基于大概念理念的小學(xué)科學(xué)教學(xué)

一、背景分析大概念教學(xué)法在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用，旨在讓學(xué)生通過(guò)對(duì)學(xué)科核心概念的深入理解，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的系統(tǒng)化、整體化。根據(jù)《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》的要求，小學(xué)科學(xué)教學(xué)應(yīng)“遵循‘少而精’原則，聚焦學(xué)科核心概念，精選與每個(gè)核心概念相關(guān)的學(xué)習(xí)內(nèi)容”。在本節(jié)課的教學(xué)實(shí)踐中，教師需圍繞氣象學(xué)的核心概念，如氣壓、溫度、濕度等，引導(dǎo)學(xué)生理解風(fēng)的形成原理和特性，幫助學(xué)生構(gòu)建關(guān)于天氣和氣候的整體認(rèn)識(shí)，促進(jìn)其綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解釋現(xiàn)象并解決問(wèn)題。二、教材分析（一）教學(xué)內(nèi)容分析“風(fēng)向和風(fēng)力”是青島版小學(xué)科學(xué)四年級(jí)上冊(cè)“天氣與氣候”第二課時(shí)的重要內(nèi)容，集中探究天氣現(xiàn)象中的風(fēng)向和風(fēng)力。教材從活動(dòng)準(zhǔn)備開(kāi)始就主張激發(fā)學(xué)生的好奇心?！霸鯓用枋鲲L(fēng)的大小呢”這一問(wèn)題引領(lǐng)學(xué)生從氣溫的描述轉(zhuǎn)向理解更為復(fù)雜的風(fēng)向、風(fēng)力，建立對(duì)天氣多元化描述的認(rèn)知框架。教學(xué)內(nèi)容的核心部分，分為觀測(cè)、探索和實(shí)踐三大環(huán)節(jié)：（1）“我們來(lái)觀測(cè)風(fēng)”的環(huán)節(jié)，通過(guò)實(shí)地觀測(cè)的方式，讓學(xué)生在自然環(huán)境中體驗(yàn)風(fēng)的方向變化。（2）“怎樣知道風(fēng)力的大小呢”部分引入了科學(xué)儀器——風(fēng)速儀，讓學(xué)生了解風(fēng)力測(cè)量有其科學(xué)的量化標(biāo)準(zhǔn)。（3）“自制風(fēng)向標(biāo)”的活動(dòng)讓學(xué)生使用不同材料制作風(fēng)向標(biāo)，將抽象的風(fēng)向概念轉(zhuǎn)化為具體的物理實(shí)體。（二）大概念界定大概念的一般模型架構(gòu)能夠幫助學(xué)生從宏觀上把握學(xué)科知識(shí)，理解知識(shí)之間的內(nèi)在聯(lián)系。該模型架構(gòu)通常包括核心概念、上位概念和下位概念三個(gè)層級(jí)。核心概念是學(xué)科內(nèi)最基本、最核心的知識(shí)點(diǎn)，即理解該學(xué)科的基石；上位概念則提供了更寬廣的視角，是對(duì)核心概念的擴(kuò)展和深化；下位概念則更為具體，是核心概念的具體實(shí)例或是對(duì)其的具體應(yīng)用。對(duì)于本節(jié)而言，教學(xué)內(nèi)容的核心概念為“風(fēng)”，上位概念是“氣象學(xué)”，下位概念則包括“風(fēng)向”和“風(fēng)力”。具體概念體系可見(jiàn)圖1。三、學(xué)情分析四年級(jí)學(xué)生在日常生活中觀察過(guò)晴天、陰天等天氣狀況，基本了解天氣與日常生活之間的聯(lián)系，可以初步使用符號(hào)描述天氣情況變化。同時(shí)，學(xué)生處于中年級(jí)向高年級(jí)邁進(jìn)的階段，具備一定的自主學(xué)習(xí)能力，但學(xué)習(xí)主動(dòng)性不足、耐心有限，仍需教師加強(qiáng)引導(dǎo)。因年紀(jì)尚小，學(xué)生對(duì)天氣與氣候的認(rèn)識(shí)較為淺顯，對(duì)于準(zhǔn)確測(cè)量、科學(xué)實(shí)驗(yàn)的具體方法所知甚少，因此在天氣與氣候這一類(lèi)需要長(zhǎng)久觀測(cè)的項(xiàng)目恒心不足，需要教師給予及時(shí)的關(guān)心與鼓勵(lì)。四、教學(xué)目標(biāo)1.科學(xué)觀念：能夠全面理解風(fēng)的概念，包括風(fēng)的形成、風(fēng)向和風(fēng)力的定義及其重要性，解釋風(fēng)在不同環(huán)境中的作用，以及風(fēng)與天氣、氣候的關(guān)聯(lián)。2.科學(xué)思維：能夠運(yùn)用觀察、分類(lèi)、比較和推理等科學(xué)方法，分析風(fēng)的特性。3.探究實(shí)踐：能夠設(shè)計(jì)并執(zhí)行關(guān)于風(fēng)向、風(fēng)力的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，包括使用風(fēng)向標(biāo)和風(fēng)速儀等工具進(jìn)行觀測(cè)。4.態(tài)度責(zé)任：養(yǎng)成對(duì)科學(xué)探究的積極態(tài)度，對(duì)學(xué)習(xí)新知識(shí)和技能保持好奇心。在科學(xué)實(shí)踐中秉持誠(chéng)實(shí)、公正的道德原則，理解氣象觀測(cè)技術(shù)對(duì)社會(huì)和環(huán)境的意義。五、教學(xué)準(zhǔn)備指南針、視頻播放設(shè)備、教學(xué)視頻（關(guān)于風(fēng)向、風(fēng)力和風(fēng)速的基礎(chǔ)知識(shí)）、紙巾、制作風(fēng)向標(biāo)的材料（包括紙板、吸管、針和紙片）、風(fēng)速計(jì)（用于演示）、《風(fēng)級(jí)歌》相關(guān)資料、紙筆（用于記錄觀測(cè)數(shù)據(jù)）、自制風(fēng)向標(biāo)（學(xué)生用于實(shí)際觀測(cè)的工具）。六、教學(xué)過(guò)程（一）趣味導(dǎo)入，整體感知師：同學(xué)們，回想一下，上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了氣溫的測(cè)量。今天，我們來(lái)探討一個(gè)新的主題。你們覺(jué)得風(fēng)是怎樣的？請(qǐng)分享你們的想法。生1：風(fēng)可以讓樹(shù)葉搖擺，在夏天給人們帶來(lái)涼爽。生2：風(fēng)可以幫助風(fēng)車(chē)轉(zhuǎn)動(dòng)，還可以讓我們的風(fēng)箏飛得更高。師：非常好，大家對(duì)風(fēng)都有直觀的感受。那么，天氣預(yù)報(bào)里是如何描述風(fēng)的呢？讓我們看一段視頻。（教師播放精選的天氣預(yù)報(bào)視頻片段，其中詳細(xì)描述風(fēng)的方向和強(qiáng)度：今天下午將有東北風(fēng)逐漸轉(zhuǎn)為西南風(fēng)，風(fēng)力預(yù)計(jì)達(dá)3到4級(jí)。）生：視頻里說(shuō)到了東北風(fēng)轉(zhuǎn)西南風(fēng)，還有風(fēng)力3級(jí)到4級(jí)。師：很好，你們注意到了風(fēng)的兩個(gè)重要特征：風(fēng)向和風(fēng)力。那么，風(fēng)向和風(fēng)力到底指的是什么呢？這是我們今天要一起探究的問(wèn)題。（板書(shū)課題：風(fēng)向和風(fēng)力）（設(shè)計(jì)意圖：本環(huán)節(jié)通過(guò)師生互動(dòng)和實(shí)際的天氣預(yù)報(bào)視頻，旨在激發(fā)學(xué)生對(duì)“風(fēng)”這一主題的興趣和探究欲望。視頻提供了生動(dòng)的學(xué)習(xí)材料，幫助學(xué)生從日常生活的經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，自然過(guò)渡到對(duì)風(fēng)向和風(fēng)力這兩個(gè)科學(xué)概念的理解。）（二）實(shí)驗(yàn)探究，感受風(fēng)向師：現(xiàn)在我們?nèi)バ@里去觀測(cè)風(fēng)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(lái)判斷。師：非常好！現(xiàn)在我們知道了方向，讓我們找一些物體來(lái)幫助我們觀測(cè)風(fēng)向。（教師帶領(lǐng)學(xué)生到校園里，指出各個(gè)方向，并觀察校園內(nèi)飄動(dòng)的物體，如樹(shù)葉、旗幟等。）師：請(qǐng)觀察這面紅旗，它是朝哪個(gè)方向飄動(dòng)的？（教師展示如圖2的紅旗示意圖。）生：紅旗朝東飄，所以風(fēng)應(yīng)該是從西邊吹來(lái)的。師：很好，風(fēng)向通常是指風(fēng)從哪個(gè)方向吹來(lái)的。現(xiàn)在讓我們回到教室一起玩一個(gè)小游戲——吹紙巾游戲。請(qǐng)大家手持紙巾，看看它們?cè)陲L(fēng)中是如何飄動(dòng)的，以此來(lái)判斷風(fēng)是從哪個(gè)方向吹來(lái)的。（學(xué)生參與游戲，觀察并討論紙巾的飄動(dòng)方向。）師：通過(guò)這個(gè)游戲，我們可以更直觀地感受到風(fēng)的方向。風(fēng)向的觀察不僅是科學(xué)探究，還是一種有趣的活動(dòng)。（設(shè)計(jì)意圖：本環(huán)節(jié)通過(guò)“實(shí)地觀測(cè)+互動(dòng)游戲”的方式，讓學(xué)生親身體驗(yàn)風(fēng)的方向，深化其對(duì)風(fēng)向概念的理解。通過(guò)直接觀察校園內(nèi)的飄動(dòng)物體，學(xué)生能夠?qū)⒗碚撝R(shí)與實(shí)際現(xiàn)象結(jié)合起來(lái)，加深對(duì)風(fēng)向的理解，從而對(duì)風(fēng)向的認(rèn)識(shí)更為深刻、直觀。）（三）風(fēng)級(jí)精講，認(rèn)識(shí)風(fēng)力師：同學(xué)們，我們知道了如何觀測(cè)風(fēng)向，現(xiàn)在讓我們來(lái)認(rèn)識(shí)一下風(fēng)力。你們知道風(fēng)力是怎么定義的嗎？生：風(fēng)力是不是和風(fēng)的強(qiáng)度有關(guān)？師：是的，風(fēng)力確實(shí)是指風(fēng)的強(qiáng)度，它與風(fēng)的速度直接相關(guān)。風(fēng)速越大，風(fēng)力也就越大。那么，我們通常用什么來(lái)表示風(fēng)力的大小呢？生：是不是用風(fēng)級(jí)來(lái)表示？師：對(duì)！風(fēng)力的大小通常用“風(fēng)級(jí)”來(lái)表示。但風(fēng)級(jí)是怎樣劃分的呢？我們來(lái)看一段視頻了解一下。（教師播放介紹風(fēng)級(jí)劃分的視頻，視頻詳細(xì)解釋了不同風(fēng)級(jí)的特征。）師：視頻里提到了不同風(fēng)級(jí)的特點(diǎn)。了解風(fēng)力對(duì)于我們理解天氣非常重要。那么，氣象觀測(cè)站是用什么工具來(lái)觀測(cè)風(fēng)力的呢？生：是用風(fēng)速計(jì)嗎？師：是的，風(fēng)速計(jì)可以準(zhǔn)確測(cè)量風(fēng)速，從而判斷風(fēng)力。但如果沒(méi)有風(fēng)速計(jì)，我們?cè)撛趺崔k呢？（學(xué)生思考其他觀測(cè)風(fēng)力的方法。）師：我們可以通過(guò)生動(dòng)的風(fēng)級(jí)歌來(lái)幫助我們判斷風(fēng)力。讓我們一起學(xué)習(xí)《風(fēng)級(jí)歌》，看看如何用它來(lái)估計(jì)風(fēng)力。（設(shè)計(jì)意圖：本環(huán)節(jié)旨在幫助學(xué)生深入理解風(fēng)力的概念及其與風(fēng)速的關(guān)系，并學(xué)習(xí)風(fēng)級(jí)的劃分方法。視頻資料主要提供直觀的學(xué)習(xí)材料，幫助學(xué)生理解風(fēng)速與風(fēng)力的關(guān)系，并將這些知識(shí)應(yīng)用于日常生活中。）（四）合作實(shí)驗(yàn)，拓展知識(shí)師：我們來(lái)做一個(gè)實(shí)驗(yàn)，小組合作制作風(fēng)向標(biāo)。首先，我們需要了解風(fēng)向標(biāo)是什么，它是怎樣工作的。讓我們先觀看一個(gè)視頻，了解如何制作和使用風(fēng)向標(biāo)。教師播放教學(xué)視頻，展示風(fēng)向標(biāo)的制作過(guò)程和使用方法。師：我們可以使用簡(jiǎn)單的材料，如紙板、吸管、針和紙片來(lái)制作。現(xiàn)在，每個(gè)小組將收到這些材料，并開(kāi)始制作自己的風(fēng)向標(biāo)。（學(xué)生分組制作風(fēng)向標(biāo)。）師：在制作過(guò)程中，你們有沒(méi)有注意到風(fēng)向標(biāo)的哪些設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)對(duì)測(cè)量風(fēng)向特別重要呢？生：我注意到風(fēng)向標(biāo)的箭頭和尾部需要平衡，這樣才能準(zhǔn)確指示風(fēng)的方向。師：非常好！確保風(fēng)向標(biāo)的平衡非常重要。接下來(lái)，我們將把制作好的風(fēng)向標(biāo)帶到戶(hù)外，進(jìn)行實(shí)際的風(fēng)向觀測(cè)。在進(jìn)行觀測(cè)時(shí)，我們還有什么需要注意的嗎？生：我們需要確保風(fēng)向標(biāo)放在開(kāi)闊地，遠(yuǎn)離建筑物和樹(shù)木，這樣觀測(cè)才不會(huì)受到阻礙。師：正確！在開(kāi)闊地方觀測(cè)可以避免周?chē)h(huán)境對(duì)風(fēng)向的干擾?，F(xiàn)在，讓我們一起到戶(hù)外進(jìn)行觀測(cè)吧！（學(xué)生將風(fēng)向標(biāo)放在適當(dāng)?shù)奈恢?，進(jìn)行風(fēng)向觀測(cè)，教師提供指導(dǎo)。）（設(shè)計(jì)意圖：本環(huán)節(jié)通過(guò)小組合作和實(shí)踐活動(dòng)，旨在加深學(xué)生對(duì)風(fēng)向標(biāo)制作和使用的理解。通過(guò)親手制作和實(shí)際使用風(fēng)向標(biāo)，學(xué)生不僅可以將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐，還能認(rèn)識(shí)到團(tuán)隊(duì)合作的重要性。）（五）復(fù)習(xí)回顧，提高延伸師：我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了關(guān)于風(fēng)的很多知識(shí)。讓我們來(lái)回顧一下。首先，風(fēng)是由什么造成的？生：風(fēng)是由氣壓差引起的空氣流動(dòng)。師：非常好！我們還學(xué)習(xí)了怎樣測(cè)量風(fēng)向和風(fēng)力?，F(xiàn)在，我們來(lái)討論一下極端天氣。你們知道什么是極端天氣嗎？生：像臺(tái)風(fēng)、龍卷風(fēng)這樣的強(qiáng)烈天氣現(xiàn)象。師：正確。極端天氣事件通常伴隨著強(qiáng)風(fēng)。我們?yōu)槭裁葱枰私膺@些極端天氣現(xiàn)象呢？生：了解極端天氣可以幫助我們更好地預(yù)防和應(yīng)對(duì)這些天氣帶來(lái)的影響。師：很好。接下來(lái)，我們將使用熱水和冷水來(lái)模擬溫差，并觀察產(chǎn)生的“風(fēng)”。（教師演示實(shí)驗(yàn)，將熱水和冷水的容器放置在一起，并使用煙霧或輕紗來(lái)展示空氣流動(dòng)的效果。）師：最后我想給大家布置一個(gè)小任務(wù)。請(qǐng)利用你們自制的風(fēng)向標(biāo)，連續(xù)觀測(cè)并記錄一周的風(fēng)向。（設(shè)計(jì)意圖：本環(huán)節(jié)旨在通過(guò)復(fù)習(xí)和拓展知識(shí)，加深學(xué)生對(duì)風(fēng)及其在氣象學(xué)中作用的理解。通過(guò)討論極端天氣和氣象預(yù)測(cè)，學(xué)生能夠?qū)⒄n堂所學(xué)與實(shí)際情況聯(lián)系起來(lái)，深化氣象學(xué)重要性的認(rèn)識(shí)。）七、教學(xué)總結(jié)在本次教學(xué)過(guò)程中