小学一年级数学下册《图形的拼搭与创意构建》教学设计

小学一年级数学下册《图形的拼搭与创意构建》教学设计

  一、设计理念与理论框架

  本教学设计立足于《义务教育数学课程标准（2022年版）》的核心素养导向，以“图形与几何”领域中的“图形的认识与测量”主题为基石，深度融合“综合与实践”领域的活动精神。我们认识到，对于小学一年级学生而言，空间观念的形成并非源于抽象的讲解，而是植根于丰富的、可操作的、富有挑战性的实践活动中。因此，本课超越了传统“搭积木”活动的娱乐层面，将其系统性地重构为一项指向明确数学目标的“微项目式学习”。

  设计遵循“具体感知——操作探索——语言描述——符号表征——创意迁移”的认知发展路径，借鉴建构主义理论与具身认知理论，强调学生在“做数学”和“玩数学”的过程中主动构建知识。课程整合了数学、工程（简易结构设计）、美学（对称、平衡）与语言表达等多学科视角，旨在通过序列化的任务驱动，使学生在解决真实、有趣问题的过程中，同步发展空间想象力、几何直观、运算能力、推理意识以及合作交流能力，实现数学核心素养的综合性培育。

  二、学习目标（素养导向）

  （一）知识与技能

  1.在辨认长方体、正方体、圆柱、球等常见立体图形的基础上，能根据任务要求，有目的地选择和组合图形。

  2.通过动手操作，感知立体图形在堆叠、拼搭过程中的稳定性、可叠加性等物理特性（如平面贴合、曲面滚动）。

  3.能在拼搭前后进行简单的数量统计与加法运算，例如：计算所用积木总数、某一类图形的数量等，并能用算式进行记录。

  4.能用“上下、前后、左右、中间、旁边”等方位词，以及“平稳、倒塌、对齐、滚动”等描述性语言，相对清晰地描述自己的作品结构或搭建过程。

  （二）过程与方法

  1.经历“观察任务——制定计划（构思与选材）——动手实施——调整优化——展示交流”的完整问题解决过程。

  2.在小组协作中，学习如何分配角色、交流想法、共同执行计划，初步体验项目合作的基本模式。

  3.通过“猜测——验证”活动，探索影响结构稳定性的因素（如底座大小、重心位置、图形间的贴合方式）。

  （三）情感、态度与价值观

  1.激发对几何图形和空间探索的持久兴趣与好奇心，体验创造性活动的乐趣和成就感。

  2.培养耐心、细致、有条理的实践操作习惯，以及面对挑战（如倒塌）时不轻易放弃、积极思考解决方案的坚毅品质。

  3.在欣赏与评价他人作品的过程中，学会倾听、尊重他人的创意，并乐于分享自己的见解。

  三、学情分析

  授课对象为一年级下学期学生。经过上学期的学习，他们已经能够直观辨认长方体、正方体、圆柱和球，并了解其基本外形特征。在数的认识与运算方面，已掌握20以内的加减法。同时，学生具备初步的观察能力和语言表达能力，但对方位词的使用可能不够精确，逻辑性描述有待加强。

  学生的优势在于：好奇心强，乐于动手操作，对游戏化、故事化的学习情境接受度高。潜在的挑战在于：注意力持续时间有限，自主规划与按计划执行的能力较弱，小组合作的经验尚浅，容易陷入无序玩耍而非有目标的学习。此外，个体差异显著，部分学生空间感强，能搭出复杂结构；部分学生则可能停留在简单堆叠层面。

  因此，教学设计需提供结构化、梯度化的任务支架，将“玩”的过程导向深层次的“学”。通过清晰的指令、关键问题引导和过程性记录单，帮助学生聚焦学习目标。同时，设计开放式挑战任务，以满足不同水平学生的发展需求。

  四、教学重难点

  教学重点：

  1.引导学生在有目的的拼搭活动中，深化对立体图形特征（尤其是面与体的关系）的理解与应用。

  2.指导学生运用数学语言（方位词、数量关系）对操作过程和结果进行描述与交流。

  教学难点：

  1.学生从随意拼搭转向有意识、有规划的构造，将空间想象初步转化为现实结构。

  2.在描述复杂结构时，能清晰、有序地表达图形间的相对位置关系。

  五、教学资源与课前准备

  （一）教师准备

  1.教学课件（PPT/Keynote）：包含情境导入动画、任务发布、关键问题、作品展示模板、总结提升图示。

  2.多种类立体图形积木套件（每组一套）：确保包含足够数量的长方体（含不同长宽比例）、正方体、圆柱（含不同高度和直径）、三角柱、球体等。部分积木可做特殊标记。

  3.自制大型教具模型：用于演示和讲解的放大版立体图形。

  4.过程性学习记录单（每人一份）：包含“我的计划（画图）”、“我用了哪些图形？（涂色或写数）”、“我的算式”、“我的发现/困难”等栏目。

  5.评价工具：“创意建筑师”徽章贴纸、小组合作观察记录表。

  6.环境布置：教室桌椅调整为适合小组活动的岛式布局，预留作品展示区。

  （二）学生准备

  1.复习已学立体图形的名称和特点。

  2.准备彩笔、橡皮。

  （三）技术整合

  利用平板电脑或实物投影仪，实时投屏展示学生的拼搭过程与成果，便于集体观察与讨论。

  六、教学过程实施

  第一阶段：课前导学——情境预热与初步构想（约5分钟，课前完成）

    教师通过班级学习平台，发布一段简短的微视频。视频展示城市中的各类建筑（高楼、桥梁、塔楼）、动物积木造型等，并配音：“小小建筑师们，欢迎来到图形王国！王国即将举行‘创意城堡’建造大赛。请仔细观察这些建筑，想一想，它们看起来像是由哪些我们认识的图形朋友组成的？你能用手边的文具（书本、笔盒、水杯）模仿着摆一个小模型吗？把你的想法画在记录单的‘我的计划’区，哪怕只是一个简单的草图。”

    此环节旨在激活学生的已有认知和生活经验，将学习任务前置，引发学生的主动思考，并使课堂操作活动始于学生的初步构思，提高课堂效率。

  第二阶段：课中探究——任务驱动下的分层建构（共计35分钟）

  （一）活动一：基础营——稳固挑战（10分钟）

    1.情境导入与任务发布（2分钟）

    教师以“图形王国首席建筑师”的身份登场，出示王国地图：“各位见习建筑师，欢迎来到建造训练营！我们的第一个挑战是‘搭建最稳固的瞭望塔’。规则是：用你手中的积木，搭出一个尽可能高的塔，而且它必须能稳稳地站立10秒钟不倒。”

    关键提问1：“在动手之前，请和组员商量一下，你们认为哪种图形最适合放在最下面作为地基？为什么？”

    （预设学生回答：长方体或正方体，因为它们有平平的面，放得稳；球不适合，因为它会滚。）

    关键提问2：“圆柱可以作地基吗？怎么放才能稳？”

    （引导学生发现圆柱的底面是平面，可以平稳放置，侧面是曲面，若横放则可能滚动。）

    2.实践操作与过程观察（5分钟）

    学生以4人小组为单位开始搭建。教师巡视，重点关注：

    （1）小组是否进行了简单讨论和计划。

    （2）地基的选择是否体现对图形特征的考虑。

    （3）在搭建过程中，是否出现了因重心不稳导致的倒塌，学生如何应对（是简单重建还是思考调整策略）。

    教师使用平板电脑，抓拍典型的搭建方法（如广泛地基、交错堆叠）和倒塌瞬间，以备后续讨论。

    3.分享交流与概念聚焦（3分钟）

    邀请搭建得又高又稳的小组和曾经倒塌但最终成功的小组分享经验。

    分享焦点：

    （1）“你们的第一块积木选的是什么？为什么？”

    （2）“在搭的过程中，有没有差点倒掉的时候？你们是怎么让它变稳的？”

    （3）“球和圆柱在搭高时好用吗？你们是怎么使用它们的？”

    通过交流，引导学生归纳出初步经验：稳固的结构需要平稳宽阔的地基、上下积木要对齐、重心要尽量落在基座内，球和圆柱在堆叠时需要格外小心，通常不适宜单独作为承重部分。教师板书关键词：平稳、对齐、稳固。

  （二）活动二：进阶坊——数量解密（12分钟）

    1.新任务发布与数学聚焦（2分钟）

    “恭喜大家通过稳固挑战！现在，王国需要一批造型统一的‘守卫柱’。任务要求是：每个小组搭建4根一模一样的柱子。”

    教师出示一根示例柱子（例如：由下至上为“长方体—正方体—圆柱”）。

    关键提问：“要搭出这样4根柱子，我们需要哪些图形？各需要多少个？请先别急着动手，试着用数学算式来算一算总需求。”

    2.计划、操作与记录（6分钟）

    学生小组首先合作完成记录单上的“计划”部分：画出柱子结构，并列出每种图形的单根用量。

    接着，进行计算。例如，若单根柱子需要1个长方体、1个正方体、1个圆柱，那么搭建4根共需：

    长方体：1+1+1+1=4（个），或1×4=4（个）（如果学生已有乘法初步概念可引入）。

    正方体：同上。

    圆柱：同上。

    学生根据计算结果，向教师“材料库”（即本组积木筐）申领或清点所需数量的图形，然后开始搭建。完成后，将实际使用的数量在记录单上涂色或写下，并与计算进行核对。

    3.交流反思与运算深化（4分钟）

    邀请小组展示记录单，讲解他们的计算过程。

    讨论焦点：

    （1）“你们的算式中，相同的数字加了好几遍，有更简单的表示方法吗？”（自然渗透“几个几”的加法，为乘法铺垫）。

    （2）“实际用的数量和你们算出来的完全一样吗？如果不一样，可能是什么原因？”（如：数错了、拿错了、搭建时调整了设计）。

    （3）“如果王后来视察，要求给每根‘守卫柱’顶上再加一个球，那么现在总共需要多少个球？算式怎么列？”

    此环节将数学运算无缝嵌入操作任务，让学生体会到“先算后做”的计划性，以及数学作为解决实际问题工具的价值，同时锻炼了连加运算能力。

  （三）活动三：创意城——综合应用（13分钟）

    1.开放式挑战发布（2分钟）

    “各位建筑师已经掌握了稳固的秘诀和用数学规划材料的能力。现在，最终挑战来临：请以小组为单位，设计并建造一座属于你们的‘创意城堡’！它可以是真正的城堡，也可以是一座未来建筑、一个动物家园、一辆超级战车……要求是：①结构稳定，能独立站立；②用到至少三种不同的立体图形；③给你们的作品起一个响亮的名字，并准备一段介绍。”

    教师在课件上出示一些启发性的简单造型图片，并明确时间限制（8分钟建造+3分钟准备介绍）。

    2.协作创造与教师指导（8分钟）

    学生小组进入深度合作创造阶段。教师巡视角色转变为：

    （1）促进者：鼓励内向学生发表意见，协调小组内的分歧。

    （2）顾问：当学生遇到结构性难题时，通过提问引导其思考解决方案，而非直接告知。

    （3）记录者：用照片、视频记录各组的创作过程、遇到的典型问题及解决瞬间。

    （4）资源提供者：为有特殊创意需求（如需要更多特定图形）的小组提供有限度的支持。

    提醒学生利用记录单简单勾勒设计图或记录所用图形种类。

    3.成果展示与多维评价（3分钟）

    由于时间限制，不可能全部小组详细展示。教师采取以下策略：

    （1）画廊漫步：所有小组停止搭建，将作品留在桌上，全体学生按顺时针方向安静参观其他组的作品。

    （2）聚焦展示：教师利用实物投影，随机或有意选择2-3个在创意、结构或故事性上有特点的作品，请该小组全员上台介绍。

    介绍引导框架：“我们的作品叫____，它是由____（图形）组成的。最下面我们用了____，因为____。这里有一个特别的设计是____。我们在搭建时遇到的一个困难是____，最后我们通过____方法解决了。”

    （3）同伴评价：倾听的小组可以给予一句“点赞”（如：“我喜欢你们的……”）或一个“好奇的提问”（如：“你们是怎么让那个部分不倒的？”）。

    此环节是综合素养的集中体现，融合了空间想象、工程实践、数学应用与语言表达。

  第三阶段：总结延伸——反思提炼与生活联结（约5分钟）

  （一）课堂总结（3分钟）

    教师引导学生回顾全过程：“今天，我们从稳固挑战到数量规划，再到创意搭建，完成了一次精彩的建筑之旅。你最大的收获是什么？或者你发现了图形朋友的什么新秘密？”

    学生自由发言。教师结合板书和课堂观察，进行结构化总结：

    1.图形特征的应用：不同的图形各有特点（平面稳、曲面滚），根据我们要实现的目的（稳固、滚动、装饰）来选择合适的图形。

    2.数学的用处：用加法可以提前算好需要多少材料，让我们的建造更有计划。

    3.建造的智慧：稳固的结构需要宽大的地基、对齐的堆叠和低重心；好的作品离不开集体的智慧和不断的尝试调整。

    教师颁发“创意建筑师”徽章贴纸，表彰所有投入思考和创作的小组及个人。

  （二）生活延伸与个性化作业（2分钟）

    延伸任务：“图形建造师的眼睛能发现生活中的数学。请你在家里找一找：哪些物品像我们今天搭的‘塔’或‘柱子’？（如：叠放的书籍、水杯）哪些组合家具或玩具像一座‘城堡’？试着用‘上下、前后、左右’等方位词给你的家人介绍一下它们的结构。”

    可选挑战（供学有余力学生选择）：

    1.用画图的方式，设计一个你认为不可能用积木搭出来的“幻想建筑”，并思考为什么它“不可能”。

    2.尝试用其他材料（如橡皮泥、牙签和棉花糖）构建立体图形并组合，感受不同材料的特性。

  七、教学评价设计

  本课采用“嵌入式”过程性评价与成果性评价相结合的方式，聚焦核心素养的发展。

  （一）过程性评价

  1.观察评价：教师使用《小组合作观察记录表》，在巡视中对学生“参与度”、“合作性（倾听与表达）”、“问题解决坚持性”、“使用数学语言的情况”进行等级（如：★★★/★★/★）或简语记录。

  2.作品分析：对学生的《过程性学习记录单》进行分析，关注其计划的合理性、计算的准确性、记录的习惯以及反思的深度。

  3.对话评价：在师生、生生的交流对话中，即时评估学生对图形特征、方位关系、数量运算等概念的理解水平。

  （二）成果性评价

  1.最终作品评价：制定简易量规，从“结构稳定性（功能性）”、“图形多样性（数学性）”、“创意独特性（创新性）”、“介绍表述清晰度（表达性）”四个维度，以星级或等级进行评价。此评价可作为小组合作成果的评定参考。

  2.延伸作业反馈：通过学生提交的延伸