《風的成因》課教學的啟示：從“灌輸知識”轉向“引導探究”

◇黎修遠 王 衡（廣東：深圳市龍華區龍華中心小學）

“風的成因”是經典老課。如果從1978 年人民教育出版社出版的自然常識教材算起，有關“風的成因”的教學，至今已有45 年歷史了。大家都知道，“風”就是空氣的流動，或者說，空氣的流動是“風的成因”。我們在教室里，用書扇動空氣，就會形成“風”。但很顯然，本文探討的是大自然中“風的成因”這一核心問題的教材呈現的演變及我們的教學探索和思考。

一、教材演變

人民教育出版社1978 年版自然常識第一冊（四年級上學期）第12 課《風》中，探討了有關“風的成因”問題。它是這樣呈現的：

圖1 1978年人民教育出版社《自然常識》教材中“風的成因”教學內容

首先，通過扇動扇子就感到有風的事實，得出“空氣流動形成風”這一概念。接著，照圖做實驗，解釋實驗中風產生的原因。隨后，解釋大自然中風產生的原因。之后給出風向、風力的概念，呈現風級圖，風與我們日常生活、生產的關系，人類對于風力的運用，風的危害，風的預報等等。

2001 年，人民教育出版社在其出版的自然教材第九冊（五年級上學期）第6 課《風》中，探討了有關“風的成因”問題。

它是這樣呈現的。首先是問題配插圖：刮風時有什么現象，引發思考，引出主題。針對插圖，提出三個問題：你能看見旗子在風中飄動，煙柱被風吹得傾斜，樹枝在風中搖動，你也能感到風的吹拂和力量，可是你能看得見風嗎？在炎熱的夏季，你怎樣“制造”風？以上事實說明風是什么？

以上環節通過插圖喚醒學生日常生活中有關“風”的記憶。通過問題串引發思考，使學生得出“風是看不見的，我們平時所見的風，是靠相關物體的運動來體現”“風的實質是空氣的流動”這兩個基礎性認知。

緊接著，教材推出模擬實驗，模擬大自然中風的形成。模擬實驗后，再通過問題串，引發學生思考：煙往上冒，說明洞口附近有沒有風？煙往箱內流說明什么？點燃蠟燭后，箱內的溫度有什么變化？箱內外的溫度有什么不同？實驗說明在什么條件下可以形成風？隨后教材出現一段文字，解釋風的成因。

最后一個環節，代表了教材編寫團隊價值取向。通過問題引發思考：“在海濱，白天，陸地比海面氣溫高；夜晚，海面比陸地氣溫高。請你根據這個情況推測在海濱，白天和夜晚的風向會有什么不同？”這樣的設計意圖很明確，就是引導學生在根據模擬實驗，建立起風的成因理論模型（解釋）后，再利用這個模型，回到大自然中，去預測和解釋自然現象（應用）。

圖2 人民教育出版社2001年版《自然》教材中“風的成因”教學內容

比較人教社1978 和2001 兩個不同年代的教材，我們發現，教學內容的呈現方式已經發生了明顯的變化，即由“灌輸知識”轉向“引導探究”。

21 世紀初啟動的新一輪課程改革，不但頒布了《全日制義務教育科學（3～6 年級）課程標準（實驗稿）》，將課程由“自然”更名為“科學”，還改變了教材出版發行由人教社一統天下的局面，全國各地出現了多個版本的科學教材。有趣的是，在全國各地出版的科學教材中，大都安排了有關“風”的內容，對有關教學內容的處理則呈現更加多元的特征。在時間的安排上，最早有安排在三年級上學期學習的，最遲則安排在五年級下學期。課題名稱也是五花八門：有叫《春風拂面》的；有叫《刮風了》的；有叫《風的成因》的；還有的叫《是誰制造了風》。

盡管教學內容的呈現更加豐富多彩，但各編寫團隊均遵循課程標準中“科學學習要以探究為核心”這一理念，淡化了“灌輸知識”，而把著力點放在“引導探究”上。而且，多數教材基本保持了人教社自然教材的主干內容和邏輯思路：空氣流動形成風→模擬實驗、解釋實驗現象→解釋大自然中風產生的原因。如，某版本的教材是這樣呈現的。找詞語：人們創造了多種多樣的詞語，用來描述不同的風，盡可能地找出這些詞語→開放式提問：如，風是怎樣形成的；風對地球有些什么樣的影響；為什么有的星球上沒有風→猜想：選一個感興趣的氣象問題，說說自己的猜想→合作制訂一份研究計劃，驗證猜想與假設（此環節左邊用知識鏈接形式，解釋沿海地區白天與晚上有不同走向的風的原因）→從沿海的海陸風，拓展到我國大部分地區冬季刮北風，做個模型，演示其形成原因→結論：是太陽的熱使地球上的空氣流動形成風。

二、教學探索

我在當自然教師之前，從來都沒有思考過“風是怎樣形成的”。1993 年，當我初次教學這一課時，被其模擬實驗和邏輯思路（建立“風的成因”理論，隨即用該理論解釋自然現象）深深吸引，于是暗自鉆研和試教，在校內公開課中嶄露頭角。后來的20 年，我作為教研員也多次聽過，并指導過該課的教學。檢索“中國知網”，發現20 多年來，有4 篇探討“風的成因”教學的文獻，其中3 篇是關于模擬實驗改進的，只有1 篇是從整體上討論“風的成因”的教學，但質量不高。2020 年，我們團隊成員在研究和試教這節課時，又有了一些新的體會和思考。

本課的兩個核心問題是“模擬實驗中風是怎樣形成的”及“大自然中的風是怎樣形成的”。我們在以前的教學中，一般要求學生“說”出道理來即可。但通過探索改進，我們不僅要求學生“說”出來，還提供符號，如，蠟燭代表熱，藍色箭頭代表冷空氣的流動方向，紅色箭頭代表熱空氣的流動方向，要求學生根據符號，親手“擺”出來，使“風”的成因理論模型圖示（直觀）化。接著，提供大自然背景，再次要求學生在“擺”出來之后，用語言解釋自然界中風的成因。有了這樣的改進，本課就成為一節經典的建立和應用模型教學課。在經過兩次試教之后，團隊成員非常認可這樣的價值取舍和設計走向。

圖3 先建構模型，再用模型解釋自然界中的現象，形成一個完整的認知

建立模型和利用模型來解釋自然現象是人類非常重要的認知能力?？茖W建模能力是針對自然現象抽象出其主要特征，依據科學直覺建構其關系、結構等概念模型，并用科學語言進行表征的能力。在2022 年版《義務教育科學課程標準》中，有十余處提到“模型”，包括“模型建構”“模型思維”“模型制作”等。我們在實際教學中，應該抓住合適的素材或契機，積極開展“模型”教學，促進學生建模能力的發展。

有趣的是，在早期試教中，我們發現，上完課后，有一部分學生不能順利“擺”出模型，不能用模型正確解釋自然界中風的成因。問題出在哪里？是我們教學目標定位不準嗎？我們甚至懷疑，教育科學出版社編寫團隊將該內容放在三年級學習，是不是太早了。于是，我們設計了一個小問卷，在每次試教后立即對學生進行隨機抽樣測試。這樣一測，真相大白！

“風的成因”概念掌握情況調查統計

原來，大部分學生對于“熱空氣上升后，冷空氣會過來補充”這一關鍵性中間概念還沒掌握。于是，我們“發明”了如圖所示的裝置，用來向學生直觀展示，在互通的空間中，空氣會從氣壓高（較密集）的地方向壓力低（較稀?。┑牡胤搅鲃?。這樣，就為學生建立和理解大氣中“熱空氣上升后，冷空氣會過來補充”這個概念搭建了“腳手架”。這樣一改進，后面的教學就順利得多了，能成功建立模型，并能用模型解釋大自然中風的成因的學生超過90%。

圖4 為幫助解釋空氣會從密集的地方“補充”到稀薄的地方而制作的裝置

三、結語

教材是學與教的載體和范本。通過考察不同年代和不同編寫團隊對于“風的成因”問題的教學處理，可以了解有關“風的成因”教學的演變，以及不同時代、不同編寫團隊的教學理念和價值取舍。即便同一版本教材的同一教學內容，不同的教師在實際教學時，也都會有不同的處理，會有五彩斑斕的教學生成。比如，同樣是教育科學出版社2019 年版科學三年級上冊《風的成因》一課教學，我們在一次公開課中聽到，有的教師將最后一個環節“解釋大自然中風產生的原因”改成“用微粒學說解釋實驗中風的成因”。