“风的形成”实验改进与创新

对于风，三年级学生有着较为丰富的生活经验，但是对于风的形成原理往往缺乏深入理解。三年级《热空气和冷空气》一课，教材中的实验材料和方法可能导致实验效果不明显、学生不易观测到现象等问题，教师可以采用自制简易装置观察空气流动，以探究风的形成。

原实验的不足

教材实验采用的去底小塑料瓶，边缘不容易修理平整，很难做到去掉垫片后空气不从底部进入，这样蜡烛不再晃动和慢慢熄灭的现象就不容易看到。另外，小塑料瓶在蜡烛燃烧时很容易变形，不能多次重复使用。

实验可视化程度不够。空气是不可见的，教材实验装置借助蜡烛火焰变化虽能觉察到冷热空气在流动，但空气流动现象并不明显，更看不到冷热空气流动的路线。由于过于抽象、难以直观感受，学生对冷热空气流动的描述还很迷茫，更难解释风的形成，实验效果不够理想。

实验现象单一。只观察蜡烛火焰变化，没能借助更多辅助材料“动"起来让学生感受冷热空气的流动。实验模拟简单，学生难以真正理解空气流动的动态过程，没有就蜡烛火焰的飘动将冷热空气流动与风的形成建立联系，这将让他们在解释大自然风的形成时感到抽象和棘手。

这些问题都表明现有实验需要创新，以满足学生探究的需求，提升课堂实验教学效果。

实验材料

透明大塑料瓶、透明小塑料瓶、小风轮、倒流香座、橡皮泥、剪刀、热熔胶枪等。

实验改进

两个透明大塑料瓶去底，尽量平整。一个小塑料瓶（越透明观察效果越好）去掉两头，保留中间部分。在两个大塑料瓶的一侧相同位置各开一个较大的孔，与小塑料瓶中间部分连接，用热熔胶密封。在小塑料瓶上用热熔胶枪开一个小圆孔，插入倒流香座，在香座周边用橡皮泥密封。在大塑料瓶底部用橡皮泥做一个密封圈。由此，“风的形成"实验装置自制完成（如图1）。

实验装置的关键部件说明：增设倒流香座和倒流香，在透明的小空间中，倒流香燃烧时烟尘浓厚，借助烟尘的运动可以帮助观察空气的流动，让看不见、摸不着的空气“显形”；设置中间连通管道，用透明大塑料瓶制作左右两个空间，一冷一热，用小塑料瓶制作中间管道，以便聚焦观察冷热空气之间烟尘的流动；瓶口放置小风轮，通过风轮转动情况判断是否有风产生，趣味性强，吸引学生的注意力，也使风的形成现象更加直观。

实验操作

未加热前，点燃倒流香，观察现象（如图2）：烟尘基本上竖直向下流动，小风轮不转动。实验现象分析：此时两边都是冷空气，现象说明空气没有流动，也没有风形成。

右边加热，观察现象（如图3）：烟尘向右边流动，并旋转上升；蜡烛火焰晃动，小风轮转动。实验现象分析：右边温度升高，是热空气，左边相对而言就是冷空气，现象说明冷热空气在流动，并有风形成。

盖紧左边瓶口，再观察现象：烟尘又基本上竖直向下流动，蜡烛火焰不再飘动，小风轮转动变慢并停止。实验现象分析：右边仍然在加热，但左边冷空气无法进人，现象说明冷热空气基本不流动，也没有风形成。

调换蜡烛位置，左边加热，观察现象（如图4）：烟尘向左边流动，并旋转上升；蜡烛火焰晃动，小风轮转动。实验现象分析：左边温度升高，变成热空气，右边相对而言变成了冷空气，此时现象说明冷热空气在流动，并有风形成。

盖紧右边瓶口，再观察现象：烟尘又基本上竖直向下流动，蜡烛火焰不再飘动，小风轮转动变慢并停止。实验现象分析：左边仍然在加热，但右边冷空气无法进入，现象说明冷热空气基本不流动，也没有风形成。

实验结束后，通过实验现象分析得出，风的形成与冷热空气流动有关。

实验反思

开发生活化的创意实验。运用生活化材料、转换思路、创新方法，让学生经历科学探究以及技术与工程实践过程。

取材生活化。自制装置材料简单易得、成本低，制成的装置可重复使用，不浪费。通过使用透明塑料瓶制作一冷一热空间和中间联通管道，并插入倒流香座，能够直观地呈现空气在温度差异下的流动，为风的形成原理提供了更具说服力的实证。

变抽象为直观。对于不能直接用肉眼观察到的物体，借助辅助材料“动”起来，改进与创新后的实验能够更加生动、具体地展示风的形成过程，使学生对风的形成原理有更深人的认识。

避免实验单一性。通过火焰晃动、烟雾流动、小风轮转动等多种现象展示空气流动是风形成的原因，一步步引导学生将空气流动与风的形成建立联系，使探究有层次。

在实验改进与创新过程中，学生积极参与，提出了许多富有创意的想法。这种创新的实验设计为科学教育带来了活力，让学生不再是被动地接受知识，而是亲自参与实验改进，主动探索风的形成奥秘。

（作者单位：张勋贵，安徽省马鞍山市教育科学研究院；严成群，安徽省含山县环峰第四小学）

参考文献

[1]林湲.小学科学实验教学说课探究——以《风的成因》为例[J].广西教育，2023（01）.

[2]易巧莲.基于"大概念"理念促进学生科学观念的形成与发展——以新教科版三年级上“风的成因"教学为例[J].教育艺术，2022（04）.

[3]张悦.从“假想"到"事实与证据”——小学科学"风的形成”案例分析[J].基础教育参考，2019（09）.