《搭建立体大楼》教案（2课时）-2026-2027学年北师大版（新教材）小学数学四年级上册

《搭建立体大楼》教案（2课时）-2026-2027学年北师大版（新教材）小学数学四年级上册一、学情分析四年级学生已在低年级认识正方体基础特征，能独立用小正方体拼搭单层立体造型，掌握从正面、上面、侧面观察立体图形并画出平面视图的基础方法，具备直观拼搭与简单观察经验。学生思维以具象形象思维为主，空间想象能力存在明显分层，多数学生能完成“立体→平面”单向转化，但逆向“平面图纸还原立体大楼”存在较大障碍，难以读懂分层数字图纸中"0、1"代表的方块有无信息，容易混淆每层方块的行列位置。学生动手操作意愿强烈，但拼搭时缺少有序观察、分层搭建的规范思路，画图记录立体结构时容易遗漏上层方块位置，无法建立二维分层图纸与三维立体模型之间的对应关系。同时学生缺乏有序推理习惯，自主梳理搭、画互逆方法的能力薄弱，需要依托教材分层图纸例题，借助动手实操、师生问答搭建二维与三维图形转化的认知桥梁，循序渐进突破双向转化难点。二、教材分析本课选自2026秋季北师大版（新教材）四年级上册第六单元《图形的奥秘》第二课时，单元核心目标是依托正方体拼搭发展学生空间观念，承接本单元第一课《切开立体图形》平面截面认知，是实现二维分层图纸与三维立体模型双向转化的核心课时，为高年级三视图、几何建模学习铺垫基础。教材以“积木搭建楼房”为生活化情境，核心载体为分层数字图纸，规定数字1代表对应行列位置摆放1个正方体，数字0代表该位置无正方体，编排遵循“读懂分层图纸→按图纸搭立体大楼→观察立体大楼绘制分层图纸”双向探究逻辑，设置两组递进式教材问题串：第一组依托两层示范图纸学习读图、有序拼搭；第二组给出现成立体大楼，逆向完成分层图纸绘制。教材配套两类基础实操例题，同步提供两种搭建思路：先底层后上层分层搭建、两层同步对照搭建，弱化复杂多层造型，聚焦两层立体结构，重点发展几何直观、空间观念、推理意识三大核心素养。教材原规划1课时，为完整落实读图拼搭、逆向绘图两大核心任务，拆解为2课时分层教学，全程依托小正方体学具实操，贴合新课标“图形与几何”领域实践探究的教学要求。三、核心素养教学目标1.空间观念读懂教材分层数字图纸含义，建立二维分层图纸行列、数字信息与三维立体大楼方块位置、层数的对应关联，能在脑海中根据平面图纸想象立体造型，也能观察立体模型还原平面分层布局，完成二维、三维图形双向转化。2.几何直观借助小正方体动手搭建立体大楼，能用分层方格图纸记录每层方块分布，以数字0、1标准化表达立体结构，借助平面图表直观呈现立体图形空间分布，形成用平面图纸表达立体物体的几何表达习惯。3.推理意识经历“读图纸—有序拼搭—验证造型”“观立体—分层记录—绘制图纸”两套完整探究流程，自主归纳分层搭建、分层绘图的有序方法，能有理有据说明每层方块摆放位置的推理依据，形成严谨有序的空间推理习惯。4.应用意识理解分层图纸在建筑、积木搭建等生活场景中的实用价值，能运用本课读图、绘图、拼搭方法解决教材配套立体造型转化习题，体会平面图纸简化立体结构表达的数学作用。四、教学重难点教学重点读懂教材分层图纸规则，明确方格中数字1、0分别代表的方块摆放含义；掌握根据分层图纸有序搭建立体大楼的操作方法，完成二维图纸到三维立体模型正向转化。教学难点逆向观察现成立体大楼，分层梳理每层方块行列分布，规范绘制对应分层数字图纸；准确匹配上下两层方块的垂直对应位置，搭建、绘图过程中不遗漏、不重复摆放方块。五、教学过程（共2课时）第一课时：读懂分层图纸，根据图纸搭建立体大楼（一）课堂导入：依托教材积木情境，引出分层图纸概念教师出示教材81页顶部主题情境图，画面呈现儿童积木搭建的两层立体大楼，旁边配套两张分层方格图纸，同步朗读教材配套导入文字：生活中建筑师会用平面图纸记录楼房结构，积木搭建立体大楼也可以用分层方格图纸记录，方格内数字代表这个位置正方体数量。师：同学们仔细观察课本81页主题图，看一看图里包含哪两类事物？

生1：有两层积木搭成的立体大楼，还有两张方格图纸，一张对应第一层，一张对应第二层。

师：课本方格里面出现数字0和1，谁猜一猜这两个数字分别表示什么意思？结合积木摆放说一说猜想。

生2：数字1应该代表这个格子位置放了积木，数字0就是这里没有积木。

师：大家的猜想和课本定义完全一致，课本明确标注图纸规则：方格内写1，该行列位置摆放1个正方体；方格内写0，该位置不摆放正方体。今天第一课时我们先学习读懂分层图纸，按照图纸给出的信息，完整搭出对应的立体大楼。设计意图：直接使用教材原生积木生活情境导入，直观呈现图纸与立体大楼对应关系，同步解读教材图纸数字规则，清晰锁定本课时正向转化的探究任务，贴合教材由生活实物到平面图纸的编排逻辑。（二）新知探究一：精读教材示范分层图纸，拆解每层方格信息教师带领学生齐读教材81页示范图纸配套文字说明：本次示范立体大楼一共两层，第一层图纸共4个方格标注数字1，其余方格为0；第二层图纸共2个方格标注数字1，其余方格为0。教师黑板复刻教材第一层、第二层方格图纸，方格分为三行三列，依次标注每行每列数字。师：我们先单独分析第一层图纸，大家对照课本方格，数一数第一层有几个格子写数字1？分别在第几行第几列？

生1：第一层图纸一共有4个方格标1，分布在第一行第一列、第一行第二列、第二行第一列、第三行第一列，剩下方格全部是0。

师：结合图纸规则，第一层搭建时，这4个标1的位置需要摆放正方体，标0的位置空着不摆，谁能说一说第一层搭建完成后是什么造型？

生2：底层左侧一竖列全部摆满，第一行前两格摆放方块，形成不规则单层布局。

师：再观察第二层图纸，数一数第二层数字1的位置在哪里，一共有几个方块？

生3：第二层只有两个方格写1，分别在第一层两个方块的正上方位置，其余全部是0，只有2个正方体。

师：课本图纸上下两层方格行列完全对齐，说明两层方块上下位置一一对应，第二层方块必须摆放在底层方块正上方，不能悬空摆放，这是搭建的关键要求。教师板书图纸核心规则：方格数字1摆正方体，数字0空位置；两层方格行列对齐，上层方块只能放置底层方块正上方，不可悬空。设计意图：逐字拆解教材示范图纸文字与方格信息，通过分层问答梳理每层方块行列分布，明确搭建不能悬空的核心规则，统一学生读图标准，为动手拼搭建立清晰操作依据，落实几何直观素养。（三）新知探究二：依托教材两种搭建思路，动手实操搭立体大楼教师朗读教材81页问题串：试着根据图纸搭出立体大楼，课本给出两种搭建方法，第一种先搭第一层，再搭第二层；第二种两层对照同步搭建。教师为每位学生分发小正方体学具，组织学生对照课本图纸独立实操。师：我们先按照课本第一种方法分步操作，第一步只看第一层图纸，对照每行每列数字摆放底层方块，完成第一层搭建，同桌互相检查底层方块位置是否和图纸一致。

学生完成底层搭建后，教师巡视纠错，重点指导学生遗漏标1方格、在0方格摆放方块两类错误。

师：底层搭建完成，现在对照第二层图纸，找到标1的两个方格对应的底层方块，在它们正上方摆放第二层正方体，搭建完成完整立体大楼，搭建过程注意上层方块不能悬空。

学生完成完整搭建，教师组织学生对照课本主题图立体大楼，比对造型是否完全匹配。

师：谁来说一说第一种分步搭建方法有什么优点？

生1：先固定底层布局，不容易混淆行列位置，上层只需要对应底层方块摆放，操作简单不容易出错。

师：课本第二种搭建方法是两层图纸同时对照搭建，谁尝试用这个方法再搭一次，说说操作感受？

生2：需要同时观察两张图纸，对比上下两层1的对应位置，适合熟练读图之后使用，速度更快。教师结合教材内容总结搭建有序方法：优先选用“先底层、后上层”分步搭建法，读图时按行依次核对方格数字，避免遗漏方块。设计意图：严格落实教材提供的两种搭建思路，以动手实操为核心课堂活动，分层分步完成正向转化实操，通过师生问答对比两种搭建方法优劣，规范学生拼搭操作流程，同步发展空间推理与动手实践能力。（四）新知探究三：教材配套读图搭建基础例题，巩固正向转化方法教师出示教材81页下方配套练习图纸，为两层全新分层方格图纸，第一层5个数字1，第二层3个数字1。师：请大家先独立读懂这张新图纸，分别说出第一层、第二层数字1的数量与对应行列位置，再选用课本第一种分步搭建法，搭出对应立体大楼。

学生先口头读图梳理每层方块信息，再动手拼搭，完成后同桌互查造型是否匹配图纸。

师：搭建完成后思考问题，课本隐含提问：如果第二层数字1的方格下方底层是数字0，能不能摆放正方体？为什么？

生1：不能摆放，底层没有方块支撑，上层方块会悬空，不符合立体搭建规则，图纸设计时上层1一定会对应底层1的位置。教师统一订正学生搭建造型，强调读图必须逐行核对方格数字，搭建严格遵循底层支撑上层的空间逻辑，规范答题与实操思路。设计意图：使用教材同步配套图纸练习巩固读图、搭建核心技能，通过隐含问题深化两层方块垂直对应关系的理解，夯实第一课时二维图纸转三维立体模型的核心知识点，无额外拓展习题，完全贴合教材训练要求。（五）第一课时阶段性小结，衔接第二课时逆向绘图学习师：第一课时我们完成课本81页图纸读图、搭建全部探究内容，谁分层梳理本节课掌握的核心内容？

生1：读懂分层图纸规则，方格数字1摆放正方体，数字0不摆放，上层方块只能放在底层方块正上方，不能悬空。

生2：掌握课本两种搭建方法，优先使用先搭底层、再搭上层的分步搭建法，读图按行核对方格避免遗漏。

生3：能根据完整两层分层图纸，用小正方体搭出一模一样的立体大楼，完成平面到立体的正向转化。

师：下一节课我们学习课本82页内容，开展逆向探究：先观察现成立体大楼，分层梳理每层方块分布，绘制对应的分层数字图纸，完成立体到平面的反向转化。第二课时：观察立体大楼，逆向绘制分层图纸（一）课时复习导入：回顾第一课时教材读图、搭建核心方法教师黑板重现第一课时教材示范分层图纸与搭建成品立体大楼，开展问答复习，搭建双向转化知识衔接桥梁。师：上节课课本81页分层图纸中，数字0、1分别代表什么搭建要求？搭建立体大楼必须遵守什么空间规则？

生1：数字1对应摆放正方体，数字0为空位置；上层正方体只能摆放在底层方块正上方，不可以悬空。

师：课本推荐最稳妥的搭建操作步骤是什么？

生2：先完整搭建第一层底层，对照图纸核对无误后，再搭建第二层上层方块。

师：上节课我们是看图纸搭立体，属于平面转化立体，本节课课本82页设置反向任务：给出完整立体大楼，分层观察每层方块，画出对应的分层数字图纸，完成立体转化平面，出示教材82页立体大楼主题图。设计意图：系统复习第一课时图纸规则、搭建实操方法，清晰区分两课时正向、逆向两种转化任务，建立完整双向转化知识框架，明确本节课绘图探究学习目标。（二）新知探究一：解读教材82页立体大楼，分层观察每层方块布局教师带领学生阅读教材82页文字探究问题：下面这座两层立体大楼由6个正方体搭成，请分层观察第一层、第二层方块摆放位置，用方格记录每层分布，方格内摆放方块写1，无方块写0。教师黑板复刻教材两层立体大楼模型示意图，分层拆分底层、上层分别展示。师：我们先拆分立体大楼第一层底层，从上往下俯视观察底层，数一数底层一共有几个正方体，分别占据方格的第几行第几列？

生1：底层一共有4个正方体，分布位置和课本81页示范图纸第一层完全一致，剩余方格没有方块。

教师在黑板绘制空白三行三列方格，按照学生说出的行列位置，在对应方格填写数字1，其余方格填写0，完成第一层分层图纸绘制。

师：再单独观察立体大楼第二层上层方块，数一数上层有几个正方体，它们分别在底层哪两个方块的正上方？对应方格行列是什么？

生2：上层只有2个正方体，垂直对应底层第一行第一列、第一行第二列方块，其余上层方格无方块。

教师同步在第二张空白方格对应行列填写数字1，其余方格填写0，完成第二层分层图纸，将两层图纸并列板书，和教材标准绘图对照。

师：大家观察黑板两张分层图纸，上下两层方格行列完全对齐，上层数字1的位置垂直对应底层数字1，这和上节课搭建规则相互对应，绘图、搭建遵循同一套空间逻辑。设计意图：依托教材现成立体大楼开展分层俯视观察，分步拆解底层、上层方块行列分布，同步示范分层图纸绘制完整流程，建立“俯视观察—定位行列—填写0、1"标准化绘图步骤，实现搭建方法向绘图方法的知识迁移。（三）新知探究二：归纳教材绘图完整步骤，自主实操绘制分层图纸教师整合教材绘图探究过程，板书分层绘图四步标准流程，同步朗读课本配套绘图提示：分层拆分立体大楼，先俯视观察第一层底层方块；绘制和底层行列匹配的空白方格，按俯视位置，有方块填1，无方块填0，完成第一层图纸；俯视观察第二层上层方块，找到方块垂直对应的底层方格行列；绘制相同行列空白方格，对应位置填1，其余填0，完成第二层图纸。师：请大家拿出空白方格练习纸，同桌合作，一人搭建课本同款两层立体大楼，另一人按照四步流程独立绘制分层图纸，绘制完成后对照教材标准图纸核对。

学生分组实操绘图，教师巡视指导，重点纠正学生俯视观察视角错误、上层方块行列定位偏移、方格数字填写颠倒三类绘图常见错误。

师：绘图过程中为什么一定要从上往下俯视观察每层方块？能不能从正面侧面观察绘制图纸？

生1：正面、侧面观察会出现方块遮挡，无法看清每层完整行列布局，只有俯视才能看清所有方块的平面分布，精准定位行列位置。教师结合教材内容总结绘图核心要点：俯视分层观察、方格行列对齐、垂直位置一一对应、数字规范填写0与1。设计意图：提炼教材探究活动中隐含的标准化绘图流程，以同桌合作实操落实逆向绘图技能，通过问答明确俯视观察的必要性，突破逆向绘图视角选择的难点，发展学生几何直观与有序推理意识。（四）新知探究三：教材综合实操例题，双向转化综合练习教师出示教材82页底部综合习题，题目分为两部分：第一部分给出全新两层分层图纸，要求搭立体大楼；第二部分给出全新两层立体模型，要求绘制分层图纸。师：我们分步完成这道综合例题，第一步完成正向转化，先读懂习题分层图纸，选用先底层后上层的搭建方法，搭出立体造型，同桌互相检查搭建成果。

学生完成搭建后，开展第二部分逆向绘图任务。

师：第二步拆分搭建好的立体大楼，分层俯视观察底层、上层方块分布，按照四步绘图流程，独立画出两层分层数字图纸，绘图完成后对照习题原始图纸比对，两张图纸数字、行列分布必须完全一致。

学生独立完成绘图，教师选取学生绘图成果和教材标准图纸对比讲解，梳理绘图遗漏方块、行列错位等典型问题的修正方法。

师：对比搭建、绘图两套操作流程，说一说正向、逆向转化有哪些相同的核心规则？

生2：都需要分层观察底层和上层，上下两层方格行列对齐，上层方块垂直对应底层方块，统一使用数字1、0记录方块有无。设计意图：依托教材综合习题融合两课时正向搭建、逆向绘图两大核心技能，完整落实二维、三维图形双向转化教学目标，贴合教材由单一探究到综合运用的编排逻辑，突破本课整体教学难点。（五）新知探究四：教材生活拓展图文解读，感知分层图纸实用价值教师展示教材配套生活配图：建筑施工平面分层图纸、大型积木拼装说明书分层图纸，结合课本文字提问，开展师生问答解读。教材问题1：建筑师设计楼房为什么要用分层平面图纸记录楼层结构？

生：楼房层数多，立体模型不方便携带查看，分层图纸用数字简化每层布局，清晰直观，方便施工人员看懂每层墙体、房间分布。教材问题2：大型积木拼装说明书使用分层方格图纸有什么好处？

生：拼装时可以分层对照图纸摆放积木，不会混淆每层零件位置，搭建顺序清晰，降低拼装难度。教师引导学生结合本课搭建、绘图实操经验作答，将课堂数学方法与真实生活场景关联，不延伸复杂课外搭建任务，仅依托教材图文完成应用感知。设计意图：依托教材配套生活素材搭建数学知识与现实应用的桥梁，落实新课标应用意识素养，让学生体会分层图纸简化立体结构表达的实用价值，检验双向转化方法的理解程度