《做一个测量树干一圈长度的纸带》案例分析

郑丽蓉

摘  要   《做一个测量树干一圈长度的纸带》案例是在教材“比较与测量”单元基础上改编、开发而成的STEM项目，本项目适合于小学低年级学生，以团队（2人为一个团队）合作方式開展。通过具体的案例实施激发学生的好奇心和解决问题的愿望，让学生们自主学习、自主探究，引导学生在比较活动中建立科学的度量意识和记录方法，为以后的观察活动奠定基础。

关键词  案例分析   识别问题   分工合作

中图分类号：G424                文献标识码：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

《做一个测量树干一圈长度的纸带》案例（下文简称《做纸带》）是在教材“比较与测量”单元基础上改编、开发而成的STEM项目，利用材料纸带制作尺子，引导学生在比较活动中建立科学的度量意识和记录方法，为以后的观察活动奠定基础，同时较完整地经历“确立项目目标—设计项目方案—解决困难—实践制作项目—展示和评价—迭代设计与制作”的学习过程。

本项目适合于小学低年级学生，以团队（2人为一个团队）合作方式开展。低年级学生初步掌握了一定的科学探究方法，从学生的年龄结构和心理特征来看，他们对一切事物都充满好奇心，有较强的求知欲，能在教师的引导下开展探究活动，但他们思维的敏捷性较弱，语言描述的能力较差，注意力不容易集中。

案例分析

通过设计、建模、制作、评价等活动，让学生了解尺子的结构和制作过程，同时结合科学、数学等相关的知识，在过程、体验中提升学生对技术与工程知识的理解。这就对教师的教和学生的学提出了更高的要求，即在整个技术与工程的教学活动中要培养学生的工程思维与能力。

《做纸带》案例要从“做一个测量纸带”的小制作变为统领单元学习的项目，就要从分析教材的单元结构入手。教材是从比较和测量入手认识常见工具，在一系列的探究活动中，探寻比较的公平、要素，研究影响测量的因素，最后做一个测量纸带来理解测量标准的统一。原教材的单元内容逻辑关系如图1。

原教材中《做一个测量纸带》是该单元的第六课，建立在测量要素和测量标准单位概念的基础上，是学生对科学概念的实际运用，属于技术与工程领域，为了让学生有效完成工程项目，我们需要将项目具体化。教材中学生做出纸带后，用来测量水桶一圈的长度，因为水桶上细下粗，不利于学生操作和比较，加之在前面《用手来测量》一课中，学生已经测量了树干一圈的长度，于是我们将《做一个测量纸带》一课改编成了《做纸带》案例。

结合STEM项目式学习的特点，将原教材的教学内容进行整合，确立单元项目目标——设计制作一个测量树干一圈长度的纸带。我们设定本项目的基本概念为：起始位置、测量单位、细化单位、刻度等。工程设计目标为：在确立任务目标后，各小组能分工合作，画出本小组的设计方案，并能按照方案来进行制作，最终呈现出符合要求的作品。调整后的学科融合分析见表1，教学流程如图2。

案例实施

1.识别问题，提出项目

任务聚焦：量一量操场上大树的树干一圈的长度是多少？

根据学生具体需求确立工程目标为：能选择材料，做一个测量纸带;用小组制作好的测量纸带测量操场上三棵大树的树干一圈的长度;通过对测量纸带的纵向和横向比较，引导学生对自己的测量纸带进行评价（见表2）和改进。

2.围绕项目，定义问题

在情境设置中，教师确立了做一个测量树干一圈长度的纸带的任务。为了准确，各小组需要明确和解决如下问题：按设计图制作，在制作过程中，不允许随意改动设计方案;选材合理，一旦选择了材料就必须使用。

3.探索新知，形成概念

（1）回顾用小立方尺进行测量。

通过展示交流活动，引导学生认识在比较中要用相同标准的物体进行测量，要统一测量单位。

（2）做一把测量桌子长度的小立方尺子。

小組选择材料，分工合作，完成第一次制作。

（3）观察小立方尺子。

教师出示小立方尺后，提出问题：如果要测量操场上大树树干一圈的长度，用现在的这个小立方尺行吗？为什么？

学生分组观察、思考后回答。

（该环节的目的是不仅让学生了解立方尺的局限性，还明白不同的测量对象需要不同的测量工具。）

4.运用新知，二次设计

（1）教师出示剪刀、十个小立方体、木条、纸带、透明胶等材料，学生根据项目任务“制作一个能测量树干一圈长度的纸带”选择材料，并讲述理由。

教师提出项目要求，从以下两个方面引导小组讨论制作方案：思考在制作时应该注意起始位置、度量单位、单位的标准化并画出刻度（细化单位）;制作测量纸带的注意事项。

（2）小组讨论制作方案，画出设计图。

5.分工合作，制作纸带

（1）要求把测量纸带展示给全班同学看，并说一说制作过程。

（2）学生进行作品展示交流，发现问题及时修改。

（该环节的目的在于培养学生的观察、思考、设计、选材、制作能力，考查度量意识，让学生在合作中取长补短，培养他们的自信和学习兴趣。）

6.实地测量，产品呈现

（1）教师发放记录表，讲解填写要求后，带学生到操场完成测量。

（2）学生选择教师事先贴好序号的大树进行测量，用自己制作的测量纸带测量大树树干一圈的长度并完成记录表。

（该环节的目的在于培养学生认真测量和记录的习惯，再次巩固他们的度量意识。）

7.对比评价，反思迭代

（1）教师组织学生对比各小组做的测量纸带测量出相同序号大树的树干一圈长度的区别。

（2）学生思考：为什么相同的树干却有着不同的长度？

（3）教师引导学生观察自己的测量纸带后，从4个方面（起始位置、度量单位、单位的标准化、画出刻度）再次评估。

（4）学生评价自己设计的纸带还有什么缺点，提出改进方案。

（5）第三次制作，再次测量，观察两次测量数据的区别。

（该环节的目的是让学生在纵向比较和横向比较中发现问题，在不断纠错中获得成功。）

案例反思

纵观整个项目，它将大部分时间留给学生观察、倾听、讨论、思考、动手做、改进，让他们自主学习、自主探究，而教师只起到了引导、点拨的作用。

项目注重了对学生逻辑思维的培养，如用制作小立方尺引入，统一了测量标准，让学生再用做好的尺子去测量树干一圈的长度，又一次推翻了学生之前的认识，激发了学生的好奇心和解决问题的愿望，自然而然地将学生的探究欲望转向选择另一种材料做一个能弯曲的尺子，以满足测量的要求。

整个学习过程让学生体验了寻找规则并执行的过程，在制作过程中学生乐于合作、善于思考，发现测量工具只有在不断改善中才能减少误差。

结尾处设计的前后两次不同测量的对比，让学生在横向和纵向比较中发现自己的错误并修改自己的测量工具，再一次进行测量。学生不但学到了更多的测量知识，还学到良好的自主学习习惯和自主探究习惯。

本案例教学的不足之处在于：学生倾听他人的发言不够认真，比较观察不够仔细;制作测量纸带的误差较大，有些学生在制作时没有把注意力集中在准确标识刻度上，应该在研讨环节让学生汇报两次误差的原因，从而将学生的注意力集中在标识刻度的准确性上。