一、從生活現(xiàn)象到科學(xué)問題：我們?yōu)槭裁搓P(guān)注風(fēng)力與帆船速度？演講人CONTENTS從生活現(xiàn)象到科學(xué)問題：我們?yōu)槭裁搓P(guān)注風(fēng)力與帆船速度？基礎(chǔ)概念鋪墊：什么是風(fēng)力？如何測(cè)量？帆船的"動(dòng)力密碼"：它是如何利用風(fēng)前進(jìn)的？實(shí)驗(yàn)探究：風(fēng)力大小如何影響帆船行駛速度？拓展與應(yīng)用：生活中的"風(fēng)船智慧"總結(jié)：風(fēng)與船的科學(xué)啟示目錄2025小學(xué)四年級(jí)科學(xué)下冊(cè)風(fēng)力與帆船行駛速度關(guān)系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，是讓孩子從生活現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)問題，用探索的眼光解開疑惑。今天這節(jié)課，我們將圍繞"風(fēng)力與帆船行駛速度的關(guān)系"展開探究——當(dāng)海風(fēng)拂過船帆，當(dāng)白帆鼓起向前，那些看似平常的航海場(chǎng)景里，藏著怎樣的科學(xué)密碼？讓我們一起踏上這場(chǎng)"風(fēng)與船的對(duì)話"。01從生活現(xiàn)象到科學(xué)問題：我們?yōu)槭裁搓P(guān)注風(fēng)力與帆船速度？從生活現(xiàn)象到科學(xué)問題：我們?yōu)槭裁搓P(guān)注風(fēng)力與帆船速度？記得去年帶學(xué)生去濱海研學(xué)，孩子們擠在觀景臺(tái)上看帆船比賽。"老師，那艘紅帆的船怎么突然快了？""那艘藍(lán)帆的怎么歪著走？"七嘴八舌的提問里，藏著最樸素的科學(xué)好奇心。這讓我想起自己小時(shí)候在漁村長大，總蹲在碼頭上看漁民收帆——風(fēng)小的時(shí)候，船像散步；風(fēng)大的時(shí)候，船尾能犁出雪白的浪。那時(shí)我就在想：風(fēng)的大小，到底是怎么影響船速的？1風(fēng)力與帆船的日常關(guān)聯(lián)在人類航海史上，帆船曾是最重要的交通工具。從鄭和下西洋的寶船，到現(xiàn)代奧運(yùn)會(huì)的帆船比賽，"借風(fēng)而行"始終是核心。對(duì)四年級(jí)的同學(xué)來說，雖然不一定坐過帆船，但通過紀(jì)錄片、繪本或海邊游玩，對(duì)"風(fēng)推動(dòng)船"的現(xiàn)象已有直觀認(rèn)知。我們的任務(wù)，是把這種"知道"升級(jí)為"理解"。2本課的探究目標(biāo)通過本節(jié)課學(xué)習(xí)，我們要達(dá)成三個(gè)層次的目標(biāo)：a.知道風(fēng)力的基本概念及測(cè)量方法；b.理解帆船利用風(fēng)力前進(jìn)的科學(xué)原理；d.能運(yùn)用所學(xué)解釋生活中"風(fēng)大船快""逆風(fēng)也能行"等現(xiàn)象。c.通過實(shí)驗(yàn)探究風(fēng)力大小與帆船行駛速度的具體關(guān)系；010203040502基礎(chǔ)概念鋪墊：什么是風(fēng)力？如何測(cè)量？基礎(chǔ)概念鋪墊：什么是風(fēng)力？如何測(cè)量？要研究風(fēng)力與船速的關(guān)系，首先得明確"風(fēng)力"的科學(xué)定義。就像我們量身高用尺子，測(cè)溫度用溫度計(jì)，測(cè)風(fēng)力也有專門的工具和標(biāo)準(zhǔn)。1風(fēng)力的科學(xué)定義風(fēng)力指風(fēng)的強(qiáng)弱程度，本質(zhì)是空氣流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的力。氣象學(xué)中，通常用"風(fēng)力等級(jí)"描述，從0級(jí)（無風(fēng)）到17級(jí)（超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)）。比如：2級(jí)風(fēng)：樹葉微響，人面感覺有風(fēng)（風(fēng)速1.6-3.3米/秒）；5級(jí)風(fēng)：小樹搖晃，水面起波（風(fēng)速8.0-10.7米/秒）；8級(jí)風(fēng)：樹枝折斷，海浪滔天（風(fēng)速17.2-20.7米/秒）。這些數(shù)字可能有點(diǎn)抽象，但同學(xué)們可以回想：當(dāng)你在操場(chǎng)跑步時(shí)，迎面吹來的風(fēng)讓你跑起來更費(fèi)勁，這就是風(fēng)力的作用；而順風(fēng)跑時(shí)更輕松，說明風(fēng)在"推"你——帆船的原理，和這很像。2風(fēng)力的測(cè)量工具a.風(fēng)向標(biāo)：箭頭指向風(fēng)來的方向（比如箭頭朝東，就是東風(fēng)）；b.風(fēng)速儀：常見的三杯式風(fēng)速儀，風(fēng)越大，杯子轉(zhuǎn)得越快，通過轉(zhuǎn)速計(jì)算風(fēng)速；c.風(fēng)力等級(jí)表（蒲福風(fēng)級(jí)）：通過觀察煙柱、樹枝、海浪等現(xiàn)象，用肉眼判斷風(fēng)力等級(jí)（這對(duì)帆船手很重要，因?yàn)楹Ｉ峡赡軟]有儀器）。去年帶學(xué)生做"校園風(fēng)力觀測(cè)"時(shí)，我們用一次性杯子和竹筷子做了簡(jiǎn)易風(fēng)速儀。當(dāng)3級(jí)風(fēng)吹過時(shí)，杯子10秒轉(zhuǎn)了15圈；5級(jí)風(fēng)時(shí)，10秒轉(zhuǎn)了32圈——數(shù)據(jù)直觀展示了"風(fēng)越大，風(fēng)速儀轉(zhuǎn)得越快"。03帆船的"動(dòng)力密碼"：它是如何利用風(fēng)前進(jìn)的？帆船的"動(dòng)力密碼"：它是如何利用風(fēng)前進(jìn)的？很多同學(xué)可能以為："帆船就是被風(fēng)吹著跑，風(fēng)從后面吹，船就往前跑。"其實(shí)沒這么簡(jiǎn)單——如果只能順風(fēng)行駛，帆船遇到逆風(fēng)就會(huì)"抓瞎"，但實(shí)際中帆船能"之"字形逆風(fēng)航行。這背后，藏著兩個(gè)關(guān)鍵原理。1帆的"受力分析"：推力與升力的協(xié)同作用當(dāng)風(fēng)從不同方向吹向船帆時(shí)，帆的形狀（曲面）會(huì)讓空氣在帆的兩側(cè)產(chǎn)生不同的流速。根據(jù)"伯努利原理"（流速快的地方壓力?。挠L(fēng)面壓力大，背風(fēng)面壓力小，從而產(chǎn)生向背風(fēng)面的"升力"。同時(shí)，風(fēng)直接撞擊帆面會(huì)產(chǎn)生"推力"。這兩種力的合力，就是帆船前進(jìn)的動(dòng)力。舉個(gè)例子：當(dāng)風(fēng)從側(cè)后方（與船前進(jìn)方向成45）吹來時(shí)，帆會(huì)被吹成彎曲的形狀。此時(shí)，推力讓船向前，升力讓船向側(cè)前方移動(dòng)，兩者結(jié)合，船就會(huì)朝斜前方快速前進(jìn)。如果風(fēng)從正后方吹來（順風(fēng)），主要靠推力，船速較快但方向容易偏移；如果風(fēng)從正前方吹來（逆風(fēng)），帆船需要調(diào)整帆的角度，通過"之"字形路線，利用升力分階段前進(jìn)。2帆船的"動(dòng)力系統(tǒng)"：帆、船舵與龍骨的配合a.船帆：相當(dāng)于"動(dòng)力收集器"，通過調(diào)整角度（帆角）最大化利用風(fēng)力；b.船舵：控制方向，抵消風(fēng)對(duì)船的側(cè)推作用；c.龍骨：船底的長條形結(jié)構(gòu)，增加船的穩(wěn)定性，防止側(cè)翻和橫向漂移。我曾帶學(xué)生用泡沫板、吸管和紙巾做過簡(jiǎn)易帆船模型。當(dāng)用風(fēng)扇模擬風(fēng)力時(shí)，沒有龍骨的模型會(huì)被風(fēng)吹得側(cè)移；加上龍骨（用硬紙板粘在底部）后，船就能保持直線前進(jìn)——這就是龍骨的"穩(wěn)定器"作用。04實(shí)驗(yàn)探究：風(fēng)力大小如何影響帆船行駛速度？實(shí)驗(yàn)探究：風(fēng)力大小如何影響帆船行駛速度？現(xiàn)在到了最激動(dòng)人心的環(huán)節(jié)——用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想！科學(xué)探究的步驟是：提出問題→作出假設(shè)→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)→收集數(shù)據(jù)→得出結(jié)論。我們的問題是："在相同條件下，風(fēng)力越大，帆船行駛速度越快嗎？"1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（以課堂模擬實(shí)驗(yàn)為例）實(shí)驗(yàn)材料：透明水槽（模擬海面）、自制帆船模型（泡沫船體+可調(diào)節(jié)船帆）、USB小風(fēng)扇（模擬不同風(fēng)力）、秒表、刻度尺。變量控制：自變量：風(fēng)力大?。ㄍㄟ^調(diào)節(jié)風(fēng)扇檔位控制，設(shè)為1檔、2檔、3檔）；因變量：帆船行駛速度（測(cè)量相同距離下的時(shí)間，計(jì)算速度=距離/時(shí)間）；控制變量：船的質(zhì)量、帆的角度、水槽水量、起始位置等。2實(shí)驗(yàn)過程與數(shù)據(jù)記錄|風(fēng)力檔位|行駛距離（米）|所需時(shí)間（秒）|速度（米/秒）|01|1檔（弱風(fēng)）|2.0|12.5|0.16|03|3檔（強(qiáng)風(fēng)）|2.0|4.3|0.47|05|----------|----------------|----------------|---------------|02|2檔（中風(fēng)）|2.0|7.8|0.26|04（注：實(shí)際實(shí)驗(yàn)中需重復(fù)3次取平均值，這里為簡(jiǎn)化展示典型數(shù)據(jù)。）063實(shí)驗(yàn)結(jié)論與現(xiàn)象分析在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容01從數(shù)據(jù)可以看出：在一定范圍內(nèi)，風(fēng)力越大，帆船行駛速度越快。但需要注意兩個(gè)限制條件：03去年校科學(xué)節(jié)，有組學(xué)生用吹風(fēng)機(jī)模擬10級(jí)風(fēng)，結(jié)果模型船直接被吹翻——這說明"風(fēng)不是越大越好"，帆船手需要根據(jù)風(fēng)力調(diào)整帆的角度和船速。b.風(fēng)力過大時(shí)（如8級(jí)以上風(fēng)）：船可能因帆承受的力過大而側(cè)翻，或需要收帆減速以保證安全。02在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容a.風(fēng)力過小時(shí)（如0-1級(jí)風(fēng)）：帆無法有效展開，船幾乎不動(dòng)；05拓展與應(yīng)用：生活中的"風(fēng)船智慧"拓展與應(yīng)用：生活中的"風(fēng)船智慧"科學(xué)的價(jià)值在于解釋現(xiàn)象、指導(dǎo)實(shí)踐。通過前面的學(xué)習(xí)，我們可以解開很多生活中的疑惑。1為什么帆船能"逆風(fēng)航行"？當(dāng)風(fēng)從正前方吹來時(shí)，帆船不會(huì)直接頂風(fēng)前進(jìn)，而是調(diào)整帆的角度（與風(fēng)向成30-45），讓風(fēng)在帆的兩側(cè)產(chǎn)生升力。船先向左側(cè)斜著前進(jìn)一段，再調(diào)整帆向右側(cè)斜著前進(jìn)，通過"之"字形路線，最終實(shí)現(xiàn)逆風(fēng)航行。就像我們爬陡坡時(shí)走"之"字路，雖然路線變長，但能借助斜面省力。2帆船比賽中的"風(fēng)力策略"在奧運(yùn)會(huì)帆船比賽中，選手們會(huì)密切關(guān)注風(fēng)力變化：弱風(fēng)時(shí)（2-3級(jí)）：盡量展開大帆，增大受風(fēng)面積；中風(fēng)時(shí)（4-5級(jí)）：調(diào)整帆角至最佳角度（約45），平衡速度與穩(wěn)定性；強(qiáng)風(fēng)時(shí)（6-7級(jí)）：收小帆面積，防止側(cè)翻，同時(shí)保持船速。這讓我想起2020年東京奧運(yùn)會(huì)，中國帆船選手盧云秀奪冠的那場(chǎng)比賽。當(dāng)時(shí)海面風(fēng)力忽大忽小，她不斷調(diào)整帆角和船舵，最終以穩(wěn)定的發(fā)揮獲勝——這正是對(duì)"風(fēng)力與船速關(guān)系"的完美運(yùn)用。06總結(jié)：風(fēng)與船的科學(xué)啟示總結(jié)：風(fēng)與船的科學(xué)啟示同學(xué)們，今天我們從觀察帆船出發(fā)，探究了風(fēng)力的測(cè)量、帆船的動(dòng)力原理，并用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了風(fēng)力與船速的關(guān)系。現(xiàn)在，讓我們一起回顧核心結(jié)論：風(fēng)力是空氣流動(dòng)產(chǎn)生的力，可用風(fēng)力等級(jí)或風(fēng)速描述；帆船通過帆的推力和升力前進(jìn)，需配合船舵、龍骨保持穩(wěn)定；在一定范圍內(nèi)，風(fēng)力越大，帆船行駛速度越快，但風(fēng)力過大會(huì)影響安全；科學(xué)探究需要觀察現(xiàn)象、提出問題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證結(jié)論。記得我第一次帶學(xué)生做帆船實(shí)驗(yàn)時(shí)，有個(gè)孩子說："原來風(fēng)不是隨便吹，船也不是隨便走，里面全是學(xué)問！"這正是科學(xué)課的意義——讓孩子看到，平凡的生活現(xiàn)象里，藏著精密的科學(xué)規(guī)律；