一、認(rèn)知基礎(chǔ)：為什么需要風(fēng)向標(biāo)？演講人CONTENTS認(rèn)知基礎(chǔ)：為什么需要風(fēng)向標(biāo)？動(dòng)手制作：從材料到成品的完整流程規(guī)范使用：從安裝到觀測(cè)的操作指南原理探秘：風(fēng)向標(biāo)為什么能“指向”風(fēng)的方向？總結(jié)與延伸：從課堂到生活的科學(xué)實(shí)踐目錄2025小學(xué)四年級(jí)科學(xué)下冊(cè)風(fēng)向標(biāo)的制作與使用方法課件各位同學(xué)、老師們，大家好！今天我們要共同探索一個(gè)與“風(fēng)”密切相關(guān)的科學(xué)主題——風(fēng)向標(biāo)的制作與使用方法。作為氣象觀測(cè)的基礎(chǔ)工具，風(fēng)向標(biāo)不僅能幫助我們直觀感知風(fēng)的方向，更能將抽象的自然現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為可記錄、可分析的科學(xué)數(shù)據(jù)。在過(guò)去的教學(xué)實(shí)踐中，我常看到孩子們用自制的風(fēng)向標(biāo)在操場(chǎng)觀察時(shí)眼睛發(fā)亮的模樣，那是科學(xué)探究最本真的魅力。接下來(lái)，我們將從“為何需要風(fēng)向標(biāo)”出發(fā)，逐步學(xué)習(xí)制作、使用、原理分析，最后將知識(shí)延伸到生活實(shí)踐中。01認(rèn)知基礎(chǔ)：為什么需要風(fēng)向標(biāo)？認(rèn)知基礎(chǔ)：為什么需要風(fēng)向標(biāo)？在正式動(dòng)手制作前，我們需要先理解“風(fēng)向”的科學(xué)定義與觀測(cè)意義。四年級(jí)上冊(cè)的科學(xué)課中，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了“風(fēng)是空氣的流動(dòng)”，而“風(fēng)向”則特指風(fēng)吹來(lái)的方向（例如從北方吹來(lái)的風(fēng)是北風(fēng)，從東南方吹來(lái)的是東南風(fēng)）。那么，為什么需要專門(mén)的工具來(lái)觀測(cè)風(fēng)向呢？1生活中的風(fēng)向感知局限僅憑身體感知風(fēng)向時(shí)，我們可能會(huì)遇到這些問(wèn)題：復(fù)雜環(huán)境中（如建筑物間、樹(shù)林里），風(fēng)受阻擋會(huì)形成亂流，導(dǎo)致體感方向與實(shí)際風(fēng)向不一致；夜間或視線受阻時(shí)，無(wú)法通過(guò)旗幟、炊煙等參照物輔助判斷。微風(fēng)時(shí)，皮膚敏感度降低，難以準(zhǔn)確判斷方向；2科學(xué)觀測(cè)的必要性氣象學(xué)家需要通過(guò)連續(xù)的風(fēng)向數(shù)據(jù)繪制風(fēng)頻圖，分析氣候特征；農(nóng)民伯伯根據(jù)風(fēng)向調(diào)整農(nóng)作物種植布局（如避免強(qiáng)風(fēng)直吹果園）；航海者依賴風(fēng)向規(guī)劃航線……這些都需要標(biāo)準(zhǔn)化、可記錄的觀測(cè)工具。風(fēng)向標(biāo)正是這樣一種將“風(fēng)的方向”轉(zhuǎn)化為“可視化指向”的基礎(chǔ)儀器。02動(dòng)手制作：從材料到成品的完整流程動(dòng)手制作：從材料到成品的完整流程明白了風(fēng)向標(biāo)的意義，接下來(lái)我們要親手制作一個(gè)簡(jiǎn)易但有效的風(fēng)向標(biāo)。制作前，請(qǐng)大家先準(zhǔn)備好以下材料與工具（建議以4人小組為單位合作完成，注意安全！）：1材料與工具清單|類別|具體物品|說(shuō)明||------------|--------------------------------------------------------------------------|----------------------------------------------------------------------||主體材料|硬卡紙（或薄塑料板）、細(xì)竹棒（或吸管）、回形針、橡皮泥|硬卡紙用于制作箭頭和尾翼，竹棒作為轉(zhuǎn)軸，橡皮泥用于平衡調(diào)試||輔助工具|剪刀、直尺、鉛筆、膠水（或雙面膠）、錐子（或釘子）、指南針|錐子用于在底座打孔，指南針用于校準(zhǔn)方向||安全防護(hù)|手套（防剪刀劃傷）、護(hù)目鏡（防竹屑飛濺）|四年級(jí)同學(xué)使用尖銳工具時(shí)需在老師或家長(zhǎng)監(jiān)督下操作|2制作步驟詳解（關(guān)鍵：平衡與靈活轉(zhuǎn)動(dòng)）2.2.1第一步：設(shè)計(jì)箭頭與尾翼——確定“指向”與“受力”部分風(fēng)向標(biāo)由兩部分核心結(jié)構(gòu)組成：箭頭（指向風(fēng)來(lái)的方向）和尾翼（接收風(fēng)力的主要區(qū)域）。根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)原理，尾翼的面積需遠(yuǎn)大于箭頭，才能保證風(fēng)推動(dòng)尾翼時(shí)，箭頭穩(wěn)定指向風(fēng)源。箭頭制作：用硬卡紙剪出長(zhǎng)8-10厘米的箭頭形狀（尖端細(xì)長(zhǎng)，尾部寬約2厘米），在箭頭尾部中心打孔（直徑與竹棒匹配）；尾翼制作：剪出長(zhǎng)6-8厘米、寬4-5厘米的矩形（面積約為箭頭的2-3倍），同樣在中心打孔；小技巧：可用彩筆給箭頭和尾翼涂色（如箭頭紅色、尾翼藍(lán)色），方便觀測(cè)時(shí)區(qū)分。2制作步驟詳解（關(guān)鍵：平衡與靈活轉(zhuǎn)動(dòng)）2.2第二步：組裝主體——固定轉(zhuǎn)軸與平衡調(diào)試將竹棒（或吸管）作為轉(zhuǎn)軸，依次穿入箭頭孔、尾翼孔，確保兩者在轉(zhuǎn)軸上的位置可滑動(dòng)調(diào)整。此時(shí)需重點(diǎn)解決兩個(gè)問(wèn)題：軸向固定：在轉(zhuǎn)軸兩端各套一個(gè)回形針（掰直后彎曲成小環(huán)），防止箭頭和尾翼滑落；平衡調(diào)試：移動(dòng)箭頭或尾翼的位置，使整個(gè)裝置在轉(zhuǎn)軸上保持水平平衡（可將轉(zhuǎn)軸平放在指尖，觀察是否兩端不下垂）。若箭頭端下沉，可在尾翼端粘貼少量橡皮泥；若尾翼端下沉，則在箭頭端輕粘橡皮泥。2制作步驟詳解（關(guān)鍵：平衡與靈活轉(zhuǎn)動(dòng)）2.3第三步：制作底座——確保穩(wěn)定與方向校準(zhǔn)底座的作用是固定轉(zhuǎn)軸，并為風(fēng)向標(biāo)提供水平的旋轉(zhuǎn)平面。推薦用木塊（或硬紙板盒）制作：01在底座中心用錐子打一個(gè)小孔（略小于轉(zhuǎn)軸直徑），將轉(zhuǎn)軸下端插入孔中（上端露出約5厘米）；02用指南針在底座邊緣標(biāo)注“東、南、西、北”四個(gè)基本方向（可擴(kuò)展標(biāo)注“東北、東南”等八個(gè)方向），確保標(biāo)注方向與實(shí)際地理方向一致（需在空曠無(wú)金屬干擾處校準(zhǔn)）；03最終效果：轉(zhuǎn)軸可在底座孔中靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，無(wú)卡頓（若卡頓，可涂抹少量凡士林潤(rùn)滑）。042制作步驟詳解（關(guān)鍵：平衡與靈活轉(zhuǎn)動(dòng)）2.4第四步：測(cè)試與優(yōu)化——解決常見(jiàn)問(wèn)題完成組裝后，需通過(guò)“人工吹風(fēng)測(cè)試”驗(yàn)證是否合格：用風(fēng)扇（或口吹）從不同方向送風(fēng)，觀察箭頭是否始終指向風(fēng)源；若箭頭轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活，檢查轉(zhuǎn)軸與底座孔的摩擦力是否過(guò)大（調(diào)整孔的大小或增加潤(rùn)滑）；若平衡失效（如總是偏向一側(cè)），重新調(diào)整箭頭、尾翼位置或橡皮泥重量；若方向標(biāo)注與實(shí)際不符，用指南針重新校準(zhǔn)底座方向。我的教學(xué)小記：去年帶學(xué)生制作時(shí)，有個(gè)小組的風(fēng)向標(biāo)總“不聽(tīng)話”——箭頭總指向風(fēng)去的方向。后來(lái)發(fā)現(xiàn)是尾翼面積太?。▋H比箭頭大1倍），導(dǎo)致風(fēng)力無(wú)法推動(dòng)尾翼。調(diào)整尾翼面積至箭頭的2.5倍后，問(wèn)題迎刃而解。這說(shuō)明“尾翼面積大于箭頭”是關(guān)鍵！03規(guī)范使用：從安裝到觀測(cè)的操作指南規(guī)范使用：從安裝到觀測(cè)的操作指南制作完成后，如何正確使用風(fēng)向標(biāo)獲取準(zhǔn)確數(shù)據(jù)？這需要掌握“安裝位置選擇”“觀測(cè)記錄方法”和“數(shù)據(jù)解讀技巧”三個(gè)核心環(huán)節(jié)。1安裝位置：避免干擾，確保代表性STEP4STEP3STEP2STEP1風(fēng)向受地形、建筑物影響極大，安裝位置直接決定數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。以下是選址原則：高度要求：風(fēng)向標(biāo)底部應(yīng)高于地面1.5-2米（約四年級(jí)學(xué)生身高），避免地面摩擦風(fēng)（近地面風(fēng)受草、灌木阻擋，方向不穩(wěn)定）；空曠無(wú)遮擋：周?chē)?0米內(nèi)無(wú)高大建筑物、樹(shù)木或電線桿（若在校園，推薦操場(chǎng)中央或樓頂平臺(tái)）；水平固定：底座需放置在水平面上（可用水平儀檢測(cè)），避免因傾斜導(dǎo)致轉(zhuǎn)軸偏斜，影響轉(zhuǎn)動(dòng)靈活性。2觀測(cè)記錄：定時(shí)、定量、定標(biāo)準(zhǔn)氣象觀測(cè)強(qiáng)調(diào)“連續(xù)性”和“可比性”，觀測(cè)時(shí)需遵循以下步驟：01觀測(cè)時(shí)間：建議每天固定時(shí)間觀測(cè)（如8:00、14:00、18:00），與氣象站同步可對(duì)比數(shù)據(jù)；02讀數(shù)方法：待風(fēng)向標(biāo)穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)30秒后（避免陣風(fēng)干擾），讀取箭頭所指的方向（精確到八個(gè)基本方向：北、東北、東、東南、南、西南、西、西北）；03記錄表格：設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單表格，記錄日期、時(shí)間、風(fēng)向、備注（如“伴隨小雨”“樹(shù)葉晃動(dòng)明顯”），培養(yǎng)數(shù)據(jù)整理習(xí)慣。043數(shù)據(jù)解讀：聯(lián)系生活，理解科學(xué)意義單純記錄風(fēng)向是不夠的，我們需要將數(shù)據(jù)與生活現(xiàn)象關(guān)聯(lián)：天氣預(yù)測(cè)：例如，夏季午后若持續(xù)吹東南風(fēng)，可能預(yù)示暖濕氣流到來(lái)，易形成雷陣雨；環(huán)境分析：校園內(nèi)某區(qū)域若常年吹北風(fēng)，可建議在此種植耐寒的松柏類植物；驗(yàn)證猜想：對(duì)比不同位置（如操場(chǎng)vs教學(xué)樓旁）的風(fēng)向數(shù)據(jù)，分析建筑物對(duì)風(fēng)的阻擋作用。我的實(shí)踐案例：上學(xué)期，我們班用自制風(fēng)向標(biāo)記錄了一周的風(fēng)向數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)每天10:00-14:00多吹南風(fēng)，而清晨多吹北風(fēng)。結(jié)合地理課學(xué)的“海陸風(fēng)”知識(shí)，孩子們推測(cè)這是因?yàn)樾@附近有小湖泊，白天陸地升溫快、氣壓低，風(fēng)從湖泊（南）吹向陸地；夜晚相反。這種“數(shù)據(jù)→現(xiàn)象→原理”的推理過(guò)程，正是科學(xué)探究的核心。04原理探秘：風(fēng)向標(biāo)為什么能“指向”風(fēng)的方向？原理探秘：風(fēng)向標(biāo)為什么能“指向”風(fēng)的方向？同學(xué)們可能會(huì)問(wèn)：“為什么箭頭總是指向風(fēng)來(lái)的方向？尾翼的作用到底是什么？”這需要從“力的平衡”和“空氣壓力差”的角度來(lái)解釋。1核心原理：尾翼的“受力優(yōu)勢(shì)”當(dāng)風(fēng)從某個(gè)方向吹來(lái)時(shí)，尾翼（面積大）受到的風(fēng)力（F尾）遠(yuǎn)大于箭頭（面積小）受到的風(fēng)力（F箭）。根據(jù)“力的作用效果”，F(xiàn)尾會(huì)推動(dòng)尾翼向風(fēng)的去向轉(zhuǎn)動(dòng)，而箭頭則被“拉”向風(fēng)的來(lái)向，最終使整個(gè)風(fēng)向標(biāo)穩(wěn)定在“箭頭對(duì)風(fēng)源”的狀態(tài)。2輔助原理：轉(zhuǎn)軸的“最小摩擦”設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)軸與底座孔的接觸面積小（細(xì)竹棒與小孔），且通過(guò)潤(rùn)滑減少了摩擦力，因此即使是微風(fēng)（0.3-1.5米/秒的軟風(fēng)），也能推動(dòng)風(fēng)向標(biāo)轉(zhuǎn)動(dòng)。這也是為什么我們?cè)谥谱鲿r(shí)要反復(fù)調(diào)試轉(zhuǎn)軸靈活性的原因。3拓展思考：自然中的“風(fēng)向標(biāo)”自然界中，許多生物也演化出了類似風(fēng)向標(biāo)的結(jié)構(gòu)：1蒲公英的種子（絨毛部分相當(dāng)于尾翼，種子本身是箭頭）會(huì)隨風(fēng)飛行，始終讓種子前端朝向風(fēng)來(lái)處；2帆船的船帆通過(guò)調(diào)整角度“接收”風(fēng)力，本質(zhì)也是利用風(fēng)的壓力差推動(dòng)船體前進(jìn)。305總結(jié)與延伸：從課堂到生活的科學(xué)實(shí)踐總結(jié)與延伸：從課堂到生活的科學(xué)實(shí)踐回顧今天的學(xué)習(xí)，我們經(jīng)歷了“認(rèn)知→制作→使用→原理”的完整探究過(guò)程。風(fēng)向標(biāo)雖小，卻蘊(yùn)含著“觀察自然→設(shè)計(jì)工具→驗(yàn)證原理→服務(wù)生活”的科學(xué)思維鏈。1知識(shí)總結(jié)制作關(guān)鍵：尾翼面積＞箭頭面積，轉(zhuǎn)軸靈活無(wú)卡頓，底座水平且方向校準(zhǔn)；使用要點(diǎn)：選對(duì)安裝位置，定時(shí)觀測(cè)記錄，關(guān)聯(lián)生活現(xiàn)象分析；科學(xué)原理：尾翼與箭頭的壓力差推動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，最終穩(wěn)定指向風(fēng)源方向。2延伸任務(wù)（選做）長(zhǎng)期觀測(cè)：以小組為單位，連續(xù)記錄一個(gè)月的風(fēng)向數(shù)據(jù)，繪制“校園風(fēng)向頻率圖”（統(tǒng)計(jì)各方向出現(xiàn)的次數(shù)）；改進(jìn)設(shè)計(jì)：嘗試用其他材料（如金屬片、舊玩具零件）制作更耐用的風(fēng)向