小学三年级数学北师大版《校园方向探秘：综合实践第2课时》教案

小学三年级数学北师大版《校园方向探秘：综合实践第2课时》教案

  一、教学基本信息

  学科领域：小学数学                   适用年级：小学三年级

  教材版本：北京师范大学出版社义务教育教科书·数学三年级上册         课题名称：校园方向探秘——综合与实践主题学习第2课时

  课型定位：综合实践活动课·跨学科主题学习                课时安排：第2课时（共3课时）

  授课对象：三年级学生                         设计者：课程改革学科指导专家组

  二、课程理念与设计逻辑

  本教学设计严格遵循《义务教育数学课程标准（2022年版）》“综合与实践”领域的基本理念，以“真实情境、问题驱动、跨学科融合、深度参与”为核心导向。依托北师大版三年级上册“方向与位置”单元的知识基础，将数学学科中“东、南、西、北、东南、东北、西南、西北”八个方向的抽象概念，置于“我们的校园”这一真实、具体、可感知的空间场景之中。本课作为主题学习的第2课时，承载着从“室内认知”向“室外应用”跨越的枢纽功能，强调让学生在真实任务中经历“方向辨认—空间表征—路径规划—社会性交流”的完整思维链条。

  设计视野跳出单一学科边界，主动融入地理学中的地图语言、语文表达中的方位描述、美术创作中的符号设计、体育与健康中的定向运动要素，构建以数学学科为核心的跨学科学习场域。本课不追求知识的单向传递，而是以“校园定向挑战赛”为驱动性任务，引导学生在小组合作中完成方向标制作、校园实地方位测绘、成果可视化表达等高阶实践活动，真正实现“做中学、用中学、创中学”。

  三、教学内容深度解构

  （一）教材位置与知识体系关联

  北师大版三年级上册“方向与位置”单元，第1课时主要借助太阳升起、落下等生活经验，建立东、南、西、北四个基本方向的表象，并能根据给定的一个方向辨认其余三个方向。本课是单元核心能力的进阶节点，将四个方向拓展为八个方向，且从纯粹的方位辨认升级为“方向与空间位置的关系”建模。这一内容不仅是后续学习“路线图”“数对确定位置”乃至中学“平面直角坐标系”的重要感性基础，更是发展学生空间观念、几何直观的核心载体。

  （二）学情精准画像

  1.知识起点：学生已在第1课时中初步掌握东、南、西、北的辨认方法，能结合生活场景说出教室、操场等大致方位，但对东南、东北、西南、西北四个复合方向的感知较为模糊，易出现“东南就是南边”“东北就是北边”的简化认知。

  2.能力基础：三年级学生具备初步的小组合作意识，能在教师引导下完成简单的观察记录；手部精细动作发展至可绘制简单图形，但地图符号的抽象表达能力尚在起步阶段。

  3.心理特征：对外界环境充满探索欲，喜欢具身体验型任务，但对长时间静坐听讲耐受度低。本课将课堂主阵地移至校园，契合该年段学生“在活动中学习”的认知偏好。

  4.潜在困难：将平面方向图式与立体空间中的实际方位进行双向转换时，部分学生会出现“旋转参照系”的混淆；在无现代指南针辅助条件下，仅凭自然特征（树木、影子、建筑物朝向）推断方向的能力较弱。

  （三）核心素养聚焦点

  本课重点发展的数学核心素养为：

  空间观念：能够在二维平面图与三维真实空间之间建立联系，根据八个方向描述物体相对位置。

  量感与推理：通过实地观察，利用参照物推断方向，发展基于证据的空间推理能力。

  模型意识：初步体会“方向标—实际方位—平面图”的建模过程。

  应用意识：主动运用方向知识解决校园生活中的定位与导航问题。

  四、教学目标分层表述

  （一）基础性目标（全员达成）

  1.能在校园实景中，借助太阳、建筑物朝向、树木生长特征等自然参照物，独立辨认东、南、西、北四个基本方向。

  2.在小组协作下，能够准确说出东南、东北、西南、西北四个方向的命名由来及空间位置，并能用手指向实景中的对应方位。

  3.能根据给定的校园建筑物或标志物，用八个方向中的至少两个描述其相对位置关系。

  （二）拓展性目标（多数学生可达）

  1.能以小组为单位，设计并制作具有本组特色的“校园方向指示牌”或“八向方位标”，并在校园指定位置进行实地校准与安放。

  2.能运用八个方向词汇，口头或书面表述一条从“起点”到“终点”的校园定向路线，语句通顺、方向词使用准确。

  （三）挑战性目标（部分学生可达）

  1.能尝试绘制所在小组负责区域的“校园方向微地图”，图中标注至少五个地点的相对方位，并创编清晰的地图图例。

  2.能批判性地发现组内或他组方向判断中的逻辑矛盾，并提出合理的修正建议。

  五、教学重点与难点

  教学重点：在真实校园情境中，准确识别并指认八个方向，能够用方向词语描述物体之间的相对位置。

  教学难点：东南、东北、西南、西北四个复合方向的空间定位，尤其是当观察者自身朝向发生变化时，保持方向参照系的一致性。

  破解策略：通过“身体定向操”“旋转方向盘”“校园地标连线”三个递进活动，将抽象方向具身化；以小组为单位反复进行“定点—转身—再认”的循环训练，强化方向恒常性。

  六、教学方法与学习方式

  （一）教法

  1.项目式学习（PBL）：以“校园定向挑战赛”为核心项目，驱动整节课的探究活动。

  2.具身认知教学法：通过身体动作、手势、行走路线将思维外显化。

  3.跨学科整合教学：有机融入地理绘图、体育定向、美术设计等元素。

  4.差异化支架教学：为不同水平小组提供梯度任务卡与工具包。

  （二）学法

  1.具身体验学习：在校园真实场域中行走、观察、指向。

  2.合作探究学习：4人异质小组，设组长、记录员、观察员、汇报员等角色。

  3.表现性学习：以制作方位标、绘制微地图、汇报路线等成果外化思维。

  七、教学准备系统

  （一）教师准备

  1.宏观规划：课前实地勘查校园，选定4个核心观测点（如升旗台、中心花坛、篮球架、图书馆门厅），确保每个观测点周边均有丰富且安全的方向参照物。

  2.教具研发：

    ●巨型地面方向垫：8×8米，印有正八边形及八个方向标识，用于室内热身环节。

    ●小组任务档案袋：内含任务卡4套（分别对应不同观测点）、空白方向板8张、彩色记号笔、可擦写白板、磁力方向贴。

    ●校园简化平面底图：每个小组1张，标注主要建筑物轮廓，但不标注方向。

    ●示范用方位标模型：木质底座+可旋转指针，用于讲解制作标准。

  3.数字资源：录制2分钟微课《方向的历史——从司南到指南针》，用于课前导入。

  （二）学生准备

  1.知识储备：复习第1课时四个基本方向的辨认歌诀。

  2.学具准备：每人准备硬纸板一块（A4大小）、彩色卡纸、安全剪刀、胶棒。

  3.前置任务：以小组为单位，利用课余时间拍摄本组最熟悉的校园一角照片，并尝试用东、南、西、北进行初步描述。

  八、教学实施过程（核心环节，详案）

  【课前蓄势】3分钟

  （本环节在教室进行，地面已铺设巨型方向垫）

  教师播放微课《方向的历史——从司南到指南针》，画面呈现古代司南、现代指南针、手机电子罗盘等。旁白以第一人称“我是方向使者”口吻，向学生发出邀请：“今天，我们要带着古人的智慧，去破解我们校园里的方向密码！”微课结束瞬间，教室灯光切换为自然光，教师指向窗外：“孩子们，方向不在书本里，方向就在我们的校园中。准备好了吗？”

  设计意图：通过历史叙事营造神圣感与使命感，自然过渡到室外探究。

  【第一板块】方向唤醒·身体知八向（8分钟）

  （地点：教室地面方向垫。若天气不宜，可改为室内体育馆，本设计假定晴朗）

  1.基本方向闪卡反应

    教师随机出示“东”“南”“西”“北”字卡，学生立即在方向垫上踩踏对应方位格，并大声读出方向名称。速度由慢到快，错误者原地转一圈后继续。此环节复习巩固。

  2.复合方向具身创编

    教师提问：“东和南之间的方向叫什么？谁能让自己的身体变成东南方向？”学生尝试将左臂指向东、右臂指向南，身体朝向东南夹角。教师带领全体学生创编“八向肢体操”：前正北、后正南、左正西、右正东；左前西北、右前东北、左后西南、右后东南。

    伴随鼓点节奏，学生边念口诀边转向：“早晨起来面向北，前面是北后是南，左面西来右面东；转到东北拍拍肩，转到西南跺跺脚……”

  3.旋转参照系挑战

    教师指定一名学生站在方向垫中心，面朝北。教师发令：“升旗台在你的东南方，请转向升旗台。”学生原地转体，指向东南。教师追问：“你现在面朝什么方向？”引导学生意识到：自身朝向改变，但客观方向不变。

  设计意图：将抽象方向词与身体动作、空间旋转深度耦合，是化解“参照系混乱”关键一招。全员参与，动觉唤醒，为室外实勘奠定认知基础。

  【第二板块】任务发布·组建勘测队（5分钟）

  （地点：教室，小组座位已调整为马蹄形）

  1.情境创设

    教师出示学校平面示意图（简化版），图中四个核心观测点位置用红色问号标记。“学校要举办校园开放日，需要为来宾设计‘方向导览手册’。可是，这些地方的方向标已经模糊不清。现招募四支‘校园方向勘测队’，分别负责升旗台、中心花坛、篮球架、图书馆门厅四个观测点的八个方向测定及方位标制作。你们愿意成为首席勘测员吗？”

  2.角色分工与工具包领取

    每个小组从任务档案袋中抽取一张任务卡。卡上明确标注本组负责的观测点位置及三项核心任务：

    任务A——在该观测点，使用至少两种方法（如太阳、建筑物、树木）确定八个方向，并填写《方向勘测记录单》。

    任务B——设计并制作一个能正确指示八个方向的方位标（可旋转指针式或固定八向式），要求美观、稳固、方向精确。

    任务C——从观测点出发，规划一条前往食堂/校门/操场的路线，用八个方向词语写一段“方向导航语”。

    每组领取工具包：空白方向板、彩色卡纸、记号笔、指南针（备用）、量角器（备用）、夹板、记录纸。

  3.标准示范

    教师展示一个简易方位标模型：“指针红色一头永远指向北。我们如何在没有指南针时找到北？”引导学生回顾：太阳东升西落，正午太阳在南，影子指向北；独立大树南侧枝叶茂密；教学楼通常坐北朝南……教师示范在观测点（讲台）完成一次完整勘测流程，并提示安全注意事项（不攀爬、不擅自离队、组员互相照看）。

  设计意图：项目式学习需要真实且具有挑战性的任务。将学生角色升级为“勘测员”，赋予责任意识。明确的三任务结构分别指向“方向测定—工具物化—语言应用”，形成完整能力闭环。

  【第三板块】实景勘测·校园八向行（25分钟）

  （地点：校园四个预设观测点，各小组分头行动，配一名教师或家长志愿者流动指导）

  ●升旗台观测点（第一小组）

    组长手持任务卡，组织组员分散站立。一名组员指向旗杆顶端，根据正午太阳大致方位，推测旗杆影子方向。组员A：“现在大约是上午10点，太阳在东南，影子应该指向西北！”另一组员掏出指南针验证：“影子尖指向西北偏西……哦，现在是上午，太阳还没到正南，影子不是正北。”教师适时介入：“所以不同时间，影子方向会转动。但我们可以根据建筑物的固定特征辅助判断。”组员发现旗台基座为正八边形，每一边隐约有磨损痕迹。经讨论，他们以旗杆为中心，将基座八条边与八个方向对应，成功标出正北（背向教学楼一侧）。

    《方向勘测记录单》填写：

    观测点：升旗台  日期：10月17日  时间：10:05

    北：旗台背面（靠花坛侧） 南：旗台正面（对教学楼） 东：食堂方向 西：操场方向

    东南：艺术楼方向 东北：停车场入口 西南：垃圾站（但大家认为不雅，决定改为“梧桐道”） 西北：篮球场东南角

    备注：东南方向用艺术楼尖顶对齐确认，东北方向以停车场白色护栏为参照。

  ●中心花坛观测点（第二小组）

    花坛呈圆形，无明显方向参照。小组陷入争论。记录员提议：“花坛边的长椅！长椅面朝哪？”观察员蹲下发现长椅靠背朝北，坐面朝南。大家立刻以长椅为基准展开。组长拿出空白方向板，用铅笔轻画圆形，先定北（靠背所指），再依次标出其他方向。花坛中央的喷泉雕塑手指方向恰好指向东南，组员们惊喜：“雕塑在给我们指路！”教师肯定其观察力，并引导：“雕塑是人造物，可能当初设计就有方向含义。我们还需要用自然物验证。”组员抬头看树冠，花坛南侧香樟树枝叶明显更茂密。双重验证成功。

  ●篮球架观测点（第三小组）

    篮球架本身是金属结构，易干扰指南针。小组先退后五米，用手机指南针（已调至无干扰模式）测得篮球架正面篮板朝北，背板朝南。球员通常从南侧投篮。组长分配任务：两人用身体定向法，面朝北站定，其余人分别站到东南、东北等方位点。一名组员质疑：“三分线弧顶在哪个方向？”经测量，弧顶位于篮架西南侧。大家把篮球场半场八方向全部标出。该组方位标设计灵感诞生：做一个篮板形状的方位标，篮圈指向北。

  ●图书馆门厅观测点（第四小组）

    门厅正门朝南，台阶为三级。组员借助太阳：此时阳光正从门厅东南侧天窗斜射进来。他们立刻推断东南方位。门厅立柱上挂有“消防安全疏散图”，图上标有指北针。组长立刻组织组员对照图纸与实景。这是教科书级别的高阶思维——将平面图方向与实景叠合。教师鼓励该组在方位标制作中加入“图纸对照”功能。

  各小组勘测期间，教师巡回观察，重点记录学生在复合方向辨认时的典型错误（如将东北说成北东、将西南与西北混淆），不打断，只以追问方式引导：“你再转身看看，确定那是西偏南45度吗？”

  【第四板块】方位标工坊·思维可视化（20分钟）

  （地点：教室及走廊宽敞区域，小组返回室内）

  1.数据整理与方向板定稿

    各组依据勘测记录单，在空白方向板上用铅笔绘制八个方向的精确角度。教师投影示范如何用量角器将圆等分为8个45度扇形，并标注东、南、西、北、东南、东北、西南、西北。鼓励有能力的组使用彩色区分基本方向与复合方向。

  2.方位标创意制作

    硬纸板做底座，吸管或竹签做指针，黏土固定。各组风格迥异：

    升旗台组：底座贴满落叶，象征自然定向法。

    花坛组：雕塑造型，指针为喷泉状。

    篮球架组：篮板造型，用篮网包裹指针。

    图书馆组：加入透明胶片图层，可叠放建筑平面图。

    制作中教师强调“方向准确性高于美观性”，每完成一步，需用指南针校准指针北方。组内设“质检员”专门负责。

  3.导航语协作撰写

    各组根据任务C，从观测点出发，设计一段前往食堂的导航语。例如：“从升旗台出发，先向西北穿过梧桐道，再向正北直行50步，食堂在你的东北方向。”组内轮流口述，记录员润色，要求至少使用五个不同方向词。

  【第五板块】成果博览会·互评与迭代（12分钟）

  （地点：教室，各组方位标陈列于讲台）

  1.小组轮流发布

    每组2分钟核心发布：展示方位标，口述导航语，分享勘测中最有趣的发现。汇报员手持方位标，另一组员在地面方向垫上同步走位演示路线。

  2.交叉质证与改进建议

    “图书馆组，你们说门厅正门朝南，为什么方位标指针北对着窗户？”该组解释：“我们是以门厅中心为观测点，正门在南，那北就在背后的书架区。”提问组恍然大悟：“哦，你们是以室内为参照！”教师趁机提炼关键认知：观测点不同，同一物体的方向描述会变化，但绝对方向不变。

  3.教师专业点评

    从三个维度评价：方向精度、创意表达、协作效能。特别表扬花坛组利用长椅靠背定北的智慧，升旗台组发现基座八边形与方向对应的数学眼光。不设横向比较排名，强调每个组都在真实问题中构建了属于自己的方向知识。

  【第六板块】反思升华·方向即思维（5分钟）

  1.方向日记（口头快闪）

    “今天这节课，你的方向感发生了什么变化？”

    生1：“我以前觉得东南就是南边偏一点，现在知道它是独立的方向，45度！”

    生2：“我发现不能只看一个参照物，要多验证。”

    生3：“原来我们的校园就是个大罗盘！”

  2.教师结课

    “方向从来不只是东和西。当我们说东南西北，其实是在说：我们知道自己在哪儿，我们要去哪儿，我们怎么与世界建立联系。下节课，我们将把今天测定的八个方向，画成一张真正的校园方向地图，让更多来宾读懂我们的校园。”

  九、板书设计（黑板布局）

  （左侧）

  校园方向勘测记要

  ▶八向口诀：

   北→南→西→东→

   东北东南西南西北

  （每相邻方向夹角45°）

  ▶定向三法：

   太阳·影子 植物茂密度 建筑朝向

  （右侧）

  ▶方位标核心标准：

   北针唯一，方向恒定

  ▶导航语公式：

   起点+方向+动作+参照物

  十、作业设计（分层可选）

  A层（基础必做）：回家后，在小区选择一个参照点（如花坛、健身区），用八个方向描述该参照点周围的四个物体位置，录音或文字发给老师。

  B层（拓展选做）：为学校设计一块“校园八向指示牌”草图，包含至少六个地点的方向指引，标注图例。优秀设计将提交总务处参考。

  C层（挑战研究）：查阅资料，了解古代除了司南，还有哪些辨别方向的方法（如观星、候风、地磁等），制作一张A5大小的“方向智慧卡”与同学分享。

  十一、教学评价设计（嵌入式全程评估）

  1.过程性评价量表（教师用于巡回记录）

    ●方向指认准确度：能否独立在实景中指对全部八个方向。（赋星1-3）

    ●工具使用能力：能否正确使用指南针或自然参照物校准。（赋星1-3）

    ●协作沟通品质：是否主动倾听、质疑、帮助组员。（赋星1-3）

    ●成果创新指数：方位标设计是否有独特视角。（赋星1-3）

  2.表现性评价任务

    以小组完成的方位标和导航语为核心证据，采用“勘测员认证勋章”制度。凡方位标八个方向误差均小于10度，且导航语无方向词错误，全组获授“金牌勘测队”称号。

  3.自我反思单

    课后每位学生填写：“我今天最得意的一个方向发现”“我仍然有点困惑的地方”“我想给伙伴的点赞”。

  十二、教学预案与差异化支持

  1.若当日阴天无太阳：启用备用方案——以校园内已知方向建筑物（如坐北朝南的教学楼）为绝对参照，采用“建筑朝向递推法”。同时每组发放一个液体指南针，强调工具定向。

  2.若小组进度严重滞后：教师直接介入，引导组员只聚焦基本四向，复合方向可暂用“靠近东的南边”等描述性语言，不强制使用精确术语。

  3.若学生提出超纲问题（如“地磁偏角”）：不回避，赞赏其科学精神，简单解释“指南针指向的是地磁北极，不是地理北极，差别很小，三年级暂不深究”，并推荐科普读物。

  十三、跨学科融合点深度阐释

  本课并非机械叠加多学科内容，而是以数学学科“方向”概念为核心锚点，自然辐射至：

  ●地理：地图三要素之方向要素的实践体验；校园小尺度区域的定向定位。

  ●语文：方位词的精确运用与口语交际中的条理性；导航语写作。

  ●美术：方位标的造型设计、色彩搭配、符号化表达。

  ●体育与健康：户外移动、空间感知与团队协作。

  ●科学：太阳