风向与风速
风速风向相关性计算公式
风速风向相关性计算公式风速和风向是气象学中两个重要的参数，它们对于天气预报、气候研究以及风能利用等方面都具有重要的意义。
风速指的是单位时间内风向上空气的运动速度，通常以米/秒或千米/小时为单位。
而风向则是指风的吹向，通常以360度表示，0度代表正北方向，90度代表正东方向，以此类推。
风速和风向之间的相关性是指它们之间的关联程度，即当风速发生变化时，风向是否也会随之变化。
在气象学和气候学中，研究风速和风向的相关性可以帮助我们更好地理解大气环流的规律，从而提高天气预报的准确性，同时也有助于风能的开发利用。
风速风向相关性的计算公式是一种用来衡量风速和风向之间关联程度的数学方法。
常见的计算公式包括皮尔逊相关系数、斯皮尔曼相关系数和肯德尔相关系数等。
下面将分别介绍这几种相关性计算公式的原理和应用。
皮尔逊相关系数是一种用来衡量两个连续变量之间线性关系强度和方向的统计量。
在风速和风向的相关性计算中，可以使用皮尔逊相关系数来计算它们之间的线性关系。
具体的计算公式如下：r = Σ((Xi X平均) (Yi Y平均)) / (n σX σY)。
其中，r表示皮尔逊相关系数，Xi和Yi分别表示第i个样本的风速和风向，X平均和Y平均分别表示风速和风向的平均值，n表示样本数量，σX和σY分别表示风速和风向的标准差。
通过计算得到的皮尔逊相关系数r的取值范围为[-1, 1]，当r>0时表示正相关，r<0时表示负相关，r=0时表示无相关性。
斯皮尔曼相关系数是一种用来衡量两个变量之间的单调关系的统计量。
在风速和风向的相关性计算中，可以使用斯皮尔曼相关系数来计算它们之间的单调关系。
具体的计算公式如下：ρ = 1 6 Σd^2 / (n (n^2 1))。
其中，ρ表示斯皮尔曼相关系数，d表示风速和风向的等级差，n表示样本数量。
通过计算得到的斯皮尔曼相关系数ρ的取值范围为[-1, 1]，当ρ>0时表示正相关，ρ<0时表示负相关，ρ=0时表示无相关性。
《风向和风速》上课
目录
• 风向和风速的基本概念 • 风向和风速的影响因素 • 风向和风速的应用 • 风向和风速的案例分析 • 总结与展望
01
风向和风速的基本概念
风向的定义
总结词
风向是指风吹来的方向，通常用方位角表示。
详细描述
风向是指风吹来的方向，通常用方位角来表示。方位角是指从正北方向顺时针测量到风向的角 度，例如北风为0度，东风为90度，南风为180度，西风为270度。
气候因素
温度差异
不同地区之间的温度差异会导致气流运动，形成风。例 如，赤道附近的热空气上升，导致低气压区，而较冷的 气流会从极地高压区流向赤道低压区，形成风。
季节变化
随着季节的变化，太阳直射点的移动导致地球表面温度 和气压的变化，从而影响风向和风速。例如，在冬季， 冷空气从北向南移动，而在夏季，暖空气从南向北移动。
风速的定义
总结词
风速是指单位时间内空气在水平方向 上移动的距离。
详细描述
风速是指单位时间内空气在水平方向上 移动的距离，通常以米/秒（m/s）为单 位。风速的大小反映了风的强度，是气 象学中一个重要的参数。
风向和风速的测量方法
要点一
总结词
风向和风速的测量通常使用风向标力发电
风力发电是利用风能进行发电的一种可再生能源。通过测量和分析风向和风速，风力发电厂可 以选址和设计最佳的风力发电机组，提高发电效率和产能。 了解风向和风速的规律对于维护和管理风电设备也至关重要，可以预防设备损坏和维护成本。
农业和林业
在农业和林业领域，风向和风速对作物的生长和收成、林业 生产和森林火险具有重要影响。了解当地的风向和风速可以 帮助农民和林场主制定合理的种植和保护计划，提高生产效 益。
科学风向和风速知识点总结
科学风向和风速知识点总结一、风的形成原理风是由气压差驱动的空气质量移动所产生的运动。
在地球表面，气压差是由地球的不同地区与不同高度上的温度和湿度差异所造成的。
气压差能够导致风的产生，气压差产生的原因有两个方面，一是地球自转所产生的离心力，二是地表温度差异所引起的气压差。
地面高压区域的空气质量要大于低压区域，所以在这两种情况下都会形成气流。
当气流向高压区域流动时，受到地球自转的离心力作用，气流会呈现出螺旋状的流动，最终形成了旋涡状的空气流，这就是风的形成原理。
二、风的影响因素风的影响因素主要包括气象条件、地形条件和人类活动等方面。
气象条件是指气温、湿度、大气压力等因素的变化所产生的影响，气温、湿度和气压的差异会导致风的产生。
地形条件是指地形的高度和坡度对风速和风向的影响，山地、丘陵和平原地区的风向和风速会有所不同。
人类活动也会对风向和风速产生一定的影响，如城市化程度的增加、工业化和交通运输等活动都会对风向和风速产生一定的影响。
三、风速的测量方法风速的测量方法主要包括地面观测和高空观测两种方式。
地面观测是通过安装在地面上的风速计、风向计等设备对地面上的风速和风向进行测量的。
高空观测是通过气象气球、卫星和飞机等设备对大气中的风速和风向进行测量的。
地面观测和高空观测相结合，能够更全面地了解大气中的风速和风向的变化情况。
四、风向和风速的预报技术风向和风速的预报技术主要包括静态方法和动态方法两种。
静态方法是通过分析气象条件和气象要素的变化来进行预测的，主要依靠统计学方法和气象参数的分析。
动态方法是通过数值模型、动力模型和统计模型等手段来进行预测的，主要依靠气象资料和气象模型的应用。
静态方法和动态方法相结合，能够提高风向和风速预报的准确性和可靠性。
五、风向和风速的应用领域风向和风速在气象预报、航空航海、环境监测、农业生产和能源开发等领域有着广泛的应用。
在气象预报方面，风向和风速的准确预报能够为人们的日常生活和出行提供重要的参考依据。
四年级上册科学风向和风速
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四张图同一主题：风
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风 向：风吹来的方向。
西北 西
北 东北
北风
由北向南吹的风
东风
东 由东向西吹的风
西南
东南风
东南
由东南向西北吹的风南. Nhomakorabea7
北
西
东
南
小活动
根据旗面飘动的情况辨别风向
风向测量工具：风向标。 风向标的箭头指向的是风吹来的方向。
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8
动动手:制作风向标
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9
测量风向： 有哪些方法可以用来确定方位？
风向标的箭头指向=风吹来的方向
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风 速 风每秒钟行进多少米
风速测量仪器：风速仪。
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天气日历： 简化的风速等级
巧妙连线
二级风 四级风 五级风 六级风 七. 级风
举伞步行艰 微风吹脸面 枝摇飞纸片 带叶小树摇 迎风走不便 14
这些问题你知道了吗？
1、风向是指( 风吹来 )的方向，如:北风、西风、东南 风、东北风。
2、风向标是 ( 测量风向 )的仪器。 3、风的速度是以风 ( 每秒钟行进多少米 )来计算。 4、风速仪是( 测量风速 )的仪器。
5、气象学家把风速记为( 13个 )等级。
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此课件下载可自行编辑修改，供参考！ 感谢您的支持，我们努力做得更好！
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风速和风向
12
32.5及以上
飓风：内陆少见，暴力性的损坏。
在天气日历中我们怎样用我们的感官来描述风速的呢？
每天都要进行观 察，便于以后的记录。 从今天开始，我们完 成我们的天气日历， 每天都要测量风速和 风向。
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8.0—10.7
10.8-13.8 13.9-17.1 17.2-20.7 20.8-24.4 24.5-28.4 28.5-32.4
中风：小树轻摇。
较大风：大树摇摆，难以打伞； 接近强风：整棵树摇，迎风走路不适。 强风：树枝从树上折断，难以迎风走路。 大强风：对建筑物有损伤，瓦片吹落。 风暴：树连根拔起，损坏性强。 巨型风暴：大面积的损坏。
西南
东南
南
测量风向的仪器：风向标。 风向标的箭头指向的是风吹来的方向， 我们用它来描述风向。
可以先用指南针或者周围的 自然景物来确定方向，然后 再观察风向标的箭头指向。
我们还有哪些方法确定风向和 测量风向呢？
小活动 根据旗面飘动的情况辨别风向
风的速度是以风每秒行进多少米来计算的。
测量风速的仪器：风速仪。
小知识
风速仪有3---4个风杯，连接在一个 类似于自行车轮子的辐条上，辐条在 风吹的时候带动中间的轮轴，安装在 轮轴上的示速器就显示出风速
蒲福风力等级
风速等级 （风级）
0 1 2 3 4
风速 （米/秒）
0.0-0.2 0.3-1.5 1.6-3.3 3.4-5.4 5.5-7.9
特征描述
平静：烟垂直上升。 轻风：不能吹动风向标、但使烟飘移。 微风：脸可感受到风吹，树叶沙沙响，风向标动。 柔风：树叶、小树枝和旗被吹动； 小风：扬起尘土和纸片，树枝摇动。
风向与风速实验报告
风向与风速实验报告风向与风速实验报告一、引言风是地球大气层中的空气运动，它对人类生活和自然环境产生着重要影响。
了解风的方向和速度对于气象预测、建筑设计以及农业生产等方面具有重要意义。
本实验旨在通过测量风向和风速，探究风的运动规律。
二、实验原理风向是指风的来向，通常用度数表示，0度代表正北方向，90度代表正东方向，以此类推。
风速是指风的运动速度，通常用米每秒（m/s）或千米每小时（km/h）表示。
本实验使用风向标和风速计进行测量。
三、实验材料1. 风向标：用于指示风的来向。
2. 风速计：用于测量风的运动速度。
3. 计时器：用于计算风速。
四、实验步骤1. 设置风向标：将风向标竖直插入地面，确保其能够自由旋转。
2. 观察风向：根据风向标指示的方向，记录下风的来向。
3. 测量风速：使用风速计，在风向标下方保持一定距离，将风速计对准风的运动方向。
启动计时器，并记录下所测得的风速。
五、实验结果1. 风向：根据观察，风向标指示的方向为东北方向，即约为45度。
2. 风速：经过多次测量和计算，得出平均风速为3.5m/s。
六、实验讨论1. 风向的变化：风向标的指示会随着时间的推移而发生变化。
通过观察风向标的旋转情况，我们可以推测风的来向是否发生了变化。
2. 风速的影响因素：风速受到多种因素的影响，如地形、气压差异、季节等。
在不同的环境条件下，风速可能会有所不同。
3. 实验误差：本实验中，测量风速时可能存在一定的误差，如人为操作不准确、风速计的精度等。
为了减小误差，可以进行多次测量并取平均值。
七、实验结论通过本次实验，我们成功测量了风向和风速。
风向标指示的方向为东北方向，风速为3.5m/s。
这些数据对于气象预测、建筑设计以及农业生产等方面具有重要意义。
同时，我们也认识到了风向和风速受到多种因素的影响，需要进一步研究和实验来深入了解风的运动规律。
八、实验改进为了提高实验的准确性，可以考虑以下改进措施：1. 使用更精确的风速计进行测量。
4风向和风速PPT课件
注意：
箭头和箭翼以及 插入的大头针要 尽可能在同一平 面内。
风向可以用风向标来测量。 风向标的箭头指向的是风吹来的方向。
（记录）
8
• 使用自制的风向标测量风向时应注意： • 第一，明确所在的方位是正确判断风向的基础。 • 第二，风向的观测活动一定要在室外空旷的地
方进行。
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说一说：风速是什么？
风速测量仪器： 风速仪。
You Know, The More Powerful You Will Be
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Thank You
在别人的演说中思考，在自己的故事里成长
Thinking In Other People‘S Speeches，Growing Up In Your Own Story 讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
14
飓风：内陆少见，暴力性的损坏。
风速以风每秒行进多少米来计算(m/s)
气象学：风速分为13个等级（记录红字）
小学阶段我们也可以把它简化为3个风速
无风 (旗子不动)
微风 (旗子微动)
大风 (旗子展开)
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0级风
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1级风
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3级风
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6级风
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8级风
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10级以上大风
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这些问题你知道了吗？
4、风向和风速
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风看不见,摸不着,但能感觉得到， 说一说：我们如何描述风的特点呢？ 记录：风的基本特征可用风向和风速来描述
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风 向 是指风吹来的方向。（记录）
西北 西
北风
北
由北向南吹的风
东北
东风
由东向西吹的风
东
东南风
风向与风速
风级歌
零级无风炊烟上
七级疾风步难行
一级软风烟稍斜 二级轻风吹脸面 三级微风红旗展 四级和风纸片飞 五级清风水起波
八级大风树枝断 九级烈风瓦片飞 十级狂风树根拔 十一级暴风陆罕见
六级强风举伞难
十二级台风浪滔天
• 使用自制的风向标测量风向时应注意：
• 第一，用指南针确定方向。
• 第二，风向的观测活动一定要在室外空旷的地 方进行。
我们的风速等级
0
无风（纸片不动）
1
微（纸片微动）
2
大风（纸片抖动）
风速等级 （风级）
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
风速 （米/秒）
0.0-0.2 0.3-1.5 1.6-3.3 3.4-5.4 5.5-7.9 8.0—10.7 10.8-13.8 13.9-17.1 17.2-20.7 20.8-24.4 24.5-28.4 28.5-32.4 32.5及以上
四年级科学上册
水见它皱眉，花见它弯腰， 树见它摇头，云见它就跑。
北 风 西风
风向：风吹来的方向。 风向图
小活动
根据旗面飘动的情况辨别风向
北
西
东
南
风向测量工具：风向标。 风向标的箭头指向的是风吹来的方向。
制作方法：
1、选一根硬一点的吸管，在吸管的两端纵 向切开约1厘米的缝隙。 2、用硬纸板剪一个大小适中的箭头和一个 稍大的箭翼。分别插入吸管两端的空隙， 并固定。
特征描述
平静：烟垂直上升。 轻风：不能吹动风向标、但使烟飘移。 微风：脸可感受到风吹，树叶沙沙响，风向标动。 柔风：树叶、小树枝和旗被吹动； 小风：扬起尘土和纸片，树枝摇动。 中风：小树轻摇。 较大风：大树摇摆，难以打伞； 接近强风：整棵树摇，迎风走路不适。 强风：树枝从树上折断，难以迎风走路。 大强风：对建筑物有损伤，瓦片吹落。 风暴：树连根拔起，损坏性强。 巨型风暴：大面积的损坏。 飓风：内陆少见，暴力性的损坏。
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风向与风速
使用范围：义务教育课程标准实验教科书《科学》四年级上册第一单元第四课
●教材分析及设计意图：
本课是第一单元第四课。
风的观测对学生来说有一定的难度，因为我们无法看到风，只能借助其他事物来感受风的变化。
本课分为两部分。
第一部分：风向和风向标。
对有些学生来说，确定风向是困难的事，他们不清楚该是把风吹来的方向确定为风向，还是把风吹去的方向确定为风向。
教科书对此进行了详细的指导。
需要指导学生明确：风向指的是风吹来的方向，风向可以用八个方位描述。
风向可以用风向标来测量。
还可以用简易办法测量风向，比如红旗飘动方向，树枝摇动方向等。
第二部分：风速和风速等级与怎样描述风速。
风的速度是以每秒风行进多少米来计算的。
风速仪是测量风速的仪器。
气象学家把风速记为13个等级，即“蒲福风力等级”。
而蒲福风力等级比较复杂，小学四年级学生难以把握和区分。
所以采用观察吹动红旗的状态来估计风速，把风速分为无风，微风和大风三个等级，并以此记录在“天气日历”中。
由于四年级学生思维处于感性认识阶段，所以本课通过形象的课件图片和学生亲身制作一些直观的教具让学生更容易接受抽象的“风”。
同时本单元第二课中要求在这一个月中观察记录“天气日历”，而作为四年级学生还不能够做到长期坚持观察天气，记录“天气日历”，所以在课堂中要适当引导并提示学生观察记录风向和风速，培养学生养成坚持做观察记录的习惯。
本课教材内容安排偏多，建议用两课时完成。
或者将制作风旗作为课前准备性作业，以利于学生有更充分的时间进行风向标制作、风向和风速测量的自主探究活动。
●教学目标：
1.科学概念：
风可以通过自然界中事物的变化来感知，可以用风向和风速来描述。
2.过程与方法：
（1）自制简易风向标和小风旗。
（2）用自制的风向标和小风旗测量风向和风速，并使用适当的方法记录观察结果。
3.情感、态度、价值观：
（1）感受到使用简单工具能对天气观察活动提供很大的帮助。
（2）进一步提高观察天气现象的兴趣和好奇心。
●教学重点：
理解风向的定义，并能正确描述、风向和风速。
●教学难点：
风向标和小风旗的制作与使用，并使用适当的方法记录观察结果。
●教学准备：
1.为每小组准备：制作的风向标的材料：一支带橡皮擦的铅笔、吸管、两张卡纸、大头针、透明胶、剪刀和小刀；指南针。
2.教师准备：自制风向标，小风旗，电风吹，指南针，收齐每小组已经做好的小风旗，写有“风的大小的简单等级表”小黑板，课件。
●教学过程：
一、谈话引题
1.小游戏“我是哪里人 ?”。
请5个来自不同地区的同学介绍是来自哪里，比如来自山东就可以称为“山东人”（为“风向”的定义作铺垫）。
今天，我还想介绍一位每个人都认识的老朋友，看每个图片里都有它，猜猜它是谁？
[PPT2~6] 出示：风吹柳枝，女孩子飘扬的头发，国旗飘扬，烟囱的烟，在晒着的衣服等。
2.这个老朋友是谁？（预设：风）你们看见“风”了吗？说说理由。
[PPT7] 之前几幅图缩小在一页上。
预设⑴生：烟囱的烟歪了，国旗展开了，柳枝歪曲了等。
是啊，我们只看见这些物体歪曲了，歪斜了，但是还是没有看见风。
预设⑵生；物体都被风吹得歪斜弯曲了。
3.[PPT8] 小结：风，是看不见的，但是可以借助其他物体来感受它的变化。
二、探究过程
1.认识风向和风向标。
（1）认识风向。
①风就在我们身边，我们时常能感受到，它也是天气的一个特征。
天气预报工作人员是怎么预报风的情况呢？
（预设：东风，西风，北风，西南风，微风，大风，等。
）教师板书
②“东风、西风、北风”等的称谓，是描述风的哪方面特征？
（预设：方向。
）
③风是有方向的，我们用“风向”来描述，(板书：风向。
)
风向是指风吹来的方向，如北风是有北向南吹来的风，西风是有西向东吹来的风，东南风是由东南向西北吹来的风。
[PPT9] 风向是风吹来的方向，风的“来源”。
这也像我们课初的介绍，来自哪里就称“哪里人”一样。
④天气预报从几个方位来描述风向呢？
（预设：东南西北，东南，东北，西南，西北。
）
教师出示风向图，示范风向符号的画法。
风向图中，总是将北方画在上面，“上北下南，左西右东”。
风向符号一般用箭头表示，箭头指向风吹来的方向。
请学生也画一画。
⑤生活中，有办法知道风吹来的方向吗？
预设⑴生：衣服，国旗，柳枝的飘扬方向来判断风向。
预设⑵生：风向标。
（2）制作、使用风向标。
①出示自制的风向标，观察风向标在风的吹动下，风向标的箭头指向哪里。
教师左手拿风向标，右手拿电吹风吹，同时讲解使用风向标的注意点：风向标要拿平稳，平行于地平面，不乱动。
[PPT9] 风向可以用风向标测量。
风向标的箭头指向的是风吹来的风向，我们用它测量风向。
②指导学生制作风向标。
[PPT10] 风向标的制作方法：A.在吸管两端纵向切开1厘米的缝隙；B.用硬纸
板剪一根大小适中的箭头和一个稍大的箭翼；C.用一根大头针穿过吸管平衡点并插入铅笔一端的橡皮中，使其能自由转动。
安全提示。
提醒注意:A.在吸管两端纵向切开1cm的缝隙；B.安全使用剪刀和小刀。
③小组制作风向标，教师巡视指导。
④如何用自制方向标测量风向？
预设：A．到教室外，宽敞的地方。
B．要用指南针或周围的自然景物来确定方向，再观察风向标的箭头指向。
[PPT11]出示要求：A.迅速排好队进入操场并保持安静；
B.进入操场后，以小组为单位分散测量风向；
C.两分钟内出现次数最多的风向是当时风向；
D.教师吹哨时，整队集合。
（各小组已做好的小风旗做好记号，在课前收齐并带去操场。
）
⑤学生进入操场。
明确方位后，学生开始测量。
⑥汇报交流：描述实际的风向。
2.用小风旗测风速。
（1）国旗在风的吹动下，有时旗面全展开，有时候旗面却是下垂，这是为什么？
预设：风的大小。
（2）风向可以用风向标测量，风的大小也可以用小风旗测量。
为了在我们的“天气日历”中记录得简单又方便，我们把“风的大小”简单分为三等级。
讨论确定：用小风旗的旗面变化表示风力的大小。
如：旗子不动，表示无风，用“0”表示；旗子微动，表示微风，用“1”表示；旗子展开，表示大风，用“2”表示。
（3）举起小风旗，判断实际的风速。
3.认识风速于风速等级。
（1）风的大小用风速来描述。
（板书：风速。
）
[PPT12~13] 风速：风的速度是以风每秒行进多少米来计算的。
风速仪是测量风速的仪器。
它有3~4个风杯，连接在一个类似于自行车轮子的辐条上，辐条在风吹的时候带动中间的轮轴转动，安装在轮轴上的示速器就显示出风速。
[PPT14] 动画视频：风速仪是怎么测量风力大小的？
（2）刚才，为便于观察记录，我们用无风，微风和大风表示风速。
事实上为有统一的标准，气象学家用风速仪来测量风速，并且确定了如下等级。
[PPT15] 蒲福风力等级表
（3）参照《蒲福风力等级表》，确定室外测量的风速，将它记录在当天的天气日历上。
三、课堂小结
[PPT16]
1．今天有哪些收获？
2.课堂练习：[PPT17]
（1）、风向是指风( )的方向，如:北风、西风、东南风、东北风。
（2）、风向标是测量 ( )的仪器。
（3）、风的速度是以风 ( ) 来计算。
（4）、风速仪是测量( )的仪器。
四、作业
配套作业本。
【附】室外教学所用的小黑板
●板书设计：
风向和风速东风、西风、南风、东南风…
西北北东北
西南南
●教学反思：风向风向标
风速小风旗风速仪“蒲福风力等级
本课教学设计作了一些调整，是为了让整节课更舒畅，更符合学生的认知规律。
首先以谈话引入，让学生说说自己是“哪里人”，虽然简单，但与课文的概念之一“风向是指风吹来的风向”吻合，让这个容易让学生记混淆的概念深深地记住心里。
其次，为了实现本课目标：用自制风向标和小风旗测量和记录天气日历的两个重要数据——风向和风速，把“使用小风旗”这环节紧接于“风向标的使用”，在操场观测与教室学习间合理转换，避免了学生来回教室的时间，为后续风速和风速等级的学习争取了更多的时间，也让学生感受到科学学习无处不在。
本课突出学生的自主性，在教师适当的引导下，由浅入深对“风向和风速”展开了探索。
本课还通过学生亲自制作风向标和小风旗进行测量和记录，从而让学生的知识得到进一步巩固，学生的动手操作能力和测量记录能力得到了提升。