《风的成因》课教学的启示：从“灌输知识”转向“引导探究”

◇黎修远 王 衡（广东：深圳市龙华区龙华中心小学）

“风的成因”是经典老课。如果从1978 年人民教育出版社出版的自然常识教材算起，有关“风的成因”的教学，至今已有45 年历史了。大家都知道，“风”就是空气的流动，或者说，空气的流动是“风的成因”。我们在教室里，用书扇动空气，就会形成“风”。但很显然，本文探讨的是大自然中“风的成因”这一核心问题的教材呈现的演变及我们的教学探索和思考。

一、教材演变

人民教育出版社1978 年版自然常识第一册（四年级上学期）第12 课《风》中，探讨了有关“风的成因”问题。它是这样呈现的：

图1 1978年人民教育出版社《自然常识》教材中“风的成因”教学内容

首先，通过扇动扇子就感到有风的事实，得出“空气流动形成风”这一概念。接着，照图做实验，解释实验中风产生的原因。随后，解释大自然中风产生的原因。之后给出风向、风力的概念，呈现风级图，风与我们日常生活、生产的关系，人类对于风力的运用，风的危害，风的预报等等。

2001 年，人民教育出版社在其出版的自然教材第九册（五年级上学期）第6 课《风》中，探讨了有关“风的成因”问题。

它是这样呈现的。首先是问题配插图：刮风时有什么现象，引发思考，引出主题。针对插图，提出三个问题：你能看见旗子在风中飘动，烟柱被风吹得倾斜，树枝在风中摇动，你也能感到风的吹拂和力量，可是你能看得见风吗？在炎热的夏季，你怎样“制造”风？以上事实说明风是什么？

以上环节通过插图唤醒学生日常生活中有关“风”的记忆。通过问题串引发思考，使学生得出“风是看不见的，我们平时所见的风，是靠相关物体的运动来体现”“风的实质是空气的流动”这两个基础性认知。

紧接着，教材推出模拟实验，模拟大自然中风的形成。模拟实验后，再通过问题串，引发学生思考：烟往上冒，说明洞口附近有没有风？烟往箱内流说明什么？点燃蜡烛后，箱内的温度有什么变化？箱内外的温度有什么不同？实验说明在什么条件下可以形成风？随后教材出现一段文字，解释风的成因。

最后一个环节，代表了教材编写团队价值取向。通过问题引发思考：“在海滨，白天，陆地比海面气温高；夜晚，海面比陆地气温高。请你根据这个情况推测在海滨，白天和夜晚的风向会有什么不同？”这样的设计意图很明确，就是引导学生在根据模拟实验，建立起风的成因理论模型（解释）后，再利用这个模型，回到大自然中，去预测和解释自然现象（应用）。

图2 人民教育出版社2001年版《自然》教材中“风的成因”教学内容

比较人教社1978 和2001 两个不同年代的教材，我们发现，教学内容的呈现方式已经发生了明显的变化，即由“灌输知识”转向“引导探究”。

21 世纪初启动的新一轮课程改革，不但颁布了《全日制义务教育科学（3～6 年级）课程标准（实验稿）》，将课程由“自然”更名为“科学”，还改变了教材出版发行由人教社一统天下的局面，全国各地出现了多个版本的科学教材。有趣的是，在全国各地出版的科学教材中，大都安排了有关“风”的内容，对有关教学内容的处理则呈现更加多元的特征。在时间的安排上，最早有安排在三年级上学期学习的，最迟则安排在五年级下学期。课题名称也是五花八门：有叫《春风拂面》的；有叫《刮风了》的；有叫《风的成因》的；还有的叫《是谁制造了风》。

尽管教学内容的呈现更加丰富多彩，但各编写团队均遵循课程标准中“科学学习要以探究为核心”这一理念，淡化了“灌输知识”，而把着力点放在“引导探究”上。而且，多数教材基本保持了人教社自然教材的主干内容和逻辑思路：空气流动形成风→模拟实验、解释实验现象→解释大自然中风产生的原因。如，某版本的教材是这样呈现的。找词语：人们创造了多种多样的词语，用来描述不同的风，尽可能地找出这些词语→开放式提问：如，风是怎样形成的；风对地球有些什么样的影响；为什么有的星球上没有风→猜想：选一个感兴趣的气象问题，说说自己的猜想→合作制订一份研究计划，验证猜想与假设（此环节左边用知识链接形式，解释沿海地区白天与晚上有不同走向的风的原因）→从沿海的海陆风，拓展到我国大部分地区冬季刮北风，做个模型，演示其形成原因→结论：是太阳的热使地球上的空气流动形成风。

二、教学探索

我在当自然教师之前，从来都没有思考过“风是怎样形成的”。1993 年，当我初次教学这一课时，被其模拟实验和逻辑思路（建立“风的成因”理论，随即用该理论解释自然现象）深深吸引，于是暗自钻研和试教，在校内公开课中崭露头角。后来的20 年，我作为教研员也多次听过，并指导过该课的教学。检索“中国知网”，发现20 多年来，有4 篇探讨“风的成因”教学的文献，其中3 篇是关于模拟实验改进的，只有1 篇是从整体上讨论“风的成因”的教学，但质量不高。2020 年，我们团队成员在研究和试教这节课时，又有了一些新的体会和思考。

本课的两个核心问题是“模拟实验中风是怎样形成的”及“大自然中的风是怎样形成的”。我们在以前的教学中，一般要求学生“说”出道理来即可。但通过探索改进，我们不仅要求学生“说”出来，还提供符号，如，蜡烛代表热，蓝色箭头代表冷空气的流动方向，红色箭头代表热空气的流动方向，要求学生根据符号，亲手“摆”出来，使“风”的成因理论模型图示（直观）化。接着，提供大自然背景，再次要求学生在“摆”出来之后，用语言解释自然界中风的成因。有了这样的改进，本课就成为一节经典的建立和应用模型教学课。在经过两次试教之后，团队成员非常认可这样的价值取舍和设计走向。

图3 先建构模型，再用模型解释自然界中的现象，形成一个完整的认知

建立模型和利用模型来解释自然现象是人类非常重要的认知能力。科学建模能力是针对自然现象抽象出其主要特征，依据科学直觉建构其关系、结构等概念模型，并用科学语言进行表征的能力。在2022 年版《义务教育科学课程标准》中，有十余处提到“模型”，包括“模型建构”“模型思维”“模型制作”等。我们在实际教学中，应该抓住合适的素材或契机，积极开展“模型”教学，促进学生建模能力的发展。

有趣的是，在早期试教中，我们发现，上完课后，有一部分学生不能顺利“摆”出模型，不能用模型正确解释自然界中风的成因。问题出在哪里？是我们教学目标定位不准吗？我们甚至怀疑，教育科学出版社编写团队将该内容放在三年级学习，是不是太早了。于是，我们设计了一个小问卷，在每次试教后立即对学生进行随机抽样测试。这样一测，真相大白！

“风的成因”概念掌握情况调查统计

原来，大部分学生对于“热空气上升后，冷空气会过来补充”这一关键性中间概念还没掌握。于是，我们“发明”了如图所示的装置，用来向学生直观展示，在互通的空间中，空气会从气压高（较密集）的地方向压力低（较稀薄）的地方流动。这样，就为学生建立和理解大气中“热空气上升后，冷空气会过来补充”这个概念搭建了“脚手架”。这样一改进，后面的教学就顺利得多了，能成功建立模型，并能用模型解释大自然中风的成因的学生超过90%。

图4 为帮助解释空气会从密集的地方“补充”到稀薄的地方而制作的装置

三、结语

教材是学与教的载体和范本。通过考察不同年代和不同编写团队对于“风的成因”问题的教学处理，可以了解有关“风的成因”教学的演变，以及不同时代、不同编写团队的教学理念和价值取舍。即便同一版本教材的同一教学内容，不同的教师在实际教学时，也都会有不同的处理，会有五彩斑斓的教学生成。比如，同样是教育科学出版社2019 年版科学三年级上册《风的成因》一课教学，我们在一次公开课中听到，有的教师将最后一个环节“解释大自然中风产生的原因”改成“用微粒学说解释实验中风的成因”。