《做一個測量樹干一圈長度的紙帶》案例分析

鄭麗蓉

摘? 要?? 《做一個測量樹干一圈長度的紙帶》案例是在教材“比較與測量”單元基礎(chǔ)上改編、開發(fā)而成的STEM項目，本項目適合于小學(xué)低年級學(xué)生，以團(tuán)隊（2人為一個團(tuán)隊）合作方式開展。通過具體的案例實施激發(fā)學(xué)生的好奇心和解決問題的愿望，讓學(xué)生們自主學(xué)習(xí)、自主探究，引導(dǎo)學(xué)生在比較活動中建立科學(xué)的度量意識和記錄方法，為以后的觀察活動奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞? 案例分析?? 識別問題?? 分工合作

中圖分類號：G424??????????????? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A???????????????? DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2021.02.037

A Case Study of “Making a Paper Tape to Measure the Length of a Circle of Tree Trunk”

ZHENG Lirong

（Experimental Primary School Affiliated to Sichuan University， Chengdu， Sichuan 610044）

Abstract： The case of "making a paper belt measuring the length of a circle of trunk" is a stem project adapted and developed based on the unit of "comparison and measurement" in the textbook. This project is suitable for junior students in primary school and is carried out in the form of team （2 people as a team）. Through the concrete case implementation， students' curiosity and desire to solve problems can be aroused， so that students can learn and explore independently， and guide students to establish scientific measurement consciousness and recording methods in comparative activities， which will lay the foundation for future observation activities.

Keywords： case analysis; identify problems; work in cooperation with a due division of labour

《做一個測量樹干一圈長度的紙帶》案例（下文簡稱《做紙帶》）是在教材“比較與測量”單元基礎(chǔ)上改編、開發(fā)而成的STEM項目，利用材料紙帶制作尺子，引導(dǎo)學(xué)生在比較活動中建立科學(xué)的度量意識和記錄方法，為以后的觀察活動奠定基礎(chǔ)，同時較完整地經(jīng)歷“確立項目目標(biāo)—設(shè)計項目方案—解決困難—實踐制作項目—展示和評價—迭代設(shè)計與制作”的學(xué)習(xí)過程。

本項目適合于小學(xué)低年級學(xué)生，以團(tuán)隊（2人為一個團(tuán)隊）合作方式開展。低年級學(xué)生初步掌握了一定的科學(xué)探究方法，從學(xué)生的年齡結(jié)構(gòu)和心理特征來看，他們對一切事物都充滿好奇心，有較強(qiáng)的求知欲，能在教師的引導(dǎo)下開展探究活動，但他們思維的敏捷性較弱，語言描述的能力較差，注意力不容易集中。

案例分析

通過設(shè)計、建模、制作、評價等活動，讓學(xué)生了解尺子的結(jié)構(gòu)和制作過程，同時結(jié)合科學(xué)、數(shù)學(xué)等相關(guān)的知識，在過程、體驗中提升學(xué)生對技術(shù)與工程知識的理解。這就對教師的教和學(xué)生的學(xué)提出了更高的要求，即在整個技術(shù)與工程的教學(xué)活動中要培養(yǎng)學(xué)生的工程思維與能力。

《做紙帶》案例要從“做一個測量紙帶”的小制作變?yōu)榻y(tǒng)領(lǐng)單元學(xué)習(xí)的項目，就要從分析教材的單元結(jié)構(gòu)入手。教材是從比較和測量入手認(rèn)識常見工具，在一系列的探究活動中，探尋比較的公平、要素，研究影響測量的因素，最后做一個測量紙帶來理解測量標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一。原教材的單元內(nèi)容邏輯關(guān)系如圖1。

原教材中《做一個測量紙帶》是該單元的第六課，建立在測量要素和測量標(biāo)準(zhǔn)單位概念的基礎(chǔ)上，是學(xué)生對科學(xué)概念的實際運(yùn)用，屬于技術(shù)與工程領(lǐng)域，為了讓學(xué)生有效完成工程項目，我們需要將項目具體化。教材中學(xué)生做出紙帶后，用來測量水桶一圈的長度，因為水桶上細(xì)下粗，不利于學(xué)生操作和比較，加之在前面《用手來測量》一課中，學(xué)生已經(jīng)測量了樹干一圈的長度，于是我們將《做一個測量紙帶》一課改編成了《做紙帶》案例。

結(jié)合STEM項目式學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，將原教材的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合，確立單元項目目標(biāo)——設(shè)計制作一個測量樹干一圈長度的紙帶。我們設(shè)定本項目的基本概念為：起始位置、測量單位、細(xì)化單位、刻度等。工程設(shè)計目標(biāo)為：在確立任務(wù)目標(biāo)后，各小組能分工合作，畫出本小組的設(shè)計方案，并能按照方案來進(jìn)行制作，最終呈現(xiàn)出符合要求的作品。調(diào)整后的學(xué)科融合分析見表1，教學(xué)流程如圖2。

案例實施

1.識別問題，提出項目

任務(wù)聚焦：量一量操場上大樹的樹干一圈的長度是多少？

根據(jù)學(xué)生具體需求確立工程目標(biāo)為：能選擇材料，做一個測量紙帶;用小組制作好的測量紙帶測量操場上三棵大樹的樹干一圈的長度;通過對測量紙帶的縱向和橫向比較，引導(dǎo)學(xué)生對自己的測量紙帶進(jìn)行評價（見表2）和改進(jìn)。

2.圍繞項目，定義問題

在情境設(shè)置中，教師確立了做一個測量樹干一圈長度的紙帶的任務(wù)。為了準(zhǔn)確，各小組需要明確和解決如下問題：按設(shè)計圖制作，在制作過程中，不允許隨意改動設(shè)計方案;選材合理，一旦選擇了材料就必須使用。

3.探索新知，形成概念

（1）回顧用小立方尺進(jìn)行測量。

通過展示交流活動，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識在比較中要用相同標(biāo)準(zhǔn)的物體進(jìn)行測量，要統(tǒng)一測量單位。

（2）做一把測量桌子長度的小立方尺子。

小組選擇材料，分工合作，完成第一次制作。

（3）觀察小立方尺子。

教師出示小立方尺后，提出問題：如果要測量操場上大樹樹干一圈的長度，用現(xiàn)在的這個小立方尺行嗎？為什么？

學(xué)生分組觀察、思考后回答。

（該環(huán)節(jié)的目的是不僅讓學(xué)生了解立方尺的局限性，還明白不同的測量對象需要不同的測量工具。）

4.運(yùn)用新知，二次設(shè)計

（1）教師出示剪刀、十個小立方體、木條、紙帶、透明膠等材料，學(xué)生根據(jù)項目任務(wù)“制作一個能測量樹干一圈長度的紙帶”選擇材料，并講述理由。

教師提出項目要求，從以下兩個方面引導(dǎo)小組討論制作方案：思考在制作時應(yīng)該注意起始位置、度量單位、單位的標(biāo)準(zhǔn)化并畫出刻度（細(xì)化單位）;制作測量紙帶的注意事項。

（2）小組討論制作方案，畫出設(shè)計圖。

5.分工合作，制作紙帶

（1）要求把測量紙帶展示給全班同學(xué)看，并說一說制作過程。

（2）學(xué)生進(jìn)行作品展示交流，發(fā)現(xiàn)問題及時修改。

（該環(huán)節(jié)的目的在于培養(yǎng)學(xué)生的觀察、思考、設(shè)計、選材、制作能力，考查度量意識，讓學(xué)生在合作中取長補(bǔ)短，培養(yǎng)他們的自信和學(xué)習(xí)興趣。）

6.實地測量，產(chǎn)品呈現(xiàn)

（1）教師發(fā)放記錄表，講解填寫要求后，帶學(xué)生到操場完成測量。

（2）學(xué)生選擇教師事先貼好序號的大樹進(jìn)行測量，用自己制作的測量紙帶測量大樹樹干一圈的長度并完成記錄表。

（該環(huán)節(jié)的目的在于培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真測量和記錄的習(xí)慣，再次鞏固他們的度量意識。）

7.對比評價，反思迭代

（1）教師組織學(xué)生對比各小組做的測量紙帶測量出相同序號大樹的樹干一圈長度的區(qū)別。

（2）學(xué)生思考：為什么相同的樹干卻有著不同的長度？

（3）教師引導(dǎo)學(xué)生觀察自己的測量紙帶后，從4個方面（起始位置、度量單位、單位的標(biāo)準(zhǔn)化、畫出刻度）再次評估。

（4）學(xué)生評價自己設(shè)計的紙帶還有什么缺點(diǎn)，提出改進(jìn)方案。

（5）第三次制作，再次測量，觀察兩次測量數(shù)據(jù)的區(qū)別。

（該環(huán)節(jié)的目的是讓學(xué)生在縱向比較和橫向比較中發(fā)現(xiàn)問題，在不斷糾錯中獲得成功。）

案例反思

縱觀整個項目，它將大部分時間留給學(xué)生觀察、傾聽、討論、思考、動手做、改進(jìn)，讓他們自主學(xué)習(xí)、自主探究，而教師只起到了引導(dǎo)、點(diǎn)撥的作用。

項目注重了對學(xué)生邏輯思維的培養(yǎng)，如用制作小立方尺引入，統(tǒng)一了測量標(biāo)準(zhǔn)，讓學(xué)生再用做好的尺子去測量樹干一圈的長度，又一次推翻了學(xué)生之前的認(rèn)識，激發(fā)了學(xué)生的好奇心和解決問題的愿望，自然而然地將學(xué)生的探究欲望轉(zhuǎn)向選擇另一種材料做一個能彎曲的尺子，以滿足測量的要求。

整個學(xué)習(xí)過程讓學(xué)生體驗了尋找規(guī)則并執(zhí)行的過程，在制作過程中學(xué)生樂于合作、善于思考，發(fā)現(xiàn)測量工具只有在不斷改善中才能減少誤差。

結(jié)尾處設(shè)計的前后兩次不同測量的對比，讓學(xué)生在橫向和縱向比較中發(fā)現(xiàn)自己的錯誤并修改自己的測量工具，再一次進(jìn)行測量。學(xué)生不但學(xué)到了更多的測量知識，還學(xué)到良好的自主學(xué)習(xí)習(xí)慣和自主探究習(xí)慣。

本案例教學(xué)的不足之處在于：學(xué)生傾聽他人的發(fā)言不夠認(rèn)真，比較觀察不夠仔細(xì);制作測量紙帶的誤差較大，有些學(xué)生在制作時沒有把注意力集中在準(zhǔn)確標(biāo)識刻度上，應(yīng)該在研討環(huán)節(jié)讓學(xué)生匯報兩次誤差的原因，從而將學(xué)生的注意力集中在標(biāo)識刻度的準(zhǔn)確性上。