《风的形成》演示实验的创新

田家顺

《风的形成》一课选自河北版小学五年级科学(上册)教材第16课。该课是在三年级认识空气和风的基础上，进一步探究风的形成，了解热传递的另一方式—对流，为以后研究保温和散热奠定基础。

风的形成模拟实验，主要是让学生探究风的成因，引领学生学会观察和分析实验现象，直接感知空气因热而流动的过程，从而明白风的形成是由于这样的空气在流动，知晓原理，激发学生对自然界的好奇感，培养学生的科学探究能力。

一、实验原型及不足之处

本实验原型来自课本示意图，是把一支蜡烛放进实验箱内，把湿毛巾放在实验箱的进风口，点燃蚊香放在进风口，观察烟的流动方向。点燃箱内的蜡烛，再把蚊香放在进风口，观察蚊香烟流动的方向(如图1所示)。

图1

根据书中示意图经过笔者多次实验，发现实验效果不明显，学生不易观测到烟的存在及流动，且产生实验现象需要十多分钟时间，严重影响课堂效率，经过反复分析、实验，发现实验原型存在以下不足：

(1)蚊香烟雾较轻薄，烟的运行轨迹不明显。

(2)选择蜡烛做热源有弊端：①蜡烛在实验箱内，实验操作时不方便点燃和熄灭；②蜡烛容易烤焦实验箱，存在安全隐患；③蜡烛在密封的演示箱内很容易熄灭。

二、实验创新与改进之处

根据上面的研究，笔者在实验器材与实验方法上进行了一系列的改进与创新：

(1)本实验为演示实验，为达到最佳演示效果，笔者采用了玻璃器材，正面与顶、两侧透明，有利于各个方位的学生进行观察，背部粘贴绿色卡纸，以衬托烟的颜色，不仅让学生清晰地观察到烟的运行轨迹，同时更好地保护了学生的视力。

(2)实验用的热源用275 W发热的灯泡替换原来燃烧的蜡烛，优点如下：

①产生的高温，使空气流动速度加快，能在较短时间内观测到实验效果，提高实验效率。

②操作简单方便，只需开、关电源即可。

③减少干扰，蜡烛在燃烧时也会产生烟雾，学生容易与实验中的烟雾混淆，这样更加增强了实验的说服力。

(3)热源周围用卡纸做1个灯罩，以防实验中灯泡产生的强光刺眼，同时在灯罩的一边剪1个缺口，保证箱内的亮度，能清楚地观察到烟的轨迹。

(4)原实验用的蚊香换成了艾叶条，它产生的烟雾更浓更环保，学生观察起来更清晰。

三、实验器材

风的形成演示箱(玻璃箱)、艾叶条、湿毛巾、酒精灯、玻璃杯、实验记录纸。

四、实验原理及装置说明

原理：空气受热，热空气上升，冷空气填充，形成对流，产生风。

实验装置如图2所示。

图2 装置平面图

五、实验过程

通过对比实验，探究风的形成。

1.探究在灯不亮的情况下烟是怎样流动的

第一步：安装实验演示箱，并进行实验提示。

在进风口的位置放置1条温毛巾，加大箱内与箱外的温差，以加快空气的流动。

(1)实验过程中除了进风口、出风口，风箱要不透风；

(2)实验中要注意用电、用火安全。

(实验期间学生认真观察实验现象，小组内可以用图画、文字等方式记录实验现象。)

第二步：用酒精灯点燃艾叶条，放到实验箱进风口处。

经过观察得出实验结论：在灯不亮的情况下，烟雾是徐徐上升的。没有进入演示箱。

2.探究在灯亮后箱内温度升高的情况下，烟有什么变化

第一步：打开电源开关，让实验箱内的灯亮起来，与前面灯不亮的现象进行对比，引导学生观察烟的流动方向。

经过观察，在学生讨论的基础上得出实验结论：空气受热后会上升，周围的冷空气会补充过来，从而形成风。

第二步：关闭电源，熄灭艾叶条，填写实验结论。

六、装置不尽如人意的地方

由于灯泡发热不集中，形成烟雾在灯泡周围比较散。