雨量器构造原理的探究
兰溪市兰江小学红领巾气象站课题小组
引言：
在上四年级天气单元时，给学生观看了雨量器，学生对于雨量器的构造很感兴趣，不停地问为什么要制作成这样呢？有集雨斗、集雨瓶、专用雨量筒，并且刻度上的数字和刻度尺是放大的，为什么要这样制作，是为了什么呢？在探讨的这个问题时，我没有给予学生直接的答案。而是问学生：你们觉得雨量器这样的设计与什么有关呢？它需要避免什么呢？于是一个研究的问题就在学生的脑袋瓜中产生了：探究雨量器这样设计与水的蒸发的关系。
问题因学生而起，探究因需要而开展，学生的热情不减，及时在周末，有个别住在学校边上的孩子也会去测降水量，比较不同量杯中水的多少。
一、研究目的
1．通过对不同温度和天气状况下雨量器中水量的测量，与雨量筒敞口的大小的关系，从而了解雨量筒制作原理。
2．探究水的蒸发，从而了解水蒸发与天气、与温度的关系，进一步理解雨量器的构造原理。
3．设计并创作各种各样的雨量器进行测量。
二、课题组成员：
兰溪市兰江小学红领巾气象站小气象员；
辅导老师：胡竹飞
三、具体步骤：
（一）场地与器材准备：
1．在气象观测场内安放专业的雨量器一个，测降水量。
2．每组学生自制的雨量器各两个，一个是敞口的，一个安放有集雨斗的。三个小组共6个，其与专业的雨量器放一起进行工作。
3．在自制的雨量器中每天保持10毫米的水量，有降水的日子测量出水量减去10毫米，然后两个雨量筒中的水量进行比较就可以知道水的蒸发量。然后两个安排好气象观测小组，每天不间断进行水量的观测并记录。
4．同时带领学生一起读温度计中的最高温度计和最低温度计的读数，还有湿度表。及时将观察数据进行记录。
（二）在课题研究期间，指导学生登录网站，经常在本校研究的论坛上发些帖子参与讨论，并通过网站，向专家请教一些问题。
四、研究过程
（一）制定方案
第一堂课，根据学生提出的问题，制定了小组研究计划，研究的方案，并确认小组成员的分工，每个小组确定三位同学进行观察并记录，其余同学配合工作。
本次参与活动的有36人，参与测量的有10人，参与记录并分析数据的有6人，参与上传资料有5人，分成3个小组进行。这三个小组分别是红枫组、银杏组、水杉组，红枫组的组长是吴炜超、银杏组的组长是甜甜，水杉组的组长是涵涵，他们负责数据的上传，组织测量；每个组中各有另外的两个同学负责记录数据，以为同学分析数据。
（二）实施过程
1.3月9日红领巾气象拓展课上，带领学生制做属于自己的雨量器。红枫组的成员最积极，第一堂课就每个同学带来了直筒的瓶子进行制作。
2.3月10日一大早就将自己亲手制作的雨量器送到了学校红领巾气象站中。
3.坚持每天的观察与测量，及时记录数据。
4.4月，给学生上2016年世界气象主题（由于3月22日有活动冲突，所以将这个活动推迟到4月进行。）让更多的学生知道气象问题，关心我们的天气以及气候变化，参与气象观察，热衷于气象研究。
（三）及时整理
学生手中有自己的数据分析表，及时将每次的读数进行记录，并且比较两只作对比的雨量器中水量的情况。
（四）分析数据
培养学生根据手中的记录表进行分析数据，并且有几个小组还重点观察风的情况，看看水的蒸发到底与哪些因素有关。
五、成果
（一）学生毅力的培养
从三月份开始，一直到现在(6月底)也有近4个月了，每天的测量与及时记录数据，这样坚持做一件事的好处是培养了一批小学生的毅力，学生对什么都好奇，一开始表现的有兴趣，但很难坚持做好一件事。所以有些时候就是需要培养学生的恒心，做事坚持不懈的精神。
（二）培养学生细心的习惯
知晓做事不认真就会有误差，一开始的读数，我是让学生自己操作虽然大家都知道读雨量器中的水量时应该平视，在实践中却发现学生还是俯视的比较多，这就反应了一个问题，学生对于理论知识的学习和实践操作之间还是有一定的差距的。所以带领学生进行实际操作对于学生的能力培养很有必要。学生在读数中，慢慢的学得认真、学得细心。
（三）变“要我学”为“我要学”
由于这些小气象员是从80名学生当中挑选出来的，所以学生有一种荣誉感，我的小气象员有80人，但考虑安全问题，并不是每个学生都有亲自测量的机会（人工测量的仪器），所以这些被选上的学生特别有荣誉感，每次都在放学或者中午的时候来约我一起参与他们的测量活动。
为了考验学生对于活动的能力，一开始我并没有设定表格或者计划给他们，让他们完全执行自己小组设定的计划，当遇到困难再进行修改。学生学习的尽头很足，主要是学习角色的转变，学生已经有这样的意识，我要学，我是学习的主人。
（四）知晓水的蒸发量与很多因素有关
从测量的数据看来，发现每天的蒸发量与很多因素有关，比如天气、气温、风速、空气的湿度等，采用敞口的雨量器去测量，很明显经过一个晚上或者一个白天，数据会有稍稍的变化。有些时候这个变化很难读出来，也就是零点几几的问题，但至少学生发现了这些差异就能说明问题。
学生发现：1.天晴，气温高、空气干燥，蒸发快。5月份以阴雨天气为主，所以蒸发量并不多，4月份和6月份都以天晴的日子居多，但是很明显6月的蒸发量比4月大多了，理由就是6月的气温增高了。并且有些时候，晚上有降雨，白天是晴天，蒸发量还是大的，主要是大晴天艳阳高照。
2.基本保持不变的时候就是24小时处于降雨状态。我们的几个雨量器中，一个是专业的雨量器，来自市气象局；一个是教学用的雨量器，来自仪器室；这两个的读数基本一致。而另一个是教学用的雨量器，没有上半部分（集雨斗），这个每次读出来的数和另一个就不一样，都是少一些，只有在24小时都是下雨的状况下，才基本保持一致。
3.当遇到大雨，雨量器中的雨量相差很大。当雨下的大时，也发现这个雨量是不一样的，理由就是敞口的雨量器中很多雨水会溅出去，这就说明集雨斗的作用——防止雨水往外溅。
4.蒸发的快慢与雨量器放置的位置有一定的关系。当雨量器放在靠南边，并且是没有任何地方可以遮挡的，白天都能晒到雨量器的地方，大晴天读出来的数据也稍稍少一些。这在个别组中有体现。（附图）
（五）培养了各个小组成员合作的精神
小组测量时小组合作进行，你读数，我记录，他来监督或协助，几个小气象员分工明确，合作默契。为了安全性，我时常跟小气象员说，你们去测量时叫上我，于是，学生都会在他们方便的时候来请我陪他们一起测量。
（六）知晓雨量筒的构造原理
1.知道为什么用金属材料——应该说这是意外的收获：由于5月份的天气不是很多，多见阴雨天，一次狂风暴雨之后，我们亲手制作的雨量器都不见了。这就告诉孩子并不是随便什么样的雨量器都能顶住狂风暴雨“坚守岗位”，有些事不可抗拒的外界因素使仪器不能为人类服务。学生就明白了雨量筒为什么使用金属材料来制作，特别的沉，并且在安放雨量筒的地方，挖一个浅浅的洞，将雨量器筒浅埋在土里。学生知道了，不是随便什么材料都能制作雨量器的。
2.知道了集雨斗的作用——既能防止雨往外溅，又能防止雨水的蒸发。
3.知道了专用量杯的刻度是放大的——方便于准确读数。
4.明白了内筒和外筒的作用——一开始学生觉得雨水不可能有这么多，能装满集雨筒，在实践中发现还真有那么几天内筒的水溢出来了，还有几次去测量，内集雨筒的水没有集满，但外集雨筒也有水，这时的孩子们就开始思考，为什么会有水呢？这水从哪里漏进去的？发现一个现象之后会去思考以及专研这就是我们教育的本质。
六、收获与感言
经过近四个月的观测和研究，我们感到了气象观测的乐趣及其作用，学习了怎样用观测到的气象数据去探索与研究生活中的问题，从而提出解决问题的方法。
对于生活中的工具，对于科学课中所学到的一起器材，说实在的，很多孩子在现有的教育下，往往不知道它们的构造原理，发明历史以及发明过程、发展历史，而我们国家的科技需要发展，工具需要改进，就需要让学生了解工具发明的历史和发展的进程，这样有助于学生熟悉工具，有助于学生创造新的工具，促进工具的发展。所以当学生质疑或者想了解一种工具时，作为老师的我们不要将现有的答案给与她们，而是想方设法地创造一个环境，创造一个机会让学生自行探索，这个过程中，教师给予一定的引导，并给予一定帮助，如果学生有的发现，有新的问题，这就说明的我们的引导是有效的。这样会让学生更好地掌握工具的特点，更好地促进学生的思维以及成长。
科学的新改革之后越来越重视科技与工程这一方面，所以我在自己的教学中就应该帮助学生搭建一个一个的平台或者说脚手架，让学生自己去摘自己想要的“苹果”，这样何乐而不为？
这次活动中也存在着不少问题，第一是大部分学生没有恒心，一开始兴致勃勃，渐渐地忘记及时去测量。第二是在论坛中发贴还不太习惯，特别是当论坛出现问题不能发图时，渐渐地失去了上论坛的兴趣，包括我自己，另外发的贴子的质量也不太高。第三，对于学生的活动资料和图片没有及时保存，现在回过头去找时，才发现丢失了不少好的素材。这些有待于今后慢慢改进。
七、附件
辅导老师：胡竹飞
2016年6月25日
