一、基礎(chǔ)認(rèn)知：風(fēng)向觀測(cè)的前提準(zhǔn)備演講人CONTENTS基礎(chǔ)認(rèn)知：風(fēng)向觀測(cè)的前提準(zhǔn)備實(shí)證探究：校園風(fēng)向的日變化數(shù)據(jù)采集規(guī)律解析：影響校園風(fēng)向日變化的關(guān)鍵因素總結(jié)提升：從現(xiàn)象到規(guī)律的科學(xué)思維進(jìn)階結(jié)語(yǔ)：風(fēng)的密碼，藏在每一次抬頭中目錄2025小學(xué)四年級(jí)科學(xué)下冊(cè)校園風(fēng)向日變化規(guī)律總結(jié)課件作為一線科學(xué)教師，我始終相信：最好的科學(xué)課，是讓孩子用自己的眼睛發(fā)現(xiàn)世界的規(guī)律。本學(xué)期我們帶領(lǐng)四年級(jí)學(xué)生開展了"校園風(fēng)向日變化觀測(cè)"項(xiàng)目，從認(rèn)識(shí)風(fēng)向標(biāo)到連續(xù)一周記錄數(shù)據(jù)，從繪制風(fēng)向玫瑰圖到分析影響因素，孩子們用最質(zhì)樸的觀察揭開了校園風(fēng)的"時(shí)間密碼"。今天，我將以親歷者的視角，帶大家系統(tǒng)總結(jié)這次探究的成果。01基礎(chǔ)認(rèn)知：風(fēng)向觀測(cè)的前提準(zhǔn)備基礎(chǔ)認(rèn)知：風(fēng)向觀測(cè)的前提準(zhǔn)備要探究風(fēng)向的日變化規(guī)律，首先需要明確兩個(gè)核心問(wèn)題："什么是風(fēng)向？""如何準(zhǔn)確測(cè)量風(fēng)向？"這是整個(gè)研究的邏輯起點(diǎn)。1風(fēng)向的科學(xué)定義風(fēng)向，是指風(fēng)吹來(lái)的方向。這是一個(gè)容易混淆的概念——我們常說(shuō)"北風(fēng)"，指的是從北方吹來(lái)、向南方吹去的風(fēng)；若風(fēng)從東南方吹來(lái)，則稱為"東南風(fēng)"。為了幫助學(xué)生建立直觀認(rèn)知，我們?cè)O(shè)計(jì)了"紙條辨風(fēng)"游戲：讓孩子們站在操場(chǎng)不同位置，將彩色紙條舉過(guò)頭頂，觀察紙條飄向與身體朝向的關(guān)系。當(dāng)小宇舉著紙條喊"老師！我的紙條往西邊飄，那風(fēng)是從東邊吹來(lái)的，應(yīng)該是東風(fēng)對(duì)嗎？"時(shí)，我知道這個(gè)概念在他心里扎下了根。2觀測(cè)工具的選擇與使用四年級(jí)學(xué)生的探究需要兼顧科學(xué)性與可操作性，因此我們選擇了兩種觀測(cè)工具：簡(jiǎn)易風(fēng)向標(biāo)：用硬紙板制作箭頭與箭尾（箭頭重、箭尾輕），固定在吸管上，再用大頭針穿過(guò)吸管中心固定在鉛筆頂端。這種自制工具成本低、易操作，能讓學(xué)生直觀看到箭頭指向風(fēng)的來(lái)向。電子風(fēng)速風(fēng)向儀：作為輔助工具，用于校準(zhǔn)自制風(fēng)向標(biāo)的準(zhǔn)確性。當(dāng)兩種工具顯示方向一致時(shí)，孩子們會(huì)露出"驗(yàn)證成功"的笑容，這種科學(xué)實(shí)證的體驗(yàn)比單純講授更深刻。在使用培訓(xùn)環(huán)節(jié)，我們特別強(qiáng)調(diào)了"三固定"原則：觀測(cè)點(diǎn)固定（選擇校園開闊地，避免建筑物遮擋）、觀測(cè)高度固定（與頭部平齊，約1.5米）、觀測(cè)時(shí)長(zhǎng)固定（每次記錄前觀察2分鐘，取穩(wěn)定方向）。這些細(xì)節(jié)的規(guī)范，為后續(xù)數(shù)據(jù)的可靠性奠定了基礎(chǔ)。02實(shí)證探究：校園風(fēng)向的日變化數(shù)據(jù)采集實(shí)證探究：校園風(fēng)向的日變化數(shù)據(jù)采集掌握了觀測(cè)方法后，我們開啟了為期一周（2024年11月18日-24日）的校園風(fēng)向觀測(cè)之旅。全班分為6個(gè)小組，每組負(fù)責(zé)一天中4個(gè)關(guān)鍵時(shí)段的觀測(cè)（7:30-8:00、11:30-12:00、14:30-15:00、17:30-18:00），覆蓋了學(xué)生上學(xué)、午餐、下午課、放學(xué)四個(gè)典型時(shí)間段。1觀測(cè)點(diǎn)的選擇與環(huán)境描述我們選取了校園內(nèi)3個(gè)具有代表性的觀測(cè)點(diǎn)：操場(chǎng)中央（無(wú)遮擋，面積約5000㎡）教學(xué)樓東側(cè)（緊鄰3層教學(xué)樓，距建筑10米）校園西北角綠化帶（周圍有高約5米的香樟樹，植被覆蓋率70%）觀測(cè)前，我們帶領(lǐng)學(xué)生繪制了校園平面圖，標(biāo)注各觀測(cè)點(diǎn)的位置、周邊建筑物及植被分布。小怡在記錄中寫道："綠化帶的樹像一堵墻，風(fēng)經(jīng)過(guò)時(shí)會(huì)不會(huì)被擋??？"這種基于觀察的提問(wèn)，正是科學(xué)探究的萌芽。2原始數(shù)據(jù)的記錄與整理各小組按照"日期-時(shí)段-觀測(cè)點(diǎn)-風(fēng)向"的格式記錄數(shù)據(jù)，我們將一周數(shù)據(jù)匯總后，用表格與風(fēng)向玫瑰圖進(jìn)行可視化呈現(xiàn)（見表1、圖1）。表1：校園各觀測(cè)點(diǎn)典型時(shí)段風(fēng)向統(tǒng)計(jì)（2024.11.18-24）|時(shí)段|操場(chǎng)中央（次）|教學(xué)樓東側(cè)（次）|綠化帶（次）|主要風(fēng)向||------------|----------------|------------------|--------------|----------||7:30-8:00|12（北）|9（東北）|7（北）|偏北|2原始數(shù)據(jù)的記錄與整理|11:30-12:00|10（南）|8（東南）|6（東）|偏南||14:30-15:00|11（西南）|9（西）|7（東南）|偏西南||17:30-18:00|13（北）|10（西北）|8（北）|偏北|注：每組每日每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)記錄1次，共6組×7天×3觀測(cè)點(diǎn)=126條記錄，表格統(tǒng)計(jì)出現(xiàn)頻率最高的風(fēng)向及次數(shù)。圖1：操場(chǎng)中央時(shí)段風(fēng)向玫瑰圖（此處可插入示意圖：以時(shí)間為半徑，風(fēng)向?yàn)榻嵌?，各時(shí)段主要風(fēng)向用不同顏色扇形表示）03020501042原始數(shù)據(jù)的記錄與整理從數(shù)據(jù)中可以直觀看到：校園風(fēng)向在一日內(nèi)呈現(xiàn)明顯的周期性變化——早晨（上學(xué)時(shí)段）以偏北風(fēng)為主，午間（午餐時(shí)段）轉(zhuǎn)為偏南風(fēng)，下午（課后時(shí)段）偏向西南，傍晚（放學(xué)時(shí)段）又回到偏北風(fēng)。03規(guī)律解析：影響校園風(fēng)向日變化的關(guān)鍵因素規(guī)律解析：影響校園風(fēng)向日變化的關(guān)鍵因素?cái)?shù)據(jù)是現(xiàn)象的呈現(xiàn)，規(guī)律需要?dú)w因分析。我們引導(dǎo)學(xué)生從"大環(huán)境"與"小環(huán)境"兩個(gè)層面展開討論，逐步揭開風(fēng)向變化的"幕后推手"。1大環(huán)境：局地?zé)崃Νh(huán)流的日變化四年級(jí)學(xué)生雖未系統(tǒng)學(xué)習(xí)"熱力環(huán)流"，但通過(guò)生活經(jīng)驗(yàn)可以理解"溫度差異導(dǎo)致空氣流動(dòng)"的原理。我們結(jié)合本地氣候特點(diǎn)（亞熱帶季風(fēng)區(qū)，11月平均氣溫15-20℃），用"海陸風(fēng)"類比講解"城鄉(xiāng)風(fēng)"：01早晨（7:30-8:00）：地表溫度較低，校園周邊（多為居民區(qū)、道路）因水泥地面比熱容小，降溫快于校園綠地，形成"居民區(qū)冷高壓-校園暖低壓"，風(fēng)從居民區(qū)（北側(cè)）吹向校園，故多北風(fēng)。02午間（11:30-12:00）：太陽(yáng)輻射增強(qiáng)，校園綠地（植被蒸騰降溫）溫度低于周邊硬化地面，形成"校園冷高壓-周邊暖低壓"，風(fēng)從校園吹向周邊（南側(cè)為主要出口），故多南風(fēng)。03當(dāng)小輝舉手說(shuō)"原來(lái)我們的操場(chǎng)像個(gè)小海洋，周圍的馬路像陸地，早上風(fēng)從陸地吹向海洋，中午反過(guò)來(lái)"時(shí)，我知道這種類比幫助他建立了抽象概念與生活經(jīng)驗(yàn)的聯(lián)結(jié)。042小環(huán)境：校園下墊面的空間差異校園內(nèi)不同區(qū)域的下墊面（地面覆蓋物）差異，導(dǎo)致同一時(shí)段不同觀測(cè)點(diǎn)風(fēng)向略有不同：教學(xué)樓東側(cè)：因建筑物阻擋，風(fēng)在墻面發(fā)生"繞流"，原本的北風(fēng)會(huì)被引導(dǎo)為東北風(fēng)（早晨），南風(fēng)被引導(dǎo)為東南風(fēng)（午間），這與流體力學(xué)中的"邊界層效應(yīng)"相關(guān)，但我們用"風(fēng)碰到墻會(huì)拐彎"來(lái)解釋，學(xué)生更容易理解。綠化帶：高大樹木的冠層對(duì)風(fēng)有"過(guò)濾"作用，風(fēng)速降低的同時(shí)，風(fēng)向會(huì)因枝葉阻擋偏向（如北風(fēng)經(jīng)過(guò)香樟林后，部分氣流被引導(dǎo)為偏北風(fēng)）。孩子們?cè)谟^測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)："樹多的地方風(fēng)沒(méi)那么大，方向也沒(méi)操場(chǎng)那么直"，這種感性認(rèn)識(shí)為后續(xù)學(xué)習(xí)"植被對(duì)風(fēng)的影響"埋下了伏筆。3特殊天氣的干擾驗(yàn)證觀測(cè)期間遇到1次小雨（11月22日），當(dāng)天各時(shí)段風(fēng)向均以東北風(fēng)為主，且變化幅度減小。我們抓住這個(gè)機(jī)會(huì)開展對(duì)比分析：降水導(dǎo)致地表溫度均勻化，局地?zé)崃Σ町悳p小，因此風(fēng)向更穩(wěn)定。這種"異常數(shù)據(jù)"反而強(qiáng)化了學(xué)生對(duì)"正常規(guī)律"的理解——科學(xué)研究需要考慮變量控制，偶然因素的出現(xiàn)恰恰是檢驗(yàn)規(guī)律的機(jī)會(huì)。04總結(jié)提升：從現(xiàn)象到規(guī)律的科學(xué)思維進(jìn)階總結(jié)提升：從現(xiàn)象到規(guī)律的科學(xué)思維進(jìn)階經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)采集、分析與歸因，我們最終提煉出校園風(fēng)向的日變化規(guī)律，并在此過(guò)程中培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)核心素養(yǎng)。1規(guī)律總結(jié)：校園風(fēng)向的日變化模式下午（14:30-15:00）：偏向西南風(fēng)（占比62%），是熱力環(huán)流與建筑物繞流共同作用的結(jié)果；4傍晚（17:30-18:00）：回歸偏北風(fēng)（占比81%），地表降溫后周邊與校園的溫度梯度重新建立。5通過(guò)一周觀測(cè)，我們得出以下結(jié)論（見圖2）：1早晨（7:30-8:00）：以偏北風(fēng)為主（占比76%），受周邊低溫區(qū)向校園暖區(qū)流動(dòng)影響；2午間（11:30-12:00）：轉(zhuǎn)為偏南風(fēng)（占比68%），因校園綠地降溫形成"冷源"向外吹風(fēng)；3圖2：校園風(fēng)向日變化模式圖（時(shí)間軸從早到晚，箭頭表示主要風(fēng)向及變化趨勢(shì)）62科學(xué)思維的培養(yǎng)價(jià)值這次探究不僅讓學(xué)生掌握了"提出問(wèn)題-設(shè)計(jì)方案-收集數(shù)據(jù)-分析規(guī)律-得出結(jié)論"的科學(xué)探究流程，更重要的是：01實(shí)證意識(shí)：孩子們學(xué)會(huì)用數(shù)據(jù)說(shuō)話，當(dāng)小琪發(fā)現(xiàn)自己組的某天記錄與其他組有差異時(shí)，主動(dòng)提出"可能是我站在樹后面擋住了風(fēng)"，這種自我質(zhì)疑的精神比結(jié)論本身更珍貴；02系統(tǒng)思維：從單一觀測(cè)到對(duì)比不同地點(diǎn)，從記錄現(xiàn)象到分析"大環(huán)境+小環(huán)境"的共同影響，學(xué)生開始理解自然現(xiàn)象是多因素作用的結(jié)果；03應(yīng)用能力：有學(xué)生提出"知道了風(fēng)向規(guī)律，運(yùn)動(dòng)會(huì)時(shí)可以選順風(fēng)方向起跑""教室窗戶午間開南邊更通風(fēng)"，這種將科學(xué)知識(shí)與生活結(jié)合的能力，正是我們追求的"有用的科學(xué)"。0405結(jié)語(yǔ)：風(fēng)的密碼，藏在每一次抬頭中結(jié)語(yǔ)：風(fēng)的密碼，藏在每一次抬頭中回顧這次探究，最讓我感動(dòng)的不是完美的規(guī)律總結(jié)，而是孩子們眼中的光——當(dāng)他們舉著風(fēng)向標(biāo)在操場(chǎng)奔跑時(shí)，當(dāng)他們湊在一起討論數(shù)據(jù)時(shí)，當(dāng)他們發(fā)現(xiàn)"原來(lái)風(fēng)也有自己的時(shí)間表"時(shí)，科學(xué)的種