品|數(shù)量/說明||------------|-----------------------------------|--------------------------------------------------------------------------|2材料選擇：安全、易得與功能性的平衡|主體框架|硬卡紙（A4大小，150g-200g）|2張（1張做箭頭/尾翼，1張做旋轉(zhuǎn)支架）|1|旋轉(zhuǎn)部件|吸管（直徑5-7mm，硬質(zhì)）|1根（長(zhǎng)度15cm，作為中心軸套）|2||細(xì)鐵絲（直徑0.5mm）|1根（長(zhǎng)度20cm，作為中心軸，需提前用砂紙打磨兩端毛刺）|3|固定部件|透明膠帶|1卷（用于連接部件）|4||白膠（或手工膠棒）|1支（用于硬卡紙粘合）|5|輔助工具|剪刀|1把（圓頭安全剪刀）|6||直尺|1把（用于測(cè)量尺寸）|72材料選擇：安全、易得與功能性的平衡||鉛筆|1支（用于標(biāo)記刻度）||拓展材料|彩色馬克筆|若干（用于裝飾，增強(qiáng)辨識(shí)度）|特別說明：若學(xué)校條件有限，可用竹筷子替代細(xì)鐵絲（需削尖兩端），用塑料餐勺替代硬卡紙（需裁剪成箭頭形狀）；若學(xué)生對(duì)“重量平衡”理解困難，可額外準(zhǔn)備回形針（用于調(diào)整重心）。02分步制作：從圖紙到實(shí)物的工程思維培養(yǎng)分步制作：從圖紙到實(shí)物的工程思維培養(yǎng)制作風(fēng)向標(biāo)是一個(gè)典型的“工程設(shè)計(jì)”過程，需經(jīng)歷“設(shè)計(jì)-制作-測(cè)試-優(yōu)化”的循環(huán)。為幫助學(xué)生建立系統(tǒng)的工程思維，我將制作過程拆解為6個(gè)核心步驟，每個(gè)步驟均包含操作要點(diǎn)、常見問題與解決策略。2.1步驟一：設(shè)計(jì)箭頭與尾翼——明確“指向”與“受力”的關(guān)系箭頭與尾翼是風(fēng)向標(biāo)的核心部件，其設(shè)計(jì)直接影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)原理，尾翼的受風(fēng)面積需大于箭頭，且整體需保持水平平衡，這樣風(fēng)才能推動(dòng)尾翼，使箭頭始終指向風(fēng)的來向。1.1繪制模板用直尺在硬卡紙上畫出箭頭形狀：箭頭長(zhǎng)度8cm，箭頭尖端寬度1cm，箭身寬度2cm（從尖端向尾部均勻加寬至3cm）。尾翼設(shè)計(jì)為長(zhǎng)方形：長(zhǎng)度6cm，寬度4cm（面積約為箭頭最大寬度處的2倍，確保受風(fēng)面積更大）。用鉛筆標(biāo)記箭頭與尾翼的中心點(diǎn)（箭頭中心點(diǎn)距尖端3cm，尾翼中心點(diǎn)距任一端3cm），這兩個(gè)中心點(diǎn)需在組裝后與中心軸對(duì)齊。1.2裁剪與修飾用安全剪刀沿線條裁剪，注意箭頭尖端需保持尖銳（但不可過薄，避免變形），尾翼邊緣需整齊。用彩色馬克筆在箭頭前端標(biāo)注“N”（北），尾翼后端標(biāo)注“S”（南），其他方向可后續(xù)通過旋轉(zhuǎn)支架標(biāo)記（此步驟可增強(qiáng)學(xué)生對(duì)方向的直觀認(rèn)知）。常見問題：學(xué)生可能將尾翼做得過小，導(dǎo)致風(fēng)向標(biāo)無法靈敏轉(zhuǎn)動(dòng)。解決方法：用手模擬吹風(fēng)測(cè)試——用嘴從尾翼后方吹氣，若箭頭不能迅速轉(zhuǎn)向吹氣方向，說明尾翼面積不足，需加寬或加長(zhǎng)尾翼。1.2裁剪與修飾2步驟二：制作旋轉(zhuǎn)支架——確保360自由旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)支架是支撐整個(gè)風(fēng)向標(biāo)并使其自由轉(zhuǎn)動(dòng)的關(guān)鍵。其設(shè)計(jì)需滿足兩個(gè)條件：①中心軸與支架的摩擦力盡可能小；②支架需穩(wěn)定固定在觀測(cè)點(diǎn)（如窗臺(tái)、操場(chǎng)旗桿）。2.1中心軸與軸套的組裝將細(xì)鐵絲（或竹筷子）的一端磨尖（約0.5cm），作為“頂點(diǎn)”，用于插入支架底座；另一端同樣磨尖，作為“支點(diǎn)”，用于支撐箭頭-尾翼組合體。將吸管橫向剪開一個(gè)2cm長(zhǎng)的缺口（注意不要剪斷），將箭頭與尾翼的中心位置（已標(biāo)記）對(duì)準(zhǔn)缺口，用透明膠帶將箭頭、尾翼分別固定在吸管兩側(cè)（箭頭在前，尾翼在后，確保兩者在同一水平線上）。將細(xì)鐵絲從吸管中心穿過，確保吸管可繞鐵絲自由旋轉(zhuǎn)（若卡頓，可用肥皂水潤(rùn)滑吸管內(nèi)壁）。2.2底座的固定取另一張硬卡紙，折疊成“三角支架”（底邊長(zhǎng)度10cm，高度8cm），用白膠粘合固定。將細(xì)鐵絲的尖端插入三角支架頂部的中心位置（可用鉛筆預(yù)先打孔），確保支架穩(wěn)定（若搖晃，可在底座粘貼重物，如小石塊或硬幣）。常見問題：吸管與鐵絲摩擦力過大，導(dǎo)致風(fēng)向標(biāo)轉(zhuǎn)動(dòng)不靈敏。解決方法：①選擇內(nèi)徑略大于鐵絲直徑的吸管；②用砂紙打磨鐵絲表面，減少毛刺；③在吸管內(nèi)壁涂抹少量凡士林（可用護(hù)手霜替代）。2.2底座的固定3步驟三：調(diào)試平衡——讓風(fēng)向標(biāo)“站得穩(wěn)、轉(zhuǎn)得靈”即使前兩步完成，風(fēng)向標(biāo)仍可能因重心偏移而無法正常工作。調(diào)試平衡是最考驗(yàn)學(xué)生耐心與觀察力的環(huán)節(jié)，需引導(dǎo)他們通過“對(duì)比-調(diào)整-測(cè)試”的方法解決問題。3.1水平平衡測(cè)試將組裝好的箭頭-尾翼-吸管組合體平放在桌面上，觀察是否兩端平衡（箭頭端與尾翼端均不翹起）。若箭頭端下沉，說明箭頭過重，需剪短箭頭或在尾翼端粘貼回形針；若尾翼端下沉，則需剪短尾翼或在箭頭端粘貼回形針（每次調(diào)整后需重新測(cè)試，直至水平）。3.2旋轉(zhuǎn)靈活性測(cè)試用手輕撥尾翼，觀察組合體是否能繞鐵絲順暢旋轉(zhuǎn)360，且最終靜止時(shí)無明顯卡頓。若旋轉(zhuǎn)后迅速停止，說明摩擦力過大，需重新檢查吸管與鐵絲的接觸部分；若旋轉(zhuǎn)時(shí)晃動(dòng)，說明箭頭與尾翼未在同一水平線上，需調(diào)整膠帶固定位置。教學(xué)技巧：可讓學(xué)生分組比賽“最靈敏風(fēng)向標(biāo)”，通過實(shí)際吹風(fēng)（用扇子或吹風(fēng)機(jī)模擬）觀察哪組的風(fēng)向標(biāo)能最快指向風(fēng)源，以此激發(fā)調(diào)試動(dòng)力。03原理深化：從“怎么做”到“為什么這樣做”原理深化：從“怎么做”到“為什么這樣做”制作完成后，我會(huì)用10分鐘時(shí)間引導(dǎo)學(xué)生“拆解”自己的作品，結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象理解背后的科學(xué)原理。這一步是“實(shí)踐-理論”的關(guān)鍵銜接，能幫助學(xué)生從“動(dòng)手者”升級(jí)為“思考者”。1核心原理：力的平衡與空氣阻力當(dāng)風(fēng)吹過風(fēng)向標(biāo)時(shí)，尾翼因面積更大，受到的空氣阻力（推力）大于箭頭。根據(jù)“力的不平衡”原理，尾翼會(huì)被風(fēng)吹動(dòng)向后偏轉(zhuǎn)，而箭頭則因阻力較小，被“推”向風(fēng)的來向，最終靜止時(shí)箭頭指向即為風(fēng)向。這一過程可通過“對(duì)比實(shí)驗(yàn)”驗(yàn)證：用剪刀將尾翼剪小后，風(fēng)向標(biāo)轉(zhuǎn)動(dòng)靈敏度明顯下降；恢復(fù)尾翼大小后，又能正常工作。2拓展思考：如何讓風(fēng)向標(biāo)更精準(zhǔn)？結(jié)合四年級(jí)學(xué)生的認(rèn)知水平，可提出以下問題引導(dǎo)深度思考：01“除了硬卡紙，還可以用哪些材料改進(jìn)？（如塑料片、金屬薄片）”03這些問題不僅能鞏固所學(xué)知識(shí)，更能培養(yǎng)學(xué)生的“工程優(yōu)化”思維——科學(xué)制作從不是“完成即可”，而是“不斷改進(jìn)”。05“如果在風(fēng)雨中使用，我們的風(fēng)向標(biāo)可能遇到什么問題？（如卡紙吸水變重、鐵絲生銹）”02“如何標(biāo)記更多方向？（在底座周圍粘貼東、南、西、北標(biāo)簽，或用量角器標(biāo)注角度）”0404實(shí)踐應(yīng)用：讓風(fēng)向標(biāo)“動(dòng)”起來實(shí)踐應(yīng)用：讓風(fēng)向標(biāo)“動(dòng)”起來制作的最終目的是應(yīng)用。在課堂后半段，我會(huì)組織學(xué)生到操場(chǎng)或走廊進(jìn)行實(shí)際觀測(cè)，并完成《風(fēng)向觀測(cè)記錄表》（如表1）。通過這一環(huán)節(jié)，學(xué)生將體驗(yàn)“科學(xué)工具”從“制作”到“使用”的完整流程，真正理解“科學(xué)服務(wù)于生活”的意義。1觀測(cè)流程指導(dǎo)固定風(fēng)向標(biāo)：將三角支架底座用膠帶或重物固定在地面，確保風(fēng)向標(biāo)穩(wěn)定（若在戶外，可用小鏟子挖淺坑埋入底座）。記錄數(shù)據(jù)：每隔5分鐘記錄一次箭頭指向，連續(xù)記錄3次，取平均值作為當(dāng)前風(fēng)向（避免偶發(fā)陣風(fēng)干擾）。選擇觀測(cè)點(diǎn)：開闊無遮擋的位置（如操場(chǎng)中央、教學(xué)樓屋頂），避免建筑物或樹木影響風(fēng)向。2記錄表設(shè)計(jì)（表1）|觀測(cè)時(shí)間|箭頭指向（文字描述）|實(shí)際風(fēng)向（風(fēng)的來向）|備注（如風(fēng)速、天氣狀況）||----------|----------------------|----------------------|--------------------------||10:00|北|北風(fēng)|微風(fēng)，晴||10:05|北偏東15|北偏東風(fēng)|風(fēng)速略增大||10:10|東北|東北風(fēng)|云層增多|教學(xué)提示：若遇到無風(fēng)或微風(fēng)天氣，可用電風(fēng)扇模擬不同方向的風(fēng)，讓學(xué)生觀察風(fēng)向標(biāo)反應(yīng)，確保每個(gè)小組都能獲得有效數(shù)據(jù)。05總結(jié)與延伸：從一節(jié)制作課到終身的科學(xué)素養(yǎng)總結(jié)與延伸：從一節(jié)制作課到終身的科學(xué)素養(yǎng)回顧整節(jié)課的流程，我們從“知識(shí)鋪墊”到“動(dòng)手制作”，從“原理探究”到“實(shí)踐應(yīng)用”，完成了一次“做中學(xué)、學(xué)中思”的完整科學(xué)探究之旅。風(fēng)向標(biāo)的制作，不僅僅是教會(huì)學(xué)生做一個(gè)工具，更是在他們心中種下“科學(xué)即實(shí)踐”的種子——真正的科學(xué)知識(shí)，永遠(yuǎn)來源于對(duì)生活的觀察、對(duì)問題的探索，以及對(duì)工具的創(chuàng)造。1課堂總結(jié)：核心知識(shí)回顧01風(fēng)向定義：風(fēng)的來向，風(fēng)向標(biāo)箭頭指向即為風(fēng)向。02制作關(guān)鍵：尾翼面積大于箭頭，整體平衡，旋轉(zhuǎn)靈活。03科學(xué)方法：設(shè)計(jì)-制作-測(cè)試-優(yōu)化的工程思維，對(duì)比實(shí)驗(yàn)法。2課后延伸：跨學(xué)科的拓展任務(wù)為進(jìn)一步深化學(xué)習(xí)，可布置以下分層任務(wù)：基礎(chǔ)任務(wù)：用文字或圖畫記錄制作過程中的一個(gè)“困難-解決”案例（如平衡調(diào)試失敗后如何改進(jìn)）。挑戰(zhàn)任務(wù)：查閱資料，了解古代風(fēng)向測(cè)量工具（如相風(fēng)銅烏）與現(xiàn)代電子風(fēng)