“模塊集成式”教學模式下益智器具課“百變正方體”教學設計與反思

史晶

教學年級：四年級

學情分析：

百變正方體是一款巧組類器具，由若干組塊用皮筋連接而成。可進行多種變形（稱為“擴方”），也可把特定造型還原成正方體（稱為“歸方”）。

通過對前測結果分析我們發現學生雖然沒有接觸過百變正方體，但已經接觸過魔方、神龍擺尾等益智器具，對巧組類器具有了初步了解，對正方體的結構也有一定的認知。學生已具備一定的想象力和創造力，加以點撥，在擴方環節會有不錯表現，但第一次接觸這款器具，有些學生空間建構能力還不夠，所以在歸方環節會有一定困難，還需要在課后加強操作練習，在充分感知中建立空間邏輯思維。

教學目標：

1.理解百變正方體結構特點及組塊間的關系，利用“分析—綜合”“聯想—想象”的基本思維技能，掌握擴方和歸方的方法并能進行創意拼擺。

2.通過觀察操作百變正方體，學生經歷發現困頓——自主探究——操作驗證——總結提煉的過程，培養學生觀察能力、空間想象能力及空間抽象思維能力，提高思維的邏輯性和敏捷性，培養學生全面分析問題的能力。

3.在自主探究學習的過程中，體驗益智器具帶給自己的快樂與啟發，激發主動探索的興趣，得出獨到新穎的思維結果，培養善于求異的態度和堅持不懈的意志品質。

教學重、難點：

1.學生能在動手操作中探索出百變正方體的結構特點及玩法，能進行擴方及創意拼擺，掌握歸方的方法。

2.在百變正方體歸方的過程中，體驗合理安排每個組塊的位置，用掌握的方法完成歸方。

教學過程：

課前互動：

（讓學生回憶玩過什么游戲器具。學生自由回答，師生簡單交流，最后出現魔方。）

師：同學們玩過這么多的益智器具，今天這節課我們再來玩一種新的益智器具，它跟魔方很像。上課！

一、談話導入，建立聯系

1.回顧魔方的結構特點。（板書課題：正方體。）

2.出示新器具，與魔方對比。

學生通過觀察得出：魔方組塊大小一樣。新器具有大塊有小塊。中塊相當于2個小塊，大塊相當于4個小塊。每條棱上相當于3個小塊。

3.介紹器具名稱。（補充課題：百變。）

【設計意圖：從學情出發，激發學生的學習興趣，讓學生體會歸方時的目標結構，為突破本課難點——歸方，進行了有效鋪墊。】

二、動手操作，探究新知

聽到這個名字“百變”，你一定覺得很神奇。

變化1：猜猜我是誰？

（學生自由猜測，百變正方體都能變成什么并全班匯報交流。）

動手拆開，驗證猜測。發現拆開后會變成一個小人。

變化2：一起擺pose。

請你的小人也來變一變，看看他能夠擺出哪些pose。

（學生選擇自己喜歡的模特，進行仿拼，也可自主拼擺小人動作。與同桌交流玩的過程和發現。）

全班交流，得出變形方法：

① 發現百變正方體的玩法，變形必須借助凹槽。（板書：凹槽改變組塊方向。）

② 目標方向沒有凹槽時，轉一轉就會出現凹槽。

③ 凹槽有時可以幫助固定組塊。

④發現腿上的凹槽是十字的，可以變4個方向;胳膊上的凹槽是一字的，可以變2個方向;頭上的凹槽是T字的，可以變3個方向。

⑤軀干兩側，共6個單位塊，位置關系不變。

追問：他說這6塊的位置不會變，真的嗎？動手拉一拉，看一看。究竟是為什么呢？

結論：有凹槽才可以改變組塊方向，圓孔連接無凹槽，不可以改變組塊方向。

【設計意圖：仿拼的活動，目的是讓學生在玩的過程中，發現器具的玩法。整體了解器具特點，形成清晰表象。】

變化3：幫我來還原。

1.初試歸方

剛才同學們通過邊玩邊擺邊細致觀察，找到了組塊關系，并且了解了凹槽的作用。拆開可是挺容易的，現在讓你還原回去，你還能做到嗎？

（想象目標結構，獨立嘗試歸方，發現最大困惑。）

2.提出困惑

學生說困惑，教師選取板書。抓住主要困惑——頭部位置。追問原因——頭大，沒與其他組塊對齊。

3.嘗試探索關鍵組塊位置

想把頭部與其他組塊對齊，都有哪些擺法呢？動手試一試。

學生嘗試找到多種頭部的擺放位置。將多種擺法進行歸類，提煉出4款典型頭部擺法。（板書：抓住關鍵。）

4.再試歸方

解決了最大困惑，請你從幾種頭部擺法中選擇一種再來嘗試還原正方體。

匯報交流：

①為什么大多數同學都沒有選擇第4種歪頭的擺法。（板書：空間想象 ?滿三變向。）

②沒成功的同學與成功的同學都來展示思路，對比拼法的不同。

結論：要一層一層有序拼擺，不留空位。（板書：逐層拼擺。）

③解決腿部困惑。

展出一個只有腿部沒擺好的半成品，交流多種擺法。

結論：腿部擺法不唯一，要根據空位靈活調整。（板書：靈活補空。）

5.三次歸方

利用總結的歸方方法，再次嘗試歸方。

師：同學們首先與魔方比較，借助空間想象，找到組塊關系，統籌規劃了各組塊的位置，最后根據凹槽特點靈活調整，成功還原了正方體。（板書：統籌規劃）沒拼上也沒關系，我們只是第一次接觸這款器具，課下繼續練習，相信你們一定會成功的。

【設計意圖：學生經歷問題空間，思維困頓，發現重點要解決的問題，突破思維難點。學習成功同學的好方法，及時調整思路，突破困難點后多次嘗試，水到渠成。對于在一節課中歸方有困難的學生，把任務延伸到課后，不做硬性要求，給他們一個寬松而不放松的學習氛圍。】

三、創意拼擺，課堂提升

變化4：神奇變變變。

1.利用百變正方體嘗試拼擺物品，介紹給學習伙伴。

2.小組合作：拼出不同的人物或物品，并編排小故事。

學生可根據自己的實際水平進行選擇練習。能力弱的學生可選擇拼擺單獨物品;能力強的學生可做多種變化拼擺或組織小組成員編排小故事。

【設計意圖：關注不同思維發展水平的學生，進行“分層練習”，充分開發每個學生的思維潛能。】

四、課后拓展，課外延伸

1.介紹多款百變正方體。

2.引申到其他益智器具。

3.聯系生活。

【設計意圖：既激發學生繼續學習百變正方體的興趣，又引導學生嘗試用學到的方法玩轉更多的益智器具。】

反思：

本節課的教學設計以鐵嶺小學的模塊集成式教學模式為模板。在設計之初，預學模塊我安排了“預學資料”，學生交流自己所了解的益智器具;“預學微課”，課前觀看學生玩各種益智器具的微課。在引學模塊我安排了“談話引學”，通過談話一起回顧魔方的結構特點;“微課引學”，播放電影《變形金剛》中的畫面，引出同樣能變形的益智器具——百變正方體。按照授課教師自行取舍原則，最終留下了此版教學設計。

由魔方引入，巧妙引出課題，極大激發學生的學習欲望。在探究環節，主要以學生自主探究合作交流的形式進行。教師根據學情把握課堂生成，發現學生的困難點后不是去講解，而是分析后讓學生自主嘗試找突破的辦法，遵循“引發困頓——自主探究——操作驗證——總結提煉”這一思維訓練的基本路徑。創意拼擺環節讓學生發揮創造力起到了畫龍點睛的作用。多層次、多角度的練習充分體現了器具的獨特魅力和對學生發散思維創新意識的培養，在潛移默化中滲透數學思想。

通過試講也發現了一些不足之處：本課與實際生活聯系略有不足，如再次試講可嘗試加入情境串創造作品，也可嘗試跨學科整合，讓小組合作利用器具拼擺成語故事或古詩場景。

編輯/魏繼軍