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【项目化学习】韩宏云 武玉芳:确定迎泽公园的景点位置

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发表于 2022-9-6 08:05:00 | 显示全部楼层 |阅读模式




确定迎泽公园的景点位置

市第十九学校  韩

市迎区教研中心  武

一、项目学习内容及解析

(一)项目内容

本项目的教学内容是北师大版数学教材八年级上册第三章《位置与坐标》,要求学生在平面直角坐标系中确定迎泽公园的景点位置, 绘制一份迎泽公园的景点图。

(二)项目内容解析

生活中经常会遇到确定位置的问题。如:航海中找目标、地图上找地点、电影院中找座位等等。《位置的确定》主要研究平面直角坐标系及其应用。为了充分利用我们学校紧邻迎泽公园的地理优势,让学生切身体会如何从数学的角度、利用数量关系描述物体的位置,我们决定让学生亲自到公园进行学习活动,主题定为“确定迎泽公园的景点位置”。

《位置的确定》这一章内容是“图形与坐标”的主体内容,呈现了“确定位置的多种方法、平面直角坐标系”等内容,平面直角坐标系是表示变量之间关系的重要工具,是学习函数的重要基础。“图形与坐标”是“图形与几何”部分的重要内容,它是发展学生空间观念的重要载体。


二、项目学习目标及解析

(一)项目目标

1.  在实际问题中,能建立适当的直角坐标系,描述物体的位置;

2.  结合具体情境能用适当方法刻画两个物体之间的相对位置。灵活运用多种方法确定物体的位置,进一步发展数形结合意识和应用意识,初步建立几何直观。

(二)项目目标解析

1.在具体问题情境中能准确建立平面直角坐标系,将迎泽公园合理划分区域

2.确定某一景点为坐标原点,明确坐标轴的正方向和单位长度。能利用坐标描述景点位置,探索景点位置与坐标系之间的关系,发展数形结合意识。

3. 通过确定迎泽公园景点位置的活动,体会确定位置需要先确定坐标系的正方向、坐标原点、单位长度及两点间的距离,才能描述两个景点的相对位置,进而才能确定迎泽公园的所有景点位置。在确定位置过程中进行观察、分析、抽象和概括,进一步发展空间观念。

4. 借助平面直角坐标系描述景点的位置,感受现实生活中确定位 置的必要性。在活动中主动与同伴分享、交流,善于听取他人的意见 进行反思和优化,能够与同伴有效合作,经历失败和困难,发现问题 并解决问题,探索出解决问题的方案,获得实践经验,提高应用意识。


三、项目学习问题诊断分析

学生虽然小学已初步学过用有序数对确定位置,用方向、距离确定位置,也会进行比例尺的有关计算。但学生学以致用的能力欠缺,预设学习难点如下:

1. 在建立平面直角坐标系确定迎泽公园各主要景点的位置时, 学生对数轴上单位长度的选取会感到困难,比例尺的确定是个难点。

2. 测量不可直接到达的两点间的距离也是难点。解决方法如下:

措施 1:引导学生查阅资料、实地考察,了解迎泽公园的总面积、长、宽和湖面面积,并请学生就他们选取的比例尺进行讲解, 通过分析、比较,选定适当的比例尺。

措施 2:引导学生梳理所学知识,探索测量不可直接到达的两点间的距离的多种方式,并在班内交流,老师也介绍当今先进的测绘技术。


四、项目学习支持条件

卷尺地图、手机GPS 定位系统、测距仪、相关视频、多媒体


五、项目学习过程设计

(一)驱动问题

生活中经常会遇到确定位置的问题。如:航海中找目标,地图上确定山西太原的位置,藏经楼在迎泽公园的具体位置等等。你能用数学知识和方法来确定迎泽公园景点的位置吗?走进公园,实际试试。

(二)项目子任务

确定景点位置重点是点定位,平面内点定位,无论采用什么方法都需要两个数据,如果借助平面直角坐标系确定点的位置,就需要选取适当的原点、正方向、单位长度,用一对有序实数来表示。此处,单位长度在实际情境中的确定显得比较困难,需要进行比例尺的换算,否则不能准确定位;另外,迎泽公园湖面面积是总面积的三分之一,湖面的景点如湖心岛与地面景点距离是不可直接测得的。欲完成项目任务,就需解决以下子任务

1. 比例尺的换算;

2. 测量两个不可直接到达的点之间的距离

(三)评价标准

设置评价量表,主要评价学生活动的参与程度,以及在活动过程中所表现出的思维方式、与同学合作交流的意识与能力等。

评价分为三个等级:A、B、C,分别对应优秀、良好、基本合格。采用自评和互评方式进行,主要发挥学生自主评价能力,统计结果由几个组长汇总完成。


六、项目学习实施过程任务准备:

1. 引导学生合理划分小组,明确组长、组员职责与分工;

2.  实地考察、测量;


任务一:在平面内确定位置

学习目标:

在现实情境中认识确定物体位置的不同方法,感受确定位置方法的多样性;能比较灵活地运用不同方法确定物体的位置,积累活动经验。

教师预设问题:

如果你给大洋彼岸的网友约翰介绍迎泽公园及公园内景点所在位置,你准备如何进行呢?

(1)地图上中国的经纬度;(2)山西太原的位置;(3)指引约翰到达太原后找到迎泽公园;(4) 对照景点图找景点思考:在平面内确定一个位置,一般需要几个数据?生活中确定位置,你还有哪些经验?

 预设学生答案:

在平面内确定一个位置,一般需要 2 个数据。为了尽快确定城市所在位置,常常借助地图或地球仪,或告诉对方城市的经纬度, 或告诉对方一个地点相对于另一个地点的方位和大致距离,这样就可以快速找到城市位置了。迎泽公园利用区域和街道定位更方便, 而迎泽公园的景点则可利用平面直角坐标系中点的位置表示。

目标检测:

1. 约翰知道你在教学楼四层的八年级⑶班,也就是教学楼的403 教室,对照学校的平面分布图,他该如何找到你所在的教室呢。

2. 如图是某次海战中敌我双方舰艇对峙示意图(图中 1 cm 表示 20 n mile.对我方潜艇 O 来说:

(1)距离我方潜艇 20 n mile 的敌舰有哪几艘?(2)要确定每艘敌舰的位置, 各需要几个数据?

3. 在电影院内,确定一个座位一般需要几个数据?

设计意图:

感受确定位置的不同方法,明确在平面内,确定一个物体的位置一般需要两个数据。若设这两个数据分别为a 和b,则:a 表示:排数、行数、经度、角度、角度…… b 表示:号数、列数、纬度、距离、角度…….

而在空间内,确定一个物体的位置一般需要 3 个数据。如,在多层的电影院中确定位置就需要知道几层几排几号共 3 个数据.


任务二:平面直角坐标系的学习

学习目标:

1.  认识并能画出平面直角坐标系;在给定的直角坐标系中,会根据坐标描出点的位置、由点的位置写出它的坐标。

2.  能建立适当的平面直角坐标系,描述物体的位置。

3.  经历建立平面直角坐标系的过程,进一步认识平面上点与坐标之间的关系,发展数形结合意识。

活动1:感受建立平面直角坐标系的必要性

如图是某市的旅游示意图,在科技大学处的你如何向来访的朋友介绍该市几个风景点的位置呢?尽可能给出简洁的表示方法,并与同伴交流。


小明用(0,0)表示科技大学的位置,用(2,5)表示大成殿,你理解他的意思吗?试表示出图中其他点的位置。

你能类比此图,设计一下迎泽公园藏经楼、牡丹园、木香院、晋商会馆的地点示意图吗?试一试

活动2:认识平面直角坐标系

学生自学书上平面直角坐标系的相关概念

动手操作:在方格纸上画出一个直角坐标系,并标明原点,横轴,纵轴,写出几个点的坐标。

思考:(1)平面直角坐标系中,点P(3,5)与Q(5,3)是同一个点吗?(2) 在平面直角坐标系下,点与实数对之间有何关系?(3)引入平面直角坐标系,有什么好处?

目标检测:

1.下图是学校的示意图,以办公楼所在位置为原点建立平面直角坐标系。

(1)请写出教学楼、实验楼、图书馆的坐标;(2)学校准备在(-3,-3)处建一栋学生公寓,请你标出学生公寓的位置。

活动 3:合理建立平面直角坐标系

问题:如图,矩形 ABCD 的长与宽分别是 6,4,建立适当的直角坐标系,并写出各个顶点的坐标。

教师预设问题:在没有直角坐标系的情况下不能写出各个顶点的坐标,所以应先建立直角坐标系,那么应如何选取直角坐标系呢?请大家思考。

    预设学生答案:

1.如图所示,以点 C 为坐标原点,分别以 CD,CB 所在直线为x 轴、y 轴,建立直角坐标系。

2.如图所示,以点 D 为坐标原点, 分别以 CD,AD 所在直线为 x 轴、y 轴,建立直角坐标系。

教师引导:这两位同学选取坐标系的方式都是以矩形的某一个顶点为坐标原点,矩形的相邻两边所在直线分别作为 x 轴、y 轴, 建立直角坐标系的。这样建立直角坐标系的方式还有两种,即以分别以 A,B 为原点,矩形两邻边分别为 x 轴、y 轴建立直角坐标系。除此之外,还有其他方式吗?

生 3:有,如图所示,以矩形的中心即对角线的交点)为坐标原点,平行于矩形相邻两边的直线为 x 轴、y 轴建立直角坐标系,则A,B,C,D 的坐标分别为A(3,2,B(-3,2,C(-3,-2D(3,-2

生 4:把上图中的横坐标逐渐向上、下移动,纵坐标左、右移动,则可得到不同的坐标系,从而得到A,B,C,D 四点的不同坐标。

设计意图:感受建立直角坐标系的多种方法。

目标检测:

对于边长为 4 的正三角形 ABC,建立适当的平面直角坐标系, 写出各个顶点的坐标。


任务三:完成项目子任务

目标:重点解决(1)比例尺的确定(2)确定两个不可直接到达的点间的距离

子任务 1:比例尺的确定

右图是迎泽公园的导览图,大部分学生选择如下方式建立平面直角坐标系,选择七孔桥为坐标原点认为七孔桥大致位于迎泽公园的中心位置。以我校位置做参照(图中橙色圆点),大部分学生确定横轴正方向为南,纵轴正方向为东。

设计意图:明确方位,纠正学生前期作品中的错误。学生对于“上北下南、左西右东”只是机械记忆,直接标注纵轴正方向是北, 没有与绘制图的实际方位相对应。

教师提问:在实际问题中,坐标系的单位长度如何确定呢?同学们用A3绘制的图中,如果比例尺分别为 1:20000001:32401:1000,你认为哪个合理?

学生1:我上网查资料:迎泽公园总面积 666900 平方米,大约是长 1000 米、宽 660 米,如果图上 1 厘米代表实际 2000000 厘米的话,那就是 20000 米,远远超过 1000 米,所以 1:2000000 这个比值是不对的。

学生2:我亲自步量了七孔桥的长度,换算得到一个比值,担心不够准确,又找了两条小路进行测量换算,并求了它们的平均值从而确定比例尺为 1:3240.

学生3:我测量了公园的景点导览图,长 80 厘米,而公园南北走向实际长约为 1000 米,按照这样算下来比值为 1:1250.这是导览图的比例尺,但在图中没有明确标注,我建议公园可以增加此内容。

教师:

1.  明确比例尺的定义:即图上距离与实际距离的比叫做比例尺;

2. 作图时,应先确定比例尺,然后再画图。比如,我们计划用A3 纸作图,若图形最长处取值为 30 厘米,与迎泽公园实际长度1000 米求比,比例尺大约为 1:3300.在实际操作中,为了计算简便通常取整,而且允许出现适度误差。

设计意图:学生在前期作品的完成中,对于数轴单位长度的处理比较随意,给出的比值相差甚远,通过实际操作,明确了比例尺和数轴单位长度的实际意义,切身感受到:数学知识是解决生活中实际问题的。

子任务 2:测量两个不可直接到达的点之间的距离。

教师提问:平面直角坐标系的原点、正方向、单位长度已明确, 景点相对位置即可确定。我们以两个景点为例,以七孔桥为坐标原点,如何确定七孔桥与湖心岛的距离呢?

学生解决方式:

利用书本方法总结:测量两个不可直接到达的点之间的距离
1.七年级(下)4.5《利用全等三角形测距离》,通过构造全等三角形,利用全等三角形的对应边相等完成。
2.七年级(下)4.5《利用全等三角形测距离》,同 1

3. 八年级   上) 3.2《平面直角坐标系》,在坐标系中找出两点位置,用勾股定理求出两点距离。


4. 八年级   下) 6.3《三角形的中位线》利用三角形中位线与第三边的关系求解。

5.   八年级(下)3.1《图形的平移》,利用平移性质或平行四边形对边相等完成。

学生提出还能利用测距仪直接测量

设计意图:学生通过搜集、整理书中已学知识和预习的方式, 梳理出多种解决此问题的方法,能准确表达自己的思路。借助数学问题,培养学生善于总结的习惯,学习用数学的思维思考问题,数学的语言表达观点。

教师对学生解决问题的多样性表示肯定,又进行了拓展补充:(1) 如何利用手机GPS 测量距离;(2)导线测量法;(3) 当今测绘技术的四大新技术:遥感技术、全球定位系统、全自动绘图系统以及地理信息系统,这四大新技术在水利工程的测绘工作中得到了极大的应用和推广;(4)中国北斗卫星导航系统.

设计意图:就测量两点之间的距离,同学们借助书本知识,找出了多种解决方法,同时引导学生还可借力于现代科技手段进行直接测量,向学生提供丰富的技术资源,把现代信息技术作为学生学习数学和解决问题的有力工具,使学生乐意投入到现实的数学活动中去。同时鼓励学有余力的学生提前摄入自己感兴趣的高年级学科知识。通过介绍北斗卫星导航系统激发同学们的民族自豪感。

评价量表二:

七、作品完成情况:

第一期:

代表作品

点评

此作品构建了平面直角坐标系, 有景点位置的大致表示,并有比例尺的标识,但比例尺的表示不正确。
此作品勾勒了迎泽公园的大致地形图,但对于景点位置的标识是空白。

此作品重点绘制了迎泽公园某一区域景点,凸显了美术功底,缺乏相应的数学元素。

此作品也是绘画成分更多, 视觉感不错, 数学元素少,虽然标识了方位,但正确性有待考证。

第二期:

代表作品

          点评



在应用数学知识、构建平面直角坐标系的基础上,适当加入美术元素,图文并茂。


此作品是迎泽公园部分景点建筑的俯视图,表达思路比较独特,   从不同角度看问题的方式值得肯定。


此作品对于迎泽公园的大致形状勾勒较准确;添加了“解放南路”来定位公园,如果再加上“青年路”“迎泽大街”“南沙河快速路”会更准确;但方位标识、比例尺的换算不正确。


 此作品将迎泽公园的代表景点直观、象形、生动地表达出来。

作品的呈现很好地说明了:项目化学习是要让学生热情而有创意的生活。我们的孩子不能只是学科知识的复制者,而应该是有灵动生命的生活者。项目化学习真实情境的特征,联结了生命、学科和世界,赋予他们探究的双眼、具身的体验,促进他们更热情、更自由、更富有创造性地投入到对世界的探索中。

评价量表三:

作业设计:

1.  结合你绘制的迎泽公园景点图,描述某一景点的位置;

2.  利用平面直角坐标系中景点的位置坐标,确定景点图中任意两个景点之间的距离。

思考:对于迎泽公园,从数学角度还能提出哪些问题?你准备如何解决?


八、项目成果

1. 学生手绘迎泽公园景点图;2.  评价量表统计结果

注:此表统计人数为 60,表中数字单位:% 3.对于迎泽公园目前导览图的建议:(1)可以按照地理方位“上北下南、左西右东”来标识,更符合人们的方位感。(2)可以考虑用象形图表示景点位置,更生动、直观。(3)导览图中加注比例尺,有利于学生学习。


九、项目学习反思学生反思

学生反思:

学生 1:这是我们第一次进行项目化学习,是一个新的开始, 在今后的学习生活中,我们将继续发扬探究精神,增强团队意识。

学生 2:感受到项目化学习的意义所在,学习不是“想”出来的,而是“做”出来的,我们要勤思、多做。

学生 3:项目化学习没有我们想象的那么高深,它也是源于课程的,我认为这样学习更能体会到数学的价值。

学生 4:可以充分利用网络及科技手段解决问题,这样可以提高解决问题的效率……

教师反思:

这是我们的第一次尝试,实施前认为所选内容简单易于操作, 但作品呈现与预期差距大、问题多,学生受公园导览图的影响较大, 大多数学生用序号标识景点位置,而没有用坐标系中的点来表示, 所以作品还需进一步改进,添加更多准确的数学元素。

活动过程中,学生的思维是活跃的,作品的呈现方式是多样的, 不拘泥于只用数学方式,而是融入了更多的人文、艺术来表达作品。体现了学生思维的开放性、包容性。

在做项目的过程中,我对项目化学习有了更深入的学习和思考:教师首先要勇于探索适合当代学生的学习方式,才能让数学知识变得更加生动、鲜活;要充分利用日常生活环境中与数学有关的信息, 开发教学资源;搜集网络媒体中贴近时代、贴近生活、适合学生学习的素材和有意义的话题,组织学生进行主题交流,增强学生学习数学的兴趣,提高运用数学解决问题的能力。

通过项目的实践操作和课堂的交流分享,师生都能感到:读书(课堂学习、做事项目学习、做人优秀品质是密不可分的。项目化学习在关注学生学科知识的同时,也关注着学生社交和情感方面的健康发展,是教学目标中的“情感、态度与价值观”的行动体现。

我们深知:项目化学习不是一蹴而就的,我们仅是迈出了第一步,这次我们更多关注的是引导学生协作学习,形成稳定的伙伴关系,获得与同伴交往的归属感。在今后的活动中,继续引导学生质疑与讨论,产生思维的重组和有质量的问题。进一步培养学生独立思考、质疑的精神和合作意识。更多地思考如何将数学活动课设计成有思想有灵魂的课。

在实践中,我们师生、生生一次次交流、碰撞、生成,感受着项目学习带来的挑战,形成新的案例实践。真心感谢学校领导、老师、教研员及工作站所有老师对我的支持帮助。学生需要在合作中进步,教师也需有团队方能更快成长。


注:该文为山西省第三届“优化教学  项目设计”案例征集特等奖,转载请标明出处。



END

作者简介

  

   韩宏云       

 太原市第三十九中学校数学教师,中学高级教师,市骨干教师,市学科带头人,市优秀班主任,市名师工作室成员。项目化教学设计案例在全省案例评比活动中,分别获得第四届特等奖、第五届一等奖。思政课教学案例设计被评为迎泽区一等奖。


      

   武玉芳

迎泽区教研科研中心初中数学教研员,初中数学高级教师。


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