基于大概念理念的小學科學教學

作者簡介：宣立芬（1979—），女，漢族，山東冠縣人，本科，一級教師，研究方向：小學科學教育教學。

一、背景分析

大概念教學法在小學科學教學中的應用，旨在讓學生通過對學科核心概念的深入理解，實現知識的系統化、整體化。根據《義務教育小學科學課程標準（2022年版）》的要求，小學科學教學應“遵循‘少而精原則，聚焦學科核心概念，精選與每個核心概念相關的學習內容”。在本節課的教學實踐中，教師需圍繞氣象學的核心概念，如氣壓、溫度、濕度等，引導學生理解風的形成原理和特性，幫助學生構建關于天氣和氣候的整體認識，促進其綜合運用所學知識解釋現象并解決問題。

二、教材分析

（一）教學內容分析

“風向和風力”是青島版小學科學四年級上冊“天氣與氣候”第二課時的重要內容，集中探究天氣現象中的風向和風力。教材從活動準備開始就主張激發學生的好奇心。“怎樣描述風的大小呢”這一問題引領學生從氣溫的描述轉向理解更為復雜的風向、風力，建立對天氣多元化描述的認知框架。教學內容的核心部分，分為觀測、探索和實踐三大環節：（1）“我們來觀測風”的環節，通過實地觀測的方式，讓學生在自然環境中體驗風的方向變化。（2）“怎樣知道風力的大小呢”部分引入了科學儀器——風速儀，讓學生了解風力測量有其科學的量化標準。（3）“自制風向標”的活動讓學生使用不同材料制作風向標，將抽象的風向概念轉化為具體的物理實體。

（二）大概念界定

大概念的一般模型架構能夠幫助學生從宏觀上把握學科知識，理解知識之間的內在聯系。該模型架構通常包括核心概念、上位概念和下位概念三個層級。核心概念是學科內最基本、最核心的知識點，即理解該學科的基石；上位概念則提供了更寬廣的視角，是對核心概念的擴展和深化；下位概念則更為具體，是核心概念的具體實例或是對其的具體應用。對于本節而言，教學內容的核心概念為“風”，上位概念是“氣象學”，下位概念則包括“風向”和“風力”。具體概念體系可見圖1。

三、學情分析

四年級學生在日常生活中觀察過晴天、陰天等天氣狀況，基本了解天氣與日常生活之間的聯系，可以初步使用符號描述天氣情況變化。同時，學生處于中年級向高年級邁進的階段，具備一定的自主學習能力，但學習主動性不足、耐心有限，仍需教師加強引導。因年紀尚小，學生對天氣與氣候的認識較為淺顯，對于準確測量、科學實驗的具體方法所知甚少，因此在天氣與氣候這一類需要長久觀測的項目恒心不足，需要教師給予及時的關心與鼓勵。

四、教學目標

1.科學觀念：能夠全面理解風的概念，包括風的形成、風向和風力的定義及其重要性，解釋風在不同環境中的作用，以及風與天氣、氣候的關聯。

2.科學思維：能夠運用觀察、分類、比較和推理等科學方法，分析風的特性。

3.探究實踐：能夠設計并執行關于風向、風力的科學實驗，包括使用風向標和風速儀等工具進行觀測。

4.態度責任：養成對科學探究的積極態度，對學習新知識和技能保持好奇心。在科學實踐中秉持誠實、公正的道德原則，理解氣象觀測技術對社會和環境的意義。

五、教學準備

指南針、視頻播放設備、教學視頻（關于風向、風力和風速的基礎知識）、紙巾、制作風向標的材料（包括紙板、吸管、針和紙片）、風速計（用于演示）、《風級歌》相關資料、紙筆（用于記錄觀測數據）、自制風向標（學生用于實際觀測的工具）。

六、教學過程

（一）趣味導入，整體感知

師：同學們，回想一下，上節課我們學習了氣溫的測量。今天，我們來探討一個新的主題。你們覺得風是怎樣的？請分享你們的想法。

生1：風可以讓樹葉搖擺，在夏天給人們帶來涼爽。

生2：風可以幫助風車轉動，還可以讓我們的風箏飛得更高。

師：非常好，大家對風都有直觀的感受。那么，天氣預報里是如何描述風的呢？讓我們看一段視頻。

（教師播放精選的天氣預報視頻片段，其中詳細描述風的方向和強度：今天下午將有東北風逐漸轉為西南風，風力預計達3到4級。）

生：視頻里說到了東北風轉西南風，還有風力3級到4級。

師：很好，你們注意到了風的兩個重要特征：風向和風力。那么，風向和風力到底指的是什么呢？這是我們今天要一起探究的問題。

（板書課題：風向和風力）

（設計意圖：本環節通過師生互動和實際的天氣預報視頻，旨在激發學生對“風”這一主題的興趣和探究欲望。視頻提供了生動的學習材料，幫助學生從日常生活的經驗出發，自然過渡到對風向和風力這兩個科學概念的理解。）

（二）實驗探究，感受風向

師：現在我們去校園里去觀測風向。首先，讓我們明確校園的東南西北方向。你們知道怎么判斷方向嗎？

生：可以用指南針來判斷。

師：非常好！現在我們知道了方向，讓我們找一些物體來幫助我們觀測風向。

（教師帶領學生到校園里，指出各個方向，并觀察校園內飄動的物體，如樹葉、旗幟等。）

師：請觀察這面紅旗，它是朝哪個方向飄動的？

（教師展示如圖2的紅旗示意圖。）

生：紅旗朝東飄，所以風應該是從西邊吹來的。

師：很好，風向通常是指風從哪個方向吹來的。現在讓我們回到教室一起玩一個小游戲——吹紙巾游戲。請大家手持紙巾，看看它們在風中是如何飄動的，以此來判斷風是從哪個方向吹來的。

（學生參與游戲，觀察并討論紙巾的飄動方向。）

師：通過這個游戲，我們可以更直觀地感受到風的方向。風向的觀察不僅是科學探究，還是一種有趣的活動。

（設計意圖：本環節通過“實地觀測+互動游戲”的方式，讓學生親身體驗風的方向，深化其對風向概念的理解。通過直接觀察校園內的飄動物體，學生能夠將理論知識與實際現象結合起來，加深對風向的理解，從而對風向的認識更為深刻、直觀。）

（三）風級精講，認識風力

師：同學們，我們知道了如何觀測風向，現在讓我們來認識一下風力。你們知道風力是怎么定義的嗎？

生：風力是不是和風的強度有關？

師：是的，風力確實是指風的強度，它與風的速度直接相關。風速越大，風力也就越大。那么，我們通常用什么來表示風力的大小呢？

生：是不是用風級來表示？

師：對！風力的大小通常用“風級”來表示。但風級是怎樣劃分的呢？我們來看一段視頻了解一下。

（教師播放介紹風級劃分的視頻，視頻詳細解釋了不同風級的特征。）

師：視頻里提到了不同風級的特點。了解風力對于我們理解天氣非常重要。那么，氣象觀測站是用什么工具來觀測風力的呢？

生：是用風速計嗎？

師：是的，風速計可以準確測量風速，從而判斷風力。但如果沒有風速計，我們該怎么辦呢？

（學生思考其他觀測風力的方法。）

師：我們可以通過生動的風級歌來幫助我們判斷風力。讓我們一起學習《風級歌》，看看如何用它來估計風力。

（設計意圖：本環節旨在幫助學生深入理解風力的概念及其與風速的關系，并學習風級的劃分方法。視頻資料主要提供直觀的學習材料，幫助學生理解風速與風力的關系，并將這些知識應用于日常生活中。）

（四）合作實驗，拓展知識

師：我們來做一個實驗，小組合作制作風向標。首先，我們需要了解風向標是什么，它是怎樣工作的。讓我們先觀看一個視頻，了解如何制作和使用風向標。

教師播放教學視頻，展示風向標的制作過程和使用方法。

師：我們可以使用簡單的材料，如紙板、吸管、針和紙片來制作。現在，每個小組將收到這些材料，并開始制作自己的風向標。

（學生分組制作風向標。）

師：在制作過程中，你們有沒有注意到風向標的哪些設計細節對測量風向特別重要呢？

生：我注意到風向標的箭頭和尾部需要平衡，這樣才能準確指示風的方向。

師：非常好！確保風向標的平衡非常重要。接下來，我們將把制作好的風向標帶到戶外，進行實際的風向觀測。在進行觀測時，我們還有什么需要注意的嗎？

生：我們需要確保風向標放在開闊地，遠離建筑物和樹木，這樣觀測才不會受到阻礙。

師：正確！在開闊地方觀測可以避免周圍環境對風向的干擾。現在，讓我們一起到戶外進行觀測吧！

（學生將風向標放在適當的位置，進行風向觀測，教師提供指導。）

（設計意圖：本環節通過小組合作和實踐活動，旨在加深學生對風向標制作和使用的理解。通過親手制作和實際使用風向標，學生不僅可以將理論知識應用于實踐，還能認識到團隊合作的重要性。）

（五）復習回顧，提高延伸

師：我們已經學習了關于風的很多知識。讓我們來回顧一下。首先，風是由什么造成的？

生：風是由氣壓差引起的空氣流動。

師：非常好！我們還學習了怎樣測量風向和風力。現在，我們來討論一下極端天氣。你們知道什么是極端天氣嗎？

生：像臺風、龍卷風這樣的強烈天氣現象。

師：正確。極端天氣事件通常伴隨著強風。我們為什么需要了解這些極端天氣現象呢？

生：了解極端天氣可以幫助我們更好地預防和應對這些天氣帶來的影響。

師：很好。接下來，我們將使用熱水和冷水來模擬溫差，并觀察產生的“風”。

（教師演示實驗，將熱水和冷水的容器放置在一起，并使用煙霧或輕紗來展示空氣流動的效果。）

師：最后我想給大家布置一個小任務。請利用你們自制的風向標，連續觀測并記錄一周的風向。

（設計意圖：本環節旨在通過復習和拓展知識，加深學生對風及其在氣象學中作用的理解。通過討論極端天氣和氣象預測，學生能夠將課堂所學與實際情況聯系起來，深化氣象學重要性的認識。）

七、教學總結

在本次教學過程中，以“風”作為大概念的核心，從風的形成、風向和風力的測量，到風在極端天氣中的作用，我成功地將這一概念滲透到教學環節的各個方面。通過師生互動、視頻教學、實驗制作和戶外觀測等多樣化的教學方法，學生不僅理解了風這一自然現象，還學會了如何觀測和記錄風的變化。在基于大概念理念的小學科學教學中，教師應以學生的實際經驗和興趣為起點，引導其主動發現、勤于探索、勤加思考，使學習過程自然而有意義。

（作者單位：冠縣武訓實驗小學）

編輯：張俐麗