风的形成实验课程介绍

(适合小学低年级学习)

一、教学目标

本课程授课方式是以课件讲述与实验操作相结合进行，使学生在课程中深度了解风形成的各种原因，延伸、补充、拓展课本中学到的相关知识，学会运用实验方法解开类似未知现象的本质。

1.知识目标

通过课程，使学生深度了解风形成的各种原因，延伸、补充、拓展课本中学到的相关知识。

2.能力目标

通过实验，使学生更直观理解风的形成原因，探究风与人类的各种关系，并学会运用实验方法解开类似未知现象的本质。

3.情感目标

通过活动，可以激发学生对自然科学的兴趣，对身边的自然现象更加留心，培养学生对外部环境的科学的认知方法，培养学生探索未知世界的兴趣。

二、科学原理

风是大家非常熟悉的一种自然现象，《地面气象观测规范》说：“空气流动产生的气流，称为风。”也就是说“风”是流动的空气。那么，空气为什么会流动呢？原因概括起来有两个：第一是由于地球转动时，地球表面和大气层产生摩擦，在摩擦的过程中产生摩擦力，大气在摩擦力的推动下产生了流动现象，形成了风。第二是由于地球的转动是斜轴自转，因此，地球表面不同地方和不同时间所受太阳加热程度也有差别。由于地面每个部位受热的不均匀性，空气的冷暖程度就不一样，暖空气膨胀变轻后上升，冷空气冷却变重后下降，这样冷暖空气便产生流动，形成了风。

风是人们日常生活最常见的天气现象，虽然它本身看不见摸不着，但它确确实实在自然界中存在，而且与人们有着密切的关系。风给人类带来了舒适的生活环境，帮助自然界所有生物生活与生长，但也会给人类和自然界造成不可抗拒的灾难。

三、教学过程

（一）引入（时长：5分钟）

（1）通过一个谜语让学生猜谜底

（2）通过一些现象的图片，让学生说明为什么会有这样的现象出现？

（3）请学生举例自然界中遇见的刮风，问学生喜欢不喜欢刮风。

（4）以课件形式展示“风”这种天气现象的多种形态，如微风、台风、龙卷风、飓风……

（二）讲述（时长10分钟）

风是怎样形成的

一年四季，我们几乎每天都在和风打交道，有和煦的春风，也有刺骨的寒风。那么，你知道风究竟是怎样来的吗？

如果给风下一个简单的定义，可以这样说：空气在水平方向上的流动就叫做风。风是由于空气受热或受冷而导致的从一个地方向另一个地方产生移动的结果。

我们知道，太阳照射着地表的不同区域，空气受阳光的照射后，就造成了有的地方空气热，有的地方空气冷。热空气比较轻，容易向高处飞扬，就上升到了周围的冷空气之上；而冷空气比较重，会向较轻空气的地方流动，于是空气就发生了流动现象，这样就产生了风。

风的形成

风的形成乃是空气流动的结果。风能利用形成主要是将大气运动时所具有的动能转化为其他形式的能。

风就是水平运动的空气，空气产生运动，主要是由于地球上各纬度所接受的太阳辐射强度不同而形成的。在赤道和低纬度地区，太阳高度角大，日照时间长，太阳辐射强度强，地面和大气接受的热量多、温度较高；再高纬度地区太阳高度角小，日照时间短，地面和大气接受的热量小，温度低。这种高纬度与低纬度之间的温度差异，形成了南北之间的气压梯度，使空气作水平运动，风应沿水平气压梯度方向吹，即垂直与等压线从高压向低压吹。

地球在自转，使空气水平运动发生偏向的力，称为地转偏向力，这种力使北半球气流向右偏转，南半球向右偏转，所以地球大气运动除受气压梯度力外，还要受地转偏向里的影响。大气真实运动是这两力综合影响的结果。

实际上，地面风不仅受这两个力的支配，而且在很大程度上受海洋、地形的影响，山隘和海峡能改变气流运动的方向，还能使风速增大，而丘陵、山地却磨擦大使风速减少，孤立山峰却因海拔高使风速增大。因此，风向和风速的时空分布较为复杂。

在有海陆差异对气流运动的影响，在冬季，大陆比海洋冷，大陆气压比海洋高风从大陆吹向海洋。夏季相反，大陆比海洋热，风从海洋吹向内陆。这种随季节转换的风，我们称为季风。所谓的海陆风也是白昼时，大陆上的气流受热膨胀上升至高空流向海洋，到海洋上空冷却下沉，在近地层海洋上的气流吹向大陆，补偿大陆的上升气流，低层风从海洋吹向大陆称为海风，夜间（冬季）时，情况相反，低层风从大陆吹向海洋，称为陆风。

在山区由于热力原因引起的白天由谷地吹向平原或山坡，夜间由平原或山坡吹向，前者称为谷风，后者称为山风。这是由于白天山坡受热快，温度温度高于山谷上方同高度的空气温度，坡地上的暖空气从山坡流向谷地上方，谷地的空气则沿着山坡向上补充流失的空气，这时由山谷吹向山坡的风，称为谷风。夜间，山坡因辐射冷却，其降温速度比同高度的空气交快，冷空气沿坡地向下流入山谷，称为山风。

此外，不同的下垫面对风也有影响，如城市、森林、冰雪覆盖地区等都有相应的影响。光滑地面或摩擦小的地面使风速增大，粗糙地面使风速减小等。

（三）第二次引入（时长：5分钟）

通过图片让学生判断哪个风大？

在生活中有哪些大风的体验，或者因为大风引发的事件？

（四）讲述（时长10分钟）

风的等级

风力是指风吹到物体上所表现出的力量的大小。一般根据风吹到地面或水面的物体上所产生的各种现象，把风力大小分为13个等级，最小是0级，最大为12级。根据我国2012年6月发布的《风力等级》国家标准，依据标准气象观测场10米高度处的风速大小，将风力等级依次划分为18个等级，表达风速的常用单位有三个，分别为海里/小时、米/秒、公里/小时，我国台风预报时常用单位为米/秒。

中国气象局于2001年下发《台风业务和服务规定》，以蒲福风力等级将12级以上台风补充到17级。12级台风定为32.4-36.9米／秒；13级为37.0-41.4米／秒；14级为41.5-46.1米／秒，15级为46.2-50.9米／秒，16级为51.0-56.0米／秒，17级为56.1-61.2米／秒。琼海30年前那场台风，中心附近最大风力为73米／秒，已超过17级的最高标准。称之为18级，也是国际航海界关于特大台风的普遍说法。

（五）知识补充（时长10分钟）

台风（飓风）、龙卷风

台风是指发生在西太平洋在的热带气旋的称。
飓风也是指发生在洋面上的热带气旋，特指发生在大西洋和太平洋东部的热带气旋。
台风和飓风实质上是差不多的，只是称呼上的一点区别。（印度称旋风）
龙卷风是大气强对流运动激发的漏斗状云柱的强风涡旋。与热带气旋相比生成条件不同，热带气旋生成需要在温暖的洋面（26°C以上）上，而龙卷风生成需要强对流，雷暴云团。
空间尺度上来说龙卷风很小，直径一般只有一公里左右，而热带气旋的直径一般在400~600公里，最大的能达到1000公里。
时间尺度上来说，一次龙卷风的过程很短（几小时就刮过去了），台风的影响时间相对来说比较长（几天）。

（六）实验（时长：20分钟）

实验1用一只手轻轻转动地球仪，另一只手拿着事先剪好的小纸条慢慢靠近旋转着的地球仪（但不要接触到地球仪），观察小纸条发生的现象。

实验2（1）在大饮料瓶的下端剪开一个可以通风的小孔，开口的位置尽量靠近瓶底处；同时将饮料瓶的上端剪断，以扩大瓶口，如图2所示。

（2）取一段细铁丝，约30厘米长，用铁丝的一头把小蜡烛缠绕起来，另一头做成钩状。

（3）将蜡烛点燃，手提铁丝慢慢放入瓶中，如图3所示。

（4）把剪好的小纸条靠近饮料瓶口，观察瓶口发生的现象。

                    

四、
工具与材料

• 可以旋转的地形地貌地球仪1个

• 大的饮料瓶1个

• 剪刀1把

• 小蜡烛5个

• 小纸片若干张

五、说明

在做实验2时，注意剪刀的使用安全，特别要注意用火安全。

《人造彩虹》教师活动手册

一、        教学目标

本课程授课方式是以课件讲述与实验操作相结合进行，让学生在课程中认

识彩虹及生活中与彩虹类似的现象。

1.     知识目标

让学生了解彩虹形成的大致条件；通过观测，加深学生对大气光学现象的认识。

2.     能力目标

把自然世界中难以观测到和不可重复出现的彩虹形成过程，在实验室和同学们的眼前重复再现。

3.     情感目标

通过教学活动，激发学生对自然科学的兴趣，对身边的自然现象更加留心，培养学生对外部环境的科学的认知方法，培养学生探索未知世界的兴趣。

二、        授课过程

1、 引入：(时长5分钟)

给学生展示多种美丽、奇特的彩虹的图片。提问学生是否见过，在哪儿见过。引发今天的课程。

提问：

（1）   为什么会出现彩虹

（2）   彩虹有几种颜色

（3）   还有哪里能看到彩虹现象

2、 解答：(时长15分钟)

彩虹，又称天虹，简称虹，是自然界常見的气象中的一种光学现象。它常出現在雨后的天空，形成拱形的七彩光谱，形状弯曲，色彩艳丽，非常可人。在夏天的雨后出现，多数看到的是一条彩虹，有时候也会出现两条彩虹，在平常彩虹的外边出现一条颜色顺序与这条彩虹恰好相反，且较暗一些的另一条虹，这条叫副虹，也被称为霓。色彩一般为七彩色，从外至内分别为：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。副虹的颜色顺序跟虹的正好相反。彩虹的明显程度，取决于空气中小水滴的大小，小水滴体积越大，形成的彩虹越鲜亮，小水滴体积越小，形成的彩虹就不明显。一般冬天的气温较低，在空中不容易存在小水滴，下阵雨的机会也少，所以冬天一般不会有彩虹出现。

其实，彩虹是气象中的一种光学现象，当太阳的光照射到半空中的雨点，光线被折射及反射，在天空上形成拱形的七彩的光谱；也就是说只要空气中有水滴，而太阳的光正在观察者的背后以低角度照射，便可能产生可以观察到的彩虹现象。

虹的出现与当时当地的天气变化密切相关，通常情况下，人们可以从虹出现在天空中的位置推测将出现晴天或雨天。根据人们长期总结的经验，东方出现虹时，本地是不大容易会下雨，而西方出现虹时，本地却很有可能会下雨。因此，我国民间历代流传着很多“看虹识天”的谚语，特别是对“虹”的观测也成为气象观测的项目之一。

扩展知识：日（月）晕、海市蜃楼

日晕：日晕是日光通过云层中的冰晶时，经折射而形成的光现象，围绕太阳环形，呈彩色。日晕的出现，往往预示天气要有一定的变化。日晕是一种比较罕见的天象，有全晕圈和缺口晕。

海市蜃楼：平静的海面、大江江面、湖面、雪原、沙漠或戈壁等地方，偶尔会在空中或地下出现高大楼台、城廓、树木等幻景，称为海市蜃楼。海市蜃楼常在海上、沙漠中产生，它是一种因光的折射和全反射而形成的自然现象，是地球上物体反射的光经大气折射而形成的虚像。长岛是中国海市蜃楼出现最频繁的地域，特别是七八月间的雨后。

彩虹有关的谚语：

虹高日头低，明朝着蓑衣；虹低日头高，明日晒得背皮焦。
东虹日头，西虹雨；南虹北虹卖儿女。
东虹萝卜，西虹莱，起了南虹遭水灾。
东虹轰隆，西虹雨。
东背晴，西背雨。
早虹雨滴滴，晚虹晒破脸。
朝虹满江水，夜虹草头枯。
朝虹晚雨，晚虹晒烂牛栏柱。
朝虹雨洒洒，晚虹晒裂瓦。
有虹在东，有雨落空；有虹在西，人披蓑衣。

  

三、        制造彩虹（时长：30分钟）

实验一：烧杯现彩虹

取一只500毫升无色透明的玻璃烧杯，洗净后倒入1/3体积的清水。将烧杯置于阳光射入的窗口旁，手提烧杯，杯下垫一张白纸。当太阳光射经烧杯中的水后投到白纸上，就可清晰地显现圆弧彤彩色条纹，并呈有规则地排列圆弧形状，最外层为红色，最内层曲紫色、圆弧的大小随烧杯与白纸间的距离大小而变化。（太阳光线不好是无法达到实验效果）

 

2.再现彩虹的方法。

实验二：喷雾成虹

将喷雾装置放置在阳光下（最好选择早晨或者下午接近傍晚时分），观察时，观察者背对太阳，通过观察角度的调整，可观察到喷雾装置上面雾气中形成的彩虹。如此连续喷雾会在水雾周围形成无数小水珠，当背对阳光观测时，就很容易地观察到彩虹。（太阳光线不好是无法达到实验效果）

                                     

实验三：圆环虹实验

取一只直径约8厘米的无色透明薄壁球形烧瓶，洗净后内盛满清水，并将固定另取一块面积约50 x50平方厘米的三夹板，中央钻一直径约4厘米小孔，用砂纸打光滑。将其置于球瓶前约几厘米处，圆孔对准瓶口，且在靠瓶一面上糊上白纸。再取一面3×3平方厘米镜子．斜放于窗口处，当太阳光射至镜子后，其反射光正好穿过三夹板中心圆孔，射至球形烧瓶，这时可观察到：经球形烧瓶反射出落在三夹板白纸而上的圆环形彩虹，外圈为红光，内圈为紫光，十分美丽。（太阳光线不好是无法达到实验效果）

实验四：墙面呈虹

将装满清水的脸盆放在阳光找到的地方，稍等片刻，使水波散去。再轻轻地将镜子放入水中，和水面保持一定的角度，将阳光反射到墙面上，接下来慢慢调整镜子的倾斜角度，墙壁上的阳光就会被分解成七色光。（太阳光线不好是无法达到实验效果）

四、        工具与材料 

1.喷雾装置；2.记录表；3.玻璃烧杯；4.白纸；5.球形烧瓶

6.小镜子；7. 中间有孔的三夹板；8.普通脸盆；9.一面白色的墙

 

五、        说明

1、人造“彩虹”实验是一项对光的有趣的科学探究活动。

2、该科学实验需要在太阳光线良好（晴天）的条件下进行。

3、在打三夹板的小孔时要注意安全，最好有家长的陪同。

4、可尽量采用多种方法来观察彩虹。

5、一、二、三、五实验能否进行对光线的要求很高，建议对实验感兴趣的学生回家自己完成。课堂以知识点讲授为主。

6、本课程适合7-12岁的小学生。

 

课后思考问题：

因天气原因没有实现的实验，可在晴天时自己观察一下。

 

神奇的气压

（适合小学中低年级学生学习）

一、      教学目标

本课程授课方式是以课件讲述与实验操作相结合进行，使学生在课程中一

边操作一边体会大气压的神奇之处。

1.     知识目标

让学生们直观的感受大气压的存在和气压的变化。

2.     能力目标

提高学生们的动手能力，了解生活中一些常见的气压变化现象，以及对生活和人体的影响。

3.     情感目标

通过教学活动，激发学生对自然科学的兴趣，对身边的自然现象更加留心，培养学生对外部环境的科学的认知方法，培养学生探索未知世界的兴趣。

 

二、      科学原理

据气象科学家论述，由于地球引力，包裹在地球表面的大气被“吸”向地球，大气中的空气分子在被“吸”向地球的过程中，互相碰撞和撞击其他物体时就产生了大气压力。大气压力大小的变化，与离地面高度、季节变化、气温变化等因素密切相关。

但对于学生来说，对于大气压力作用和气压变化的认识与理解，都不像刮风下雨、冬寒夏暑、太阳与地球辐射等那么直观、明显。为了更直观形象地体现气压对物体的作用，及气压变化的原理，做一个“瓶子吞吃鸡蛋”的实验，让学生们加深对气压的认识。

 

三、      教学过程

（一） 引入

1）先做“瓶子吞鸡蛋“的实验：引导学生观察大鸡蛋是如何进入到小瓶口的瓶子里的呢？为什么会这样？引出这里存在着摸不着、看不到的大气压。

2）大自然很神奇，它存在着很多摸不着、看不见，却又真实存在的东西，引出大气层，从而引出气压的存在；

2）举几个日常生活中气压变化的例子，让学生们感受什么是气压。——如坐飞机的时候耳膜感觉不舒服；洗澡的时候在浴室呆的时间长了会感觉闷等等
（二） 讲述

1、概念：地球的周围被厚厚的空气包围着，就像给地球罩了个大罩子，这些空气被称为大气层。它上疏下密地分布在地球的周围，总厚度达1000千米，空气可以像水那样自由的流动，同时它也受重力作用。到处乱撞的空气，向各个方向都有一个力量，叫压强，这个压强被称为大气压。空气也是有重量的，气压就是大气层中空气压在物体上产生的重力。——（图示说明）

2、发现气压：在1643年意大利科学家托里拆利在一根约1米长的玻璃管里灌满水银，把开口的一端先塞住，将玻璃管倒立在盛水银的盘子里，然后拔出塞子。这时管子里的水银在重力的作用下流到盘子里，水银柱的上方形成了真空。但是，玻璃管里的水银并没有都流出玻璃管，奇怪的现象发生了，当管内水银面降低到比盘内水银面高出760毫米时，汞就不再从竖直的管子里流出，而是一直保持这个高度了。

3、现象解释：厚厚的大气向下压在盘子里的水银上，大气压的力量与760毫米水银柱的重力势均力敌，从而令水银柱始终保持一个高度。

4、影响气压的因素——气压会随之变化

1）气压与温度：温度越高气压越低；温度越低气压越高。

2）气压与海拔：海拔越高气压越低；海拔越低气压越高

3）气压与沸点的关系：一切液体的沸点，都是气压减小时减小，气压增大时增大，同种液体的沸点不是固定不变的。由于气压随高度降低，所以水的沸点随高度降低，例如：海拔1000米处水沸点约97℃，3千米处约91℃，在海拔8844.43米的珠穆朗玛峰顶，水在72℃就可以沸腾。在珠穆朗玛峰顶烧饭，用普通的锅以平时做饭的方式，做出来的饭还是生的不能吃。因此要用不漏气的高压锅，锅内气压可以高于标准大气压，使水沸点高于100℃，不但饭熟得快，还可以节省燃料。

5、影响健康

1）当气压过低、过高或短时间内气压变化过大时，对人体健康的不利影响还是比较明显的。

2）低气压对人体生理的影响主要是影响人体内氧气的供应。气象下降时，大气中的氧含量也随之下降，人体会有缺氧，呼吸急促，心率加快，出现头晕、头痛、恶心、呕吐和无力等症状。——通常称这种情况叫“高原反应”。去西藏、青海等高海拔地区，经常要备个氧气罐，就是为了应对可能出现由于气压降低了出现的高原反应。

3）高气压对身体也是有危害的，只是一般情况下碰不到。

4）天气炎热的夏天，气压下降，人会感觉闷，特别是雷雨前高温高湿的天气，更是闷得厉害，这就是气压下降造成的，还会让人觉得压抑，郁闷，烦躁。雨过天晴之后，马上就好多了。

 

（三） 实验

1、 在集气瓶底部铺上一层细砂；

2、把纸片卷起来，用金属镊子夹住，用火柴把纸片点燃；

3、把点燃的纸片塞进集气瓶中，让纸片在瓶中燃烧几秒钟；

4、趁瓶中纸片还在燃烧时，把鸡蛋放在集气瓶口，静静地等待瓶中火焰熄灭；

5、观察瓶口鸡蛋的运动状态；

6、思考如何让进入瓶中的鸡蛋“吐”出来；

7、设计一个让瓶中的鸡蛋“吐”出来的实践方案；

8、在老师或家长的帮助下完成“瓶子吐鸡蛋”。

四、      工具与材料 

1. 集气瓶（瓶口比鸡蛋稍小）2个；

2. 剥了壳的熟鸡蛋2个；

3. 镊子2把；

4. 干燥的纸片和细砂若干；

5. 火柴或打火机2个；

6. 实验操作盘2个；

7. 用于记录实验现象的照相机、摄像机、笔和纸等。

五、      说明

1. “瓶子吞吃鸡蛋”的实验操作比较简单，但是隐含着“气压”这一科学道理，探究过程中必须认真观察，积极思考，并把实验过程记录下来（拍摄或绘画）；

2. 实验最好选择晴朗天气，在空气流动小的室内进行，切记别烫伤手或引起火灾；

3. 这个方案适合小学中高年级学生进行。

 

课后问题思考：

1、引起气压变化的因素很多，还有哪些可以引起气压的变化？

2、寻找日常生活中又遇到过哪些气压变化的情况？

 

气压与天气变化

一、教学目标

1、知识目标：

了解气压的形成原因、方向和特点，大气流动对天气的影响

2、能力目标：

通过讲解气压和天气变化的关系，培养学生探究事物规律的学习方法，可以训练观察、分析过程，提高判断能力和联系思考能力。

3、情感目标：

通过活动，可以激发学生对自然科学的兴趣，对身边的自然现象更加留心，培养学生对外部环境的科学的认知方法，培养学生探索未知世界的兴趣。

二、教学重点

气压的产生、空气对流的形成

三、教学难点

气压变化对天气的影响

四、适应人群

小学5—6年级学生

五、科学原理

在九年义务教育的教科书中，小学《科学》和初中《物理》的课本中都有《大气压力》的课文。课文详细地阐述了大气和大气压力的概念，通过马德堡半球实验和特别设计的系列实验证明了大气压力的存在，大气压力产生的原因，大气压力的方向及性质与特点。还特别指出：大气压力与天气变化的关系。

初中物理《大气压强》课文说：“大气压的变化跟天气有密切的关系。一般地说，晴天的大气压比阴天高，冬天的大气压比夏天高。”确实，气压的高低及其变化趋势，同未来的天气变化有着十分密切的关系。

根据气象学的原理，如果某地的气压在明显升高，就意味着该地干冷气流在加强，同时上空高气压中心的空气会下沉，这时下沉的空气所受到的压强增大，体积就减小，温度就升高，空气中的水汽等凝结物就相对减小蒸发消散，这样就不利于云雨形成，所以常常是晴天。

                                    相反，如果某地的气压在明显下降，就意味着暖湿气流在加强，同时低气压中心周围地区的空气就会在水平方向上向该地区流入，使该地区的空气上升，上升的空气因所受的压强减小而膨胀，温度就降低，空气中的水汽等凝结物就相对增多而凝结，这样就有利于成云致雨，所以常常是阴雨天气。

不过，天气的晴雨变化是受多方面因素影响的，气压变化只是其中的因素之一，并不一定能够说明天气变化的全局。

 

六、教学过程

（一）引入：

1、播放一段天气预报

2、天气预报中提到气压，那么什么是气压，气压和天气又有怎样的关系呢？引出课题。

（二）讲述

展示：展示一段沈从文《边城》中对于暴雨来临前的描写。

提问：1. 、为什么下雨前会感到闷热？

 2、 是先“闷”后“热”？还是先“热”后“闷”？

3.“闷热”就一定会下雨吗？

讨论：学生小组讨论以上的三个问题，教师在讨论中予以引导。

讲述：向学生解释上述的三个问题。

提问：再次提出两个问题：“热”为什么会导致气压降低？

气压为什么会导致天气变化？

      引导学生思考，设置悬念

展示：展示瓦特烧水的图片和孔明灯图片

提问：为什么水烧开时水蒸气朝上跑？

孔明灯为什么能飞起来？

实验：用简单的空气热胀冷缩的实验让学生感受气压

讨论：1.试管加热时气球出现了什么样的现象？为什么？

2.试管置于冰水中之后，气球出现了什么样的现象？为什么？

3.当你用手触摸气球时有什么样的感觉，你能试着解释这一现象吗？

讲解：根据学生讨论，总结以上问题，解决先前提出的问题。

      通过动画演示温度导致空气密度和气压变化的关系

实验：利用简单的热空气上升的原理设计空气对流实验

讨论：向学生提出两个问题：

你看到了什么现象？为什么会出现这种现象？

这与我们学过的哪部分知识比较像呢？

讲解：用动画演示空气对流的原理

讲解：利用空气对流原理讲解气流上升区多雨、气流下沉区少雨，进而解释课程最开始提出的一系列问题。

展示：分别展示夏季、冬季的天气图

讨论：学生分小组讨论夏冬季的天气图，为什么会形成高低压，为什么亚欧大陆东部夏季多雨，冬季少雨。

总结：总结概括两个实验，今天我们用气压和降雨的例子说明气压直接影响天气变化，气压变化还形成各种各样我们所见到天气现象，例如台风、龙卷风等，所以在生活中及时收听天气预报，了解天气状况！

七、实验所需工具和材料

1、冰水

2、酒精灯

3、气球

4、试管夹一个

5、试管一个

6、蜡烛一支

7、火柴一盒

8、细线

9、白纸一张

10、铅笔一支

11、小木棒一根

八、实验步骤（一）

1.    将气球套在试管上，用试管夹夹住试管

2.    酒精灯点燃，将试管置于酒精灯上加热，观察气球的变化，用手触摸气球顶部。

3.    将试管迅速置入冰水槽中，观察气球的变化。

实验步骤（二）

1.    用铅笔在白纸上画出螺旋线

2.    用剪刀沿螺旋线将白纸剪成螺旋状

3.    在螺旋线的中点打一个洞，用细线穿入，在一端打结，将螺旋形纸穿起来，另一端系在小木棒上

4.    手持小木棒，并在螺旋形纸下方约15厘米处点燃蜡烛，观察现象

九、说明

1.实验中用到酒精灯、火柴、剪刀等危险物品要提醒学生注意安全。

2.气压影响天气变化的形式多种多样，考虑课程针对人群的心理特点，只选取气压、空气对流两个知识点讲解。

制作临近天气预报

一、教学目标

多普勒雷达是一种高科技的气象设备，可以制作出300多种气象产品，所以需要具有专业知识的人才能使用。但其中一个最基本的产品——基本反射率（俗称雷达回波）中，含有丰富的降水信息，没有受过专业学习的一般人，经过一定的解读也能看懂它；如果运用外推方法，也可以制作10多分钟到1小时左右的临近天气预报。虽然运用这个方法制作的预报准确性可能会差一些，但却是特定地点、特定时间内的“定制天气预报”。

1、 知识目标：

通过学习天气雷达图，掌握短时临近天气预报的技能。

2、 能力目标：

通过讲解天气雷达图的原理和预报天气的技术，培养学生探究事物规律的学习方法，学习和锻炼自身科学观测和数据分析能力。

3、 情感目标：

通过活动，可以激发学生对自然科学的兴趣，对身边的自然现象更加留心，培养学生对外部环境的科学的认知方法，培养学生探索未知世界的兴趣。

二、教学重点

雷达的工作原理、气象雷达的种类和作用、怎样应用雷达制作天气预报

三、教学难点

雷达的工作原理

四、适合人群

小学3—4年级学生

五、科学原理

雷达是一种采用发射无线电波的方法来发现目标并测定它们的空间位置的电子设备。它的工作原理是通过天线发射电磁波对目标进行照射，电磁波碰到目标（舰船或飞机）后，其中的一部分电磁能量反射回雷达，被雷达天线获取；经过处理后，形成雷达的回波信号，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率（径向速度）、方位、高度等信息。

 雷达诞生的历史并不久远，在1939年9月1日至1945年8月15日期间发生的全球性规模的第二次世界大战（简称二战）中，当时正值英国和德国交战，英国急需一种能探测空中金属物体的雷达（技术）能在反空袭战中帮助搜寻德国飞机；经过众多科学家的努力，终于研制出一种具有地对空、空对地（搜索）轰炸、空对空（截击）火控、敌我识别功能的技术设备——雷达。

早期的雷达只是作为军事装备运用于军事防御和进攻，二战期间，军事雷达操作员就发现雨、雪、冻雨等天气因素产生的回波，这些“回波噪声”会影响探测目标的判断。战后，科学家用逆向思维研究如何利用那些回波噪声，于是，第一个实用气象雷达就运营而生。

气象雷达分为测雨雷达、测风雷达和测云雷达三种。测雨雷达对雨区的有效探测半径为 300—400km，探测高度为20km。由于探测范围广，不受时间限制，并能提供一定精度的定量数据等优点，已成为短期天气预报的主要工具，是气象预报员的千里眼、顺风耳。

 测雨雷达是一种高科技的气象设备，可以制作出300多种气象产品，所以需要具有专业知识的人才能使用。但其中一个最基本的产品——基本反射率（俗称雷达回波）中，含有丰富的降水信息，没有受过专业学习的一般人，经过一定的解读也能看懂它；如果运用外推方法，也可以制作10多分钟到1小时左右的临近天气预报。虽然运用这个方法制作的预报准确性可能会差一些，但却是特定地点、特定时间内的“定制天气预报”。

六、      教学过程

（一）引入

明确本节课的任务，告知学生制作天气预报的目标，激发学生的学习兴趣。

（二）讲述

引导：要制作天气预报，我们要应用一种技术，获得准确的观测数据才能做出准确的天气预报，这种技术是根据图中的蝙蝠而发明的，大家知道是什么吗？

讲解：展示雷达图片，讲解什么是雷达，雷达的起源。

讲解：展示雷达工作原理的简单示意图，结合图片讲解雷达的工作原理。

讨论：展示各种雷达的图片，与学生共同讨论，你在哪里见过雷达？雷达都可以应用在哪些方面？

过渡：其实，在气象上雷达就被广泛地应用，天气预报就是用气象雷达制作出来的。

讲解：结合课件图片向学生讲述气象雷达的种类，各自的用途。

讲解：结合课件图片向学生介绍天气预报服务的业务流程。

      介绍制作天气预报的主要流程。重点教会学生读懂雷达图。

制作天气预报：学生根据老师的讲解和介绍，亲自动手制作天气预报。

过渡：同学们根据天气雷达图做出了天气预报，但在生活中，有时天气预报会出现不准的情况，比如：天气预报说有大雨，有时只是下了小雨，而说晴空万里时，有时还有可能下雨，这是为什么呢？有些人说天气预报不靠谱，这种说法对吗？

讲解：结合课件讲解天气预报为什么会出现预报偏差，消除生活中人们对天气预报不靠谱的看法。

总结：今天我们了解了雷达和它的工作原理，知道了有一类雷达是气象雷达，专为观测天气现象而用，还学会了看雷达图，制作天气预报。同学们是不是感觉收获很大，很有成就感呢？相信随着科技的进步，预报天气的手段会越来越先进，让天气预报越来越准确，更好的服务公众。

七、制作天气预报

（一）制作所需工具和材料

1.一台能够上网的电脑，或者一只能够上网的手机；

2. 有关活动的记录表。

（二）主要制作流程

1.获取雷达图

1.1打开 “中国天气网”（http://www.weather.com.cn/）；

1.2进入“天气雷达”页面；（http://www.weather.com.cn/static/html/product_ld.shtml）；

1.3页面中的“单站雷达服务”地图中的小红点代表雷达站。鼠标移到小红点并点击，进入你选取的雷达站的页面。可以采取“就近（距离）原则” 选取雷达站： 选取离你（预报点）最近雷达站。如果离你最近雷达站发生故障没有最近时间的资料，可以选用与你相临雷达站的资料。例如，绍兴市的可以用杭州，宁波或者金华站的资料。

2.读懂雷达图

进入后，看到类似上方的最新时间的雷达图。图右边标注了雷达站名、日期、时间等信息。图是由地图和雷达“基本反射率”组成；基本反射率的单位为dBz，色标是颜色和dBZ值的对应关系。 

dBz值越大表示回波越强，雨下的越大。

一般15dBz以上有雨，20～35dBz之间是小雨，35～45dBz之间是中雨，45dBz以上大雨，50—55dBz以上有雷雨大风和冰雹。这个只是参考，不同地区不同季节不尽相同。一般来说，在夏季，dBZ值达到35以上的地区才会降水。而在冬季， dBZ达到15以上就会出现降水了。

3.做出天气预报

3.1看回波强度：图上的颜色是否有大片发黄或发红的云。 如果仅仅是绿云，很可能不会降水，或仅仅是小雨； 如果有发黄、发红的云，就有可能是大雨。

3.2看回波形状：如果回波呈圆形或不规则形状，而且 很小又比较零碎、分散，很有可能是水汽充足的云，但多半不具备降水条件；如果回波呈现弓形,或者是一大片强回波，说明降水的可能性很大。

3.3看回波的移动方向、移动速度和回波强度变化：

主要是对比前后不同时次回波的差异作出判断。可以利用网站中动画功能，通过动画播放，看回波的运动方向；如果有降水回波向预报点方向运动，则预报下雨；用该降水回波离预报点的距离和运行速度来估计下雨时间；看回波强度变化来修正预报的量级。

4.展示天气预报

八、说明

1.此项活动是一项具有较强挑战性的科学探究活动，活动过程中既会有预报成功的喜悦，也会有失败的痛苦，所以也是培养“胜不骄，败不馁”素质的过程。

2.预报失败是正常的。导致预报失败的原因主要有二个方面，一是预报技艺不精，二是预报方法的缺陷。前者是可以通过不断地学习、总结经验得到解决；后者是该方法固有的缺陷，不能解决，主要有二个方面，其一，方法有一个基本假设，就是假设雷达回波的移动速度、强度，在短时间内保持一定程度不变。事实上，雷达回波还可能明显加强或者减弱，移动速度还可能明显会加快或者减慢。所以该方法预报时效一般在1个小时内。其二，在夏天，即使有发黄、发红的回波在预报点经过，也有可能发生不下雨情况（概率不大），这是因为下雨还需要与其他气象条件配合，这是天气预报的复杂性所决定的。

能预报天气的动植物

(适合小学低年级学生学习)

一、教学目标

1. 知识目标

让学生认识到自然界许多动植物对天气变化会产生本能反应，知道一些常见的动植物预报天气的案例。

2. 能力目标

本节课涉及观察、分析等过程，可以使学生的综合运用技能得到锻炼和提高。

3. 情感目标

通过本节课的教学，激发学生对自然科学的兴趣，对身边的自然现象更加留心，培养学生对自然现象细心观察动脑分析的意识。
二、教学重点

不同动物出现奇怪反应时预报的天气现象、动物预报天气的原理

三、教学难点

动物能够预报天气的原理

四、适合人群

小学1—2年级学生

五、科学原理

自然界许多动植物为了在天气变化过程中求得生存，在长期的进化过程中，生成了对一些天气变化具有较敏感的反应能力。例如：穴居的蚂蚁在下雨前要将“家”搬到高处，或关闭蚁穴洞口，以免雨水淹“家”丧命。又如：快下雨时，天气闷热，天空中的一些小飞虫翅膀沾上空气中的小水滴而飞得很低，燕子为了捕食这些小飞虫，所以也就飞得很低。另外，在快要下雨时，空气中的气流动荡不定，燕子受到气流的影响，总是上上下下、忽高忽低地飞着。

在气象科学还不很发达的时期，人们曾经根据各种动植物对天气变化作出的不同反应，总结出许多预知天气变化的经验，并编出了许多朗朗上口的气象谚语。如：“蚯蚓路上爬，雨水乱如麻。”、                                     “蝼蛄唱歌，天气晴和”。“长虫过道，下雨之兆，”、“蛤蟆哇哇叫，大雨就要到。”“喜鹊枝头叫，出门晴天报。”等等。

根据科学考察，全世界共有600多种动物能够对天气变化作出反应，被人们称为“天气预报员”。

 

六、教学过程

（一）引入

1.多变的天气有时候让我们很烦恼，在我们的生活中，你可以从哪些地方知道天气的信息？引发学生的讨论，激发学生的学习热情。

2.通过我们刚才的讨论，可以知道我们能够通过看电视、看报纸、听广播、上网了解天气情况。在神奇的大自然中，小动物也有预报天气的本领，它们也是很出色的天气预报员。

（二）讲述

提问：展示燕子低飞和蚂蚁搬家图片，以前我们常听老人们说，当出现这种情况时，往往说明要下雨了，这是为什么呢？设置悬念，激发学生的好奇心。

展示和引导：展示可以预报天气的小动物的图片，告诉学生，这些小动物都可以预报天气，都是预报天气的小能手。引导学生思考这么多小动物都可以预报什么样的天气？进一步激发学生的求知欲。

讲解：介绍开篇案例，大致介绍几种小动物行为预示天气的案例。

讲解：结合课件图片详细介绍能预报天气小动物们，每一种小动物分别能够预

报什么样的天气，为什么这种小动物能够预示这样的天气。

讨论：在教师讲解过程中可以结合学生讨论，若学生知道的小动物预报天气的案例可让学生自行说出，或在开始时展示图片，让学生讨论推测这种小动物能够预报什么样的天气，为什么？

调查活动：查阅资料，填写表格

总结：

看过了动植物界中这么多“预报员”，我们在感叹大自然的神奇的同时，不妨对它们的预报能力进行一番分析。自然界中的动植物，为了自己的生存，机体内的器官会逐渐适应外界环境的变化。这种适应性代代遗传下来，形成了一种对外界环境变化的敏感性。但是，我们要注意到，这样的敏感性往往仅是针对某个气象要素的（比如湿度），而单凭某个气象要素预测天气，这样的预测水平显然不可能太高。

另外，在解释天气和动植物的反应之间的关系时，往往是解释动植物对已经发生的天气做出的反应，而不是未来的天气变化。比如，昆虫低飞要下雨，是因为当前空气湿度增大的缘故。但是，反过来，如果说只要昆虫低飞就要下雨，这个结论并不成立。天气变化是直接由大气环流的变化带来的，而大气环流的变化不仅与当地的环境有关系，还与一定范围内的环流条件有关，动植物的反应往往是局地的天气和环境条件引发的。因此，预报天气，还是要对卫星、雷达以及大范围的气象资料进行分析和判断，进而做出预测，仅仅依靠当地动植物的变化来预测天气，并不太可靠。

七、调查活动

（一）活动工具和材料

1.能上网的电脑

2.记录表格

天气变化与不同种类动物预兆的调查表

3.有关动物的科普书籍

（二）活动方法步骤

1.每5人分为一个调查小组。

2.上网查询本地动物的种类，筛选出能够对天气变化作出反应的动物品种。

3.阅读有关动物的科普书籍，摘录能够对天气变化作出反应的品种与反应类型。

4.搜集有关动物对天气变化反应的天气谚语。

  

一、        说明

本节课为科普调查课，重点让学生知道很多小动物都有预报天气的能力，引导学生细心观察生活中的自然现象，从中总结出有用的规律。最后的总结至关重要，切不可让学生误认为只看小动物的预报就是准确的。

气象课堂——绘制气温折线图

一、教学目标

1.知识目标

学会绘制气温折线图并根据气温折线图描述天气。

2.能力目标

通过绘制气温折线图，锻炼学生处理数据的能力、合理利用数据表达信息的能力、绘制折线图的能力，并通过描述气温折线图锻炼学生的语言表达交流能力。

3.情感目标

通过绘制气温折线图体会气温监测和绘制图表的工作过程，激发学生对气象科学的好奇，引发学生关注，培养学生求知精神。

二、教学重点

气温折线图的概念、绘制气温折线图

三、教学难点

绘制气温折线图

四、适合人群

小学2—4年级学生

五、科学原理

根据所给数据在直角坐标系内将时间与气温的温度值一一对应起来，逐一描点，然后将所有的点逐一用直线连起来，就是气温折线图。

气温折线图是气象上常见的一种统计图表，气温折线图不仅可以了解气温的变化，还可以清晰地看出气温的变化趋势，便于气温统计记录的收集与整理。

六、教学过程

（一）引入

我们知道气温总是在不停的变化中，总体而言，夏季热、冬季冷，这是不同的季节，那么如果是在相同的季节里，我们怎么知道今天是比昨天热还是比昨天冷呢？这就是我们今天要学习的内容，它是一项非常实用的技能——绘制气温折线图。

（二）讲述

引导：在绘制气温折线图之前，我们首先要知道什么是折线图。

讲解：折线图是以折线的上升或下降来表示统计数量的增减变化的统计图，如果这张折线图上的数表示的是气温，那就是我们几天要绘制的气温折线图。

过渡：气象工作人员每天都有读取和记录很多次气象数据。并把他们记录下来。以便研究和预测未来的天气情况。 如果用这样的表格很难看出气温的变化，我们可以把它绘制成气温折线图。

绘制气温折线图：为学生提供气温记录的表格，绘制工具，讲解绘制方法，让学生自己动手绘制气温折线图。

延伸：除了气温折线图还有很多形式的折线图，结合图片向学生讲解其他形式的

气温折线图。讲解中鼓励学生思考你在生活中遇到过折线图吗？这些折线

      图都用来表示什么？

总结：今天我们自己动手绘制了气温折线图，利用气温折线图这种方式，我们可以清晰地看出气温的变化趋势，并且我们还知道了在生活中很多地方都有折线图的身影，只要我们开动脑筋，就可以让表格里的数据说话，告诉我们想要的信息。

七、绘制气温折线图

（一）绘制所需工具

1.方格纸

2.直尺

3.彩色铅笔

4.气温统计表

（二）绘制方法

1.在方格纸上的横向和纵向分别确定好单位

2.将表格里的数据在纸上相应的位置描出点

3.将纸上的点连成折线

八、说明

本节课通过让学生自己动手绘制气温折线图体会数据处理和绘制图表的过

程，重在参与体会，形成这种意识，教师要多鼓励学生思考和实践。

 

认识风云气象卫星

一、教学目标

1、知识目标

让学生了解几种常见的风云气象卫星，知道其简单的工作原理，了解我国气象卫星的发展。

2、能力目标

锻炼学生识图、辨图的能力

3、情感目标

培养学生热爱气象科学的情感，树立积极正确的知识观和科学观。

二、教学重点

几种气象卫星的工作原理、卫星云图的辨识

三、教学难点

卫星云图的辨识

四、适合人群

小学5—6年级学生

五、科学原理

气象卫星(meteorological satellite):从太空对地球及其大气层进行气象观测的人造地球卫星。卫星所载各种气象遥感器，接收和测量地球及其大气层的可见光、红外和微波辐射，并将其转换成电信号传送给地面站。地面站将卫星传来的电信号复原，绘制成各种云层、地表和海面图片，再经进一步处理和计算，得出各种气象资料。气象卫星按轨道的不同分为太阳轨道(极轨道)气象卫星和地球静止轨道气象卫星;按是否用于军事目的分为军用气象卫星和民用气象卫星。气象卫星观测范围广，观测次数多，观测时效快，观测数据质量高，不受自然条件和地域条件限制，它所提供的气象信息已广泛应用于日常气象业务、环境监测、防灾减灾、大气科学、海洋学和水文学的研究。气象卫星也是世界上应用最广的卫星之一，美国、前苏联/俄罗斯、法国和中国等众多国家都发射了气象卫星。

中国1988年9月7日发射了第一颗气象卫星-"风云一号"太阳同步轨道气象卫星。随后，我国的卫星事业一直在迅猛发展。目前，我国的极轨气象卫星和静止气象卫星已经进入业务化，在轨运行的卫星分别是风云一号D星(2002年发射)和风云二号C星(2004年发射)。我国是世界上少数几个同时拥有极轨和静止气象卫星的国家之一，是世界气象组织对地观测卫星业务监测网的重要成员。

六、教学过程

（一）引入

1.展示几种卫星的图片

2.我们都知道卫星里有一类气象卫星，到底什么是气象卫星，它是怎么工作的？引出本节主题。

（二）讲述

讲解：介绍气象卫星的几种优势

过渡：我们的地球周围有许多颗卫星在不停的运转工作，但是它们的工作方式却不都是一样的，因为它们分为不同的种类。

讲解：讲解气象卫星的分类，介绍极轨卫星和同步卫星

过渡：那么接下来我们就来看看这两种卫星的对比，来一次大比拼吧。

讲解：结合课件图片讲解从气象卫星传回的数据中我们都能看到什么。

展示：展示双星融合的动画，让学生体会、感受气象卫星图像。

展示气象卫星传回图像与实际天气吻合的案例，进一步让学生体会气象卫星的神奇。

过渡：世界上有许多国家都有气象卫星，那么我国的气象卫星发展历史是怎样的？

讲解：结合课件讲解我国气象卫星的发展，重点介绍风云2号气象卫星及它主要的应用，让学生体会我国气象卫星的发展，以及气象卫星在国民经济等方面的重要作用。

总结：今天我们学习了气象卫星，知道了气象卫星的工作原理，了解到气象卫星的重要作用，还看到了气象卫星传回的几种图片，在这其中我们也感受到了我国气象科学的发展，希望同学们能够多多关注气象卫星的发展，关注气象科学的发展。

七、说明

本节课主要为气象知识的普及，重在让学生感受气象卫星的重要作用，激发学生对气象科学的兴趣。

 

 

制作风向风速仪课程介绍

一、        教学目标

本课程授课方式是以课件讲述配合实验操作辅助进行，旨在引导学生在趣味

中了解日常生活中风向、风速的测量方法，并通过实验激发学生的科学兴趣，锻炼其动手能力和操作能力。

1、 知识目标：

学生了解人类测风的历史，风向风速仪的工作原理，及其常用的测量风向风速的方法。

2、 能力目标：

学会制作风向仪、风速仪、风速风向仪。

3、 情感目标：

通过活动，学生可以对科学技术的发展对于人类探索未知世界提供了技术基础；可以激发学生对自然科学的兴趣，培养学生对外部环境的科学的认知方法，培养学生探索未知世界的兴趣。

4、 适合人群：本实验适合小学4~6级教学使用。

 

5、 实验工具与材料

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      

序号	类别	名称	规格	数量	单位	使用者
1	工具	剪刀	手工剪刀	1	把	教师
				4	把/组	学生
2	工具	风扇		1	台	教师
3	工具	笔	签字笔	1	只	教师
				4	只/组	学生
3	材料	饮料瓶	圆形	1	只	教师
				20	只	学生
4	材料	双面胶	带海绵	1	卷	教师
				4	卷/组	学生
5	材料	透明胶带	窄条	1	卷	教师
				4	卷/组	学生
6	材料	纸盘	直径12	2	个	教师
				80	个	学生
7	材料	棉线	较粗	1	卷	教师
				4	卷/组	学生
8	材料	吸管	普通	6	根	教师
				120	根	学生
9	材料	纸板	≥150mm	1	张	教师
				20	张	学生
10	材料	牙签		1	根	教师
				20	根	学生
11	材料	搅拌棒	雪糕棒也可	2	根	教师
				40	根	学生

 

 

二、        科学原理

                                    地球表面自从有了大气层后，也就有了风，风伴随着人类在地球上经历了漫长的岁月。有时候微风轻拂，使人感到清心；有时候暖风扑面，使人感到舒适；而有时候却狂风怒吼，给人类造成惨不忍赌的灾难。因此人类在很早以前就对风予以了高度关注。

对于风，人们从感觉上很容易知道风的大小和方向，但这只是一个感性的认识，不够精确。随着人类对风的不断深入认识和科学技术的不断发展，人们对风的研究也不断地跃上了从概化到量化的新台阶，于是便催生了测量风向风速的仪器。

风的测量历史：风向风速仪是气象上用来测量风的仪器，一般由测量风向装置和测量风速装置两部分组成。这种仪器由来已久，应用比较广泛，分类与品种也很繁多，早在1800多年前的东汉时代，我国著名的科学家张衡，就发明了世界上第一个测量风向的仪器——风信器，既叫“相风铜鸟”，又叫作“候风仪”。同样的测风仪器在欧洲直到12世纪才出现，比张衡要晚1000多年。

“风信器”就是用来指示风向的仪器，这种仪器制作起来比较容易，但要制作测量风速的仪器就不是一件容易的事。能测风速的“风速计”直到17世纪才出现，它的发明者便是英国物理学家、天文学家罗伯特·胡克。他的这项发明真是绝妙！原来，它的关键是一块很轻的木板，这块木板可以自由摆动，当风吹来时，这块木板就在一个分度标尺上移动，这样就记录下了风的速度。胡克的这项发明大约在17世纪末期。到了18世纪，风速计又有了许多新的设计。以后，风速计虽然有了很大的改进，但是其基本原理却是相同的。现在，在气象台的观测场地上，10多米高的测风仪总是“高高在上”，它既能测风向，又能测风速，日日夜夜为我们提供着最新的风向风速资料。

如果我们懂得了风向风速仪的工作原理，并根据它的原理，也可以制作出新型的风向风速仪。

 

三、        教学过程

（一）引入：

1.    课件播放与风有关的图片。

“首先让我们先来看这几张图。它们都表现了同一种自然现象”

“没错，这就是风”

2.    展示风的两面性，辅助学生理解。

“大家觉得风有用吗，有什么用呢？”（风力发电、吹散雾霾、传播花粉等）

环环递进，启发学生对风的思考和关注。

点明风对人类的重要影响，为了趋利避害，人们从祖先开始即关注风。

3.    引导学生思考，我们应该用什么样的量化指标衡量风。

举摇头电扇的例子，引出风的两要素——风向和风速

4.    展示从古至今科学家们测量风的仪器，进而引出今天的实验。

（二）讲述

1、        风的利弊

风是我们常见的自然现象，生活中它对我们也是有利有弊。

好处1：风可传播植物花粉、种子，帮助植物授粉和繁殖。比如最常见的例子是蒲公英的种子就是靠风来传播的。

好处2：风能是分布广泛、用之不竭的能源。利用风能发电，我们就减少了化石能源的利用，保护了环境。

好处3：大风吹散雾霾，客观上改善了空气质量

好处4：风在农业中队改善农田环境起着重要作用。我们知道空气流动而形成风，风将空气中的二氧化碳，氧气，热量等进行输送和交换。为农作物的成长创造了条件。

弊端1：大风对土地的影响。大风可能会造成土壤的侵蚀，土地沙漠化等。比如黄土高原的形成。

弊端2：风对农业的坏处。它能传播病原体，蔓延植物病害作物倒落、树木断折、落花落果等，给人们的生产和生活造成危害。

弊端3：大风扬沙天气为人们的生产生活带来不便。

2、        风的量化指标

风的等级：常规来说，风是指空气的水平运动分量，包括方向和大小，以风向、风速或风力表示。风力是指风吹到物体上所表现出的力量的大小。

根据风吹到地面或水面的物体上所产生的各种现象，风力大小分为13个等级，最小是0级，最大为12级。

根据我国2012年6月发布的《风力等级》国家标准，依据标准气象观测场10米高度处的风速大小，将风力等级可划分为18个等级，最小0级，最大17级。

风的单位：表达风速的常用单位有三个，分别为海里/小时、米/秒、公里/小时，我国台风预报时常用单位为米/秒。

风力的形象描述——《风力歌》：

有关不同等级风力的大小，我们用一首《风力歌》来感受下。

l  0级烟柱直冲天，1级青烟随风偏

l  2级风来吹脸面，3级叶动红旗展

l  4级风吹飞纸片，5级带叶小树摇

l  6级举伞步行艰，7级迎风走不便

l  8级风吹树枝断，9级屋顶飞瓦片

l  10级拔树又倒屋，

l  11,12级陆上很少见。

 

 3、        人类对风的观测历史

风向风速仪是气象上用来测量风的仪器，一般由测量风向装置和测量风速装置两部分组成。这种仪器由来已久，应用比较广泛，分类与品种也很繁多，早在1800多年前的东汉时代，我国著名的科学家张衡，就发明了世界上第一个测量风向的仪器——风信器，既叫“相风铜鸟”，又叫作“候风仪”。同样的测风仪器在欧洲直到12世纪才出现，比张衡要晚1000多年。

“风信器”就是用来指示风向的仪器，这种仪器制作起来比较容易，但要制作测量风速的仪器就不是一件容易的事。能测风速的“风速计”直到17世纪才出现，它的发明者便是英国物理学家、天文学家罗伯特·胡克。他的这项发明真是绝妙！原来，它的关键是一块很轻的木板，这块木板可以自由摆动，当风吹来时，这块木板就在一个分度标尺上移动，这样就记录下了风的速度。胡克的这项发明大约在17世纪末期。到了18世纪，风速计又有了许多新的设计。以后，风速计虽然有了很大的改进，但是其基本原理却是相同的。现在，在气象台的观测场地上，10多米高的测风仪总是“高高在上”，它既能测风向，又能测风速，日日夜夜为我们提供着最新的风向风速资料。

（三）动手实验

1、        制作一个风向仪

（1）   首先我们准备好做风向仪的材料和工具：透明胶带、双面胶布、剪刀、纸盘、吸管，棉线（鱼线）、饮料瓶（洗干净，空瓶）

（2）   先拿出一个纸盘（就是我们过生日吃蛋糕用的那种）

（3）   找到盘子的圆心，用剪刀，从边缘剪切到刚才画的圆心处，折成一个圆锥形~保证圆锥形的底部和饮料瓶的粗细一致，用胶带纸，固定一下，放在一旁待用；

（4）   在饮料瓶的瓶底处，贴上一圈双面胶带，撕掉上面的一圈贴纸，把刚才做好的圆锥筒，固定在上面，用手压紧

（5）   拿出一根吸管，如果是长吸管，就剪掉一半，压瘪，用透明胶带固定在瓶盖上面

（6）   沿着扁平的吸管，剪开一条口，再沿着反方向压平

（7）   再拿出另一个纸盘，把纸盘卡在刚才吸管的缺口，作为风向仪的尾部

（8）   用棉线扎在瓶身上，调整位置，直到水平位置

（9）   打开风扇进行测验吧！

2、        制作一个风速仪

我们现在制作了一个可以确定风吹来的方向的仪器，还需要做一个测量风的转速的仪器

（1）   准备好实验用的材料和工具：吸管，纸杯（瓶盖），大头针（图钉）、带橡皮头的铅笔（或者一根较粗的吸管）。

（2）   用办公用的打孔器或者十字改锥，在4个纸杯上对称的打出两个孔，在1个纸杯上打出四个孔，孔距离要相等和对称，并在底部打一个孔；

（3）   把长吸管从纸杯（打四个孔的纸杯）中，交叉穿过，在中间交叉的地方，插一根大头针

（4）   在吸管的尾端，分别插入四个杯子，调整位置，保证平衡

（5）   把较粗的吸管从杯子底部穿进去，让大头针处于吸管里。

（6）   风速仪就完成了，打开风扇进行测试吧~

 

3、        制作一个合二为一的风速风向仪

（1）   准备好需要的材料和工具：笔、牙签、风向标、木质搅拌棒、透明胶带、瓦楞纸板

（2）   首先用木质搅拌棒（雪糕棒）制作一个简易的风速表。在纸板上画一个弧形的标尺，可以借助圆规，或者圆形的盖子/饼干桶/杯子等各种合适的圆形物体

（3）   在圆弧形上面标注出0~10的刻度

（4）   用铅笔小心的在圆心位置，戳一个小孔，然后把牙签插入洞中

（5）   用胶带纸将牙签两端各固定一个搅拌棒

（6）   一个测风速和风向的装置就完成了。

四、        测量与总结

1.    风向仪----测量与记录

（1）   使用之前，需先用指南针测定方位，使得新型风向风速仪的底座所标方位与实际方位一致。

（2）   改变风扇的方向，观察并记录风向标的箭头朝向，即风的方向。

附表：

                             

观测时间	第一次	第二次	第三次	第四次
风向

2.    风速仪----测量测量效果对比

在同样的风力条件下，自己做的风速仪效果比专业的风速仪如何？

3.    风速风向仪

思考一下，如何使用。

 

 

温馨提示：

（1）这种方法采用的是液压式风向风速仪的基本工作原理，能直观测出风向，风速的大小还需根据水面下降的高度进一步计算。

（2）实验过程中，使用刀片等工具时要注意安全，小心操作。

五、        说明

课件中可以多放图，以图文并茂的方式讲解，更容易理解。

 

 

《制作雨量筒》教师活动手册

一、        教学目标

本课程授课方式是以课件讲述配合实验操作辅助进行，旨在引导学生掌握气

象降水测量的原理和方法。同时，在实验制作的过程中锻炼其动手能力和操作能力，激发学生的科学兴趣和理性思维。

1、 知识目标：

了解气象降水量测量的原理和常用的测量方法

2、 能力目标：

在理解降水测量的原理基础上，学会实际动手测量降水量

3、 情感目标：

通过活动，可以激发学生对自然科学的兴趣，培养学生对外部环境的科学的认知方法，培养学生探索未知世界的兴趣。

二、        授课过程

1、 引入及讨论：（时长5分钟）

给学生展示一组降水的画面，让学生分辨这些降水是不是降水。打破学生对于降水的认识。逐一问学生图片上所展示的天气现象叫什么？一般发生在什么季节或者什么区域。

第一组：霜、雾、露、雾凇

第二组：雨、雪、冰雹/霰、雨凇

给学生正确的定义：大气中的水汽以液态或固态的形式到达地面，称为降水，其主要形式有雨、雪、雹、露、霜等。降水是地球上水循环的主要环节之一，是各种水体的直接或间接补给来源。

降水对于人类的生产和生活有着重要的影响，是气象、农业、水利等部门的重要观测项目。降水过多或过少，都会带来灾害。因此，人们需要知道一次雨或雪降下了多少水，也需要知道一年、一季或一月里当地下了多少雨(雪)。这样，就需要测定降水量。

2、 第二次引入：（时长5分钟）

（1）“同学们，说起雨雪大家肯定不陌生，说到雨雪大家会想到什么？你们印象最深的一场雨或者雪是什么时候？（此处作为思维发散）

“你们是怎么判断雨、雪的大小的？”

“大家知道多大的雨才能被称为暴雨吗？

（2）   课件播放几张不同等级雨、雪的图片（小雨，暴雨，小雪，大雪），辅助学生理解。

3、 知识普及：（时长10分钟）

如何判断降雨量的大小

民间测雨的方法：在我国民间，通常用下了几指雨或几寸雨(即渗透到土壤里几指深或几寸深)来说明一场雨的大小。这种办法对于粗略估计当地旱象缓和程度等是可以用的，但是它得到的资料不够精确，也不易互相比较。

据国家气象部门规定的降水量标准，降雨可分为小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨和特大暴雨6种。由于我国幅员辽阔，少数地区根据本省具体情况另有规定。例如，多雨的广东日雨量80毫米以上称暴雨；少雨的陕西延安地区，日雨量达到30毫米以上就称为暴雨。

儿歌说降雨：

《降雨歌》

小雨唰唰湿地皮，

中雨哗哗地有泥。

大雨四溅声激烈，

倾盆如注是暴雨。

《降雪歌》

小雪不会挡视线，

中雪地面白一片。

大雪积雪快而厚，

五百米外看不见。

4、 补充知识点：（5分钟）

形成降水的条件：一是要有充足的水汽；二是暖而湿的空气与冷空气交汇，促使暖湿空气被冷空气强迫抬升，或由暖湿空气沿锋面斜坡爬升，使气块能够抬升并冷却凝结；三是要有较多的凝结核。

人工降雨：人工降水也称人工增雨，是根据降水形成的原理，根据不同云层的物理特性，用飞机、火箭弹人为的向云中播撒干冰、碘化银、盐粉等催化剂促使云滴迅速凝结、合并增大，形成降水。

5、 第三次引出：测量降雨量（时长15分钟）

（1）   “其实，在气象术语中，下雨和下雪都统称为降水。降水量是可以观测的。

（2）   课件播放几张常见的专业降水量测量器材的图片。

（3）   “我们在日常生活中，没有专业设备，可以制作一个简单的雨量器来测量降雨到底有多大。”

讲解：

气象降水的定义：为了使降水量具有较高的精确性和比较性，气象观测规范中规定：从云中降落到地面上的液态或固态降水（经融化后），在无渗透、无蒸发、无流失情况下，通过专用的器皿进行收集，测量出其所积聚的水层深度，我们称为降水量。降水量以毫米为单位。

在气象上，常常通过测量某一段时间内降水量的多少来划分降水强度和等级。

                                    1毫米的雨量，表示在没有蒸发、流失、渗透的平面上，积累了1毫米深的水。如果按1亩地的面积计算，就等于往1亩地里倒了0.667立方米的水。也就是等于往1亩地里倒了667千克水。

降雨量的划分：气象学中常有年、月、日、12小时、6小时甚至1小时的降水量，6小时中降下来的雨雪统统融化为水，称为6小时降水量；24小时降下来的雨雪统统融化为水，称为24小时降水量；一个旬降下来的雨雪统统融化为水，称为旬降水量……一年中，降下来的雨雪统统融化为水，称为“年降水量”。

降雨等级：通常说的小雨、中雨、大雨、暴雨等，一般以日降雨量衡量。

根据气象部门对降水量大小的统一划分，规定24小时降雨量分为六级：其中小雨指日降雨量在10毫米以下；中雨日降雨量为10~24.9毫米；大雨降雨量为25~49.9毫米；暴雨降雨量为50~99.9毫米；大暴雨降雨量为100~200毫米；特大暴雨降雨量在200毫米以上。将 24 小时降雪量分为四级：小雪指日降雪量在2.5毫米以下；、中雪指日降雪量为2.5～4.9毫米、大雪指日降雪量为5.0～9.9毫米、暴雪指日降雪量为10.0毫米以上。

常用的降水测量方法：雨量器是用于测量一段时间内累积降水量的仪器。专业的雨量器有很多种，有人工的瓶储式，有虹吸的自记式，也有自动的翻斗式等。

最基本的一种如下图所示：外壳是金属圆筒，分上下两节，上节是一个盛水漏斗，为防止雨水溅失、保持器口面积和形状，筒口用坚硬铜质做成内直外斜的刀刃状；下节筒内放一个储水瓶用来收集雨水。测量时，将雨水倒入特制的量筒内读取降水量毫米数。降雪或者冰雹等固体物降落时，则将储水瓶取出，换上不带漏斗的筒口，雪花和冰雹可直接收集在雨量筒内，待雪或冰雹融化后再读数，或者用人工将固体降水物融化后再进行测量，也可以称出雪的重量，然后把重量换算成体积，根据筒口面积换算成毫米数。

图2—量雨器示意图

6、 实验过程（时长30分钟）

1.    开始制作简单雨量器

下面我们将用2种不同的方法制作2款简单雨量器，

n  直测式雨量器

（1）   将平底塑料瓶上部锥形部分裁剪下来，作为漏斗备用。裁剪之前最好在瓶子上画一个轮廓，尽量一次性裁剪成型。

（2）   将裁剪下来的漏斗倒着放在剩余瓶体上，形成一个倒放接水装置。

（3）   用胶带将漏斗与瓶身缠绕固定好，使其能牢固水平放置。保持漏斗接水口水平、光滑。

（4）   取一张硬纸，在上面画上刻度，最小每格1毫米。画完后，用剪刀将刻度条裁剪成细细的刻度尺，用透明胶带将其固定在瓶身上，并缠绕好，防止水湿。

（5）   如果找不到平底的塑料瓶，可以使用底部不平的瓶子，使用时先在底部加些水，水面高于底部凸起的不分，直至底面全部水平，贴刻度尺的时候，“0”刻度线的位置与该水平面对齐。

（6）   这样，一个简易直测式雨量器就做好了。

直测式雨量器制作比较简单，但实际测量误差比较大，雨量越小，测量精度越差，雨量小于1毫米时，几乎无法读数。

所以，下面即将介绍的第二种方法更适合平常实际测量时使用。

图3：直测式雨量器

n  量筒式雨量器制作

（1）   雨水收集器的制作：

将塑料漏斗平整地放在瓶子上，保证风吹雨打时不会晃动或掉地。如下图所示。

图3：量筒式雨量器

（2）   专用量筒的制作。

a)     测量出雨水收集器漏斗的直径。

b)     测量出塑料量筒的直径。

c)     根据以下公式计算出雨水收集器收集的雨量在量筒中对应的高度。

             例如，漏斗直径是150毫米，量筒直径是50毫米，我们来计算雨

水收集器采集的1毫米降水导入量筒后的高度是多少，计算步骤是：

                 圆柱体体积=π*半径*半径*高

1毫米雨量的体积

=3.1416*75㎜（漏斗半径）*75㎜ *1㎜（降水高度）

=17651.5毫米³

50毫米直径的量筒底面积

=3.1416*25（量筒半径）*25=1962.5毫米²

1毫米雨量导入量筒后的高度

=17651.5毫米³/1962.5毫米²=9毫米

也就是说，漏斗中接到的1毫米雨量导入量筒中的高度是9毫米。

d)     在硬纸板上画好一张最小每隔9毫米为单位的刻度表，需要画多少个单位视量筒的高度，比如量筒高度是20㎝，可以画20个单位（9㎜*20），并依次标好0,1,2,3,4…20(单位为毫米)，将刻好的刻度用剪刀裁剪成细细的刻度条，并贴到量筒上，如下图所示。

e)     这样，一个简易量筒式雨量器就做好了。

使用量筒式雨量器测量降水量时，如果水量太多倒不下，可以分多次导入，然后把几次的数字相加，就是总的降水量。用这种方法测

量的降水量可以精确到0.1㎜。

2.    测量与记录

（1）   使用喷头模拟降雨（也可以直接倒入），使用2种雨量器分别测量雨量的大小，并记录在表格中。

（2）   对比2种雨量器测量结果是否一样，差距是多大。

附表：

注：观察间隔时间长短可自行决定。

     表格的样式可自行设计。

温馨提示：

（1）   实验过程中，使用剪刀等工具时要注意安全，小心操作。

（2）   画刻度线时要细心、认真，尽量做到刻度均匀、线条平直。

三、        实验工具与材料

（1）     直测式雨量器制作的工具与材料

1.     1个尽可能大的平底塑料瓶，食用油瓶等，最好用现成的透明盛液筒。

2.     剪刀1把

3.     尺子1把

4.     硬纸若干张

5.     透明胶带1卷

（2）     量筒式雨量器制作的工具与材料

1.     口径稍大的塑料漏斗1只

2.     直径略小于漏斗的塑料瓶1只

3.     直筒型塑料量筒1个

4.     透明胶带1卷

5.     硬纸若干张

6.     剪刀1把

7.     用于记录的纸笔若干

 

四、        说明

课件中可以多放图，以图文并茂的方式讲解，更容易理解。