1《尺子的科学》教学设计文档格式.docx
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（注：
此评价体系和评价结果处于“暂定状态”。
此后会随着学生年龄增长及学习内
容的延伸，进行逐步扩充和细化。
如：
便捷性会扩充为“使用便捷性”“携带便捷性”“维
护便捷性”等更多子级和具体表现因素。
）
在解决技术与工程类问题的能力上：
学生分析工程需求的能力较初级；
初步具有设
计的意识，但以内心所想或口头简述为主要表达方式；
有动手制作、调试、改进的热情和
意愿，但能力较一般；
评估意识和能力较初级。
学生在之前的相关领域学习中，已经在数学活动中学会了较为常见的长度单位（米、
厘米、毫米等），学会了如何利用标准尺来测量物体长度。
在一定程度上，这两点会成为
学生在本次学习中的干扰因素。
因其总会习惯性地想到用标准尺来测量、用厘米等标准单
位来表述测量结果，且往往会下意识地认为，只有这种表述才是唯一正确的，而无法认识
到“物体长度虽固定，但测量标准体系却并非唯一，因此描述和表达结果会因标准体系不
同而不固定”。
这也恰恰是本活动的活动难点所在。
在前一活动《做尺子》中，学生已经知道什么是“单位”，认识到在测量物体长度时，
以一个固定长度的物体做单位来尺子，要比搾、庹、步等身体尺更为稳定，已经具备初步
制作简单尺子的设计、动手和评估能力，但较为模糊和散碎，具有较初级的工程思维能力。
在本活动具体实施之前，教师做出相关前测。
受限于时间因素，本次前测采用口头
访谈形式（与前一活动《做尺子》连上，在活动间10分钟内进行）。
该班有50名学生，
主要围绕两个问题展开：
1：
上节活动所做的自制尺，能否满足自己对物体长度的测量？
2：
用该尺所测的数据，能否完成各组之间的相互比较？
3：
一把好的自制尺，具有哪些优点？
具体前测数据如下：
能测量（46人，占92%）；
不确定（3人，占6%）；
不能测量（1人，占2%）。
能比较（31人，占62%）；
不确定（13人，占26%）；
不能比较（6人，占12%）。
能关注一个点（22人，占44%）
能关注二个点（19人，占38%）
能关注三个点（7人，占14%）
能关注四个点（2人，占4%）
数据分析：
（1）大部分学生对于自己在前一活动《做尺子》中的作品（单位不统一的自制尺），
是认可其功能和实用性的，能够认识到该自制尺能够满足自身个体对测量的需求，这是对
前一活动活动效果的肯定。
（2）大部分学生认为上节活动所制作的自制尺，同样能够满足社会化的交流、比较。
只有极少部分学生能够意识到，利用单位不统一的自制尺所测得的数据无法进行社会化的
比较交流。
学生以上反馈成为本活动再做“统一标准自制尺”的干扰。
因此在活动执行过
程中，需在扭转这部分学生错误认识的基础上，才能展开后续活动环节。
（3）大部分学生能够在评估作品时关注一到两个因素，其工程思维表现属于该学龄
段的平均水平，小部分学生能在评估时筹划关注更多因素，其工程思维表现较为突出，且
此班该部分学生所占比例，相比教师以往所教班级的平均值要高（教师以往所教班级平均
值为13%，此班为18%。
）
结合本活动的指导思想与理论依据，基于以上众多分析，本活动设计将以如下具体
方法和过程展开实施：
以童话故事《白雪公主》为背景，为学生创设“白雪公主该走哪条路更近”这一模拟现实
世界中比较路径长短的活动情境。
在激发学习兴趣的基础上，引导学生充分参与测量、交
流、比较等体验活动，助其真实发现问题所在：
前一活动中所做的不同单位的自制尺，无
法满足比较、交流等社会化活动；
在其心中真实产生工程需求：
再做（改进）统一标准的
新尺子。
此问题和需求将成为后续一系列活动环节的驱动力，学生工程思维将在“分析需
求环节”得到发展、在“设计环节”得到展现、在“制作和调试环节”完成自我摸索完善、
在“评估和改进环节”进行相互刺激提升。
此过程是学生工程思维的提升过程，亦是学生
发现问题后，解决问题的能力提升过程。
3.学习目标确定
1.通过使用“不同单位自制尺测量路线长度”的活动，知道测量在面对交流、比较等
社会化需求时，需要统一标准。
2.通过“评估自制尺”活动，能够了解评估可从功能性、便捷性、美观性等不同角度
展开。
3.具有初步设计、制作、评估和改进自制尺的能力，能初步意识到自制尺的优点与不
足往往是同时存在的。
4.通过在分析工程需求环节中发展、在设计环节中展现、在制作调试中完成自我摸索
和完善、在评估改环节中进中相互刺激提升等方法和步骤，培养学生工程思维，提升其解
决“技术与工程类问题”的能力。
5.了解生活中常见的工具和科技产品，会给人类生活带来便利。
4.学习重点难点
活动重点：
知道测量在面对交流、比较等社会化需求时，需要统一标准。
活动难点：
认识到物体长度虽固定，但描述和表达结果却因标准体系不同而不固定。
（一）评价方式：
活动一：
导入：
回顾之前活动，展示自制尺
教师活动1学生活动1
展示之前活动中的作品，观看、倾听汇报组。
上次活动中，白雪公主向我们求
助，如何确定床边的长度。
同学们在
没有尺子可用的情况下，制作了自制
尺，帮助白雪公主解决了难题，谁愿
意将自己的自制尺展示给大家？
总结：
大家做得真棒，看来你们
制作的测量工具，果然很有用！
活动意图说明：
回顾之前所学，为后续活动内容做铺垫。
活动二：
发现问题，明确工程需求，发展工程思维
教师活动2学生活动2
1.发现问题：
自定单位的尺，无
法完成社会化交流
这次活动，老师再次接到了白雪
公主的求助信：
测量两条路的距离。
思考、交流
师：
我们该如何做，才能帮助白
雪公主确定哪条路更近？
引导学生测量两条路中的单独一
条。
[预设1]：
学生能意识到用自己
制作的尺子测量距离。
[对策1]：
肯定学生想法：
可以用数据，帮助白雪公主确定哪条路更任务描述
近。
进而引导学生亲自试一试。
[预设2]：
学生无从下手。
测量、观察、交流[对策2]：
教师引导：
在上次活
动中，我们成功制作了一个能够测量
统一。
[对策2]师引导：
数据来自测量
工具，该如何改进测量工具，才能让
所有人测量的数据，具有说服力？
学生：
意识到须统一标准，展开讨论交流。
活动意图说明
聚焦新授话题，培养学生发现问题的能力，助其产生“再做（改进）标准统一新尺子”
的强烈内心欲望（即：
工程需求），引导学生理性看待问题，为其“处理和解决问题”
找到突破方向，帮助学生发现工程需求的关键点。
引导学生聚焦到具体实施层面，综
合梳理需求分析的结果，并以此指导后续“作品设计”环节，为学生提供发展工程思
维的平台。
这是学生综合设计“处理和解决问题之方案”的过程，“评价”将在此过
程中起到启发更多思考的作用。
落实活动目标1。
活动三：
处理问题，设计及制作，展现工程思维，完成摸索和完善
教师活动3学生活动3
1.制定班级内的“统一标准”
过渡：
通过之前的学习可发现：
想要解决问题，每个小组都有各自的
分析，但再做一把“测量标准统一”
的尺子是前提。
我们该以哪个同学选择的单
位，作为大家统一使用标准？
[预设1]学生能够达成统一意见。
[对策1]认可学生的共议结果，
并以此为新标准，引导学生再做尺子。
[预设2]学生无法达成统一意见。
学生：
思考、回答、交流，提出自身“统一测
[对策2]首先，追问学生该问题
量标准”的意见。
是否只有唯一答案，引导学生意识到，
标准在制定初期，往往具有一定随机
性。
其次，教师适时介入：
既然大家
争论不休，不妨以老师指定的单位，
作为大家统一使用的标准。
（预计用
时：
3分钟）
教师统一下发新的2B橡
皮，横向使用）。
2.设计及制作统一标准的自制尺
有了大家公认的统一标准，
现在可以开始制作了。
在制作之前，请思考以下几
个问题：
（1）你希望这把尺子具有哪些优
点？
（2）这次再做自制尺，可以继续
使用与前一活动相同的材料（如：
继
续使用木板做尺）；
也可以更换一种不
同的材料（如：
前一活动用木板，本
活动改用透明塑料做尺）。
但无论如何
选择，请想一想为什么，随后分享给
大家。
教师：
小组巡视过程中，对学生
的工程思维表现（如：
作品的功能性、
便捷性、美观性、安全性；
建造过程
小组内讨论、设计自身“再做尺子”的中的统筹协调等）作出适度评价，助
设计方案，待共同确认无误后，按照相应设计
其更好地进行工程思维的摸索提升。
选择材料、完成制作。
完成内化设计和动手制作（即：
工程建造），是执行、处理问题的过程。
此过程中，
学生的工程思维得以在选择材料等设计环节展现，在制作过程中完成工程思维的摸索
和提升，教师的适度评价将成为其提升助力。
与此同时，落实部分活动目标3。
活动四：
解决问题，调试及评估，完成工程思维的相互刺激和提升
教师活动4学生活动3
1.再次测量及交流：
哪条路更近
待各组自制尺制作完成后，教师
引导学生利用该尺再次测量数据并汇
报，观察发现两条路线长度数据的一
致性。
学生通过数据，进行选择，解决之前活动
情景中的驱动任务。
各组测量的数据较为一致，
白雪公主该走哪条路更近？
2.评估自制尺，找到自我改进方
向
利用统一标准的自制尺，
成功帮助白雪公主解决了难题，很好。
老师观察发现，同学们的自
制尺不但能完成测量和比较的任务，
而且都有值得他人学习之处，请看。
教师将几个具有典型代表的自制
尺展示给全班，为其预留观察、反思
时间。
学生观察、反思、评估、完成自我改进思考
从A同学的自制尺中，你能
找到怎样的优点？
如果还有再次改进
自制尺的机会，你能为他提出哪些改
进意见？
B同学、C同学⋯⋯
解决问题，引导学生找到活动情境中问题的答案。
帮助学生体验通过“动手做”来解
决问题的成功和乐趣，领悟以工程思维做指导的学习活动，所具有的独特魅力。
引导
学生对自制尺进行多因素评估，在潜移默化中完成“自我改进”的思考，此时学生的
工程思维已悄然在生生之间、师生之间进行相互评价、刺激和提升。
同时，这是学生
冷静回观“处理和解决问题过程”的过程，是其能够在下一次更好地解决问题的基础，
此时学生的评估、评价能力将得到训练和培养。
落实活动目标2和部分活动目标3。
活动五：
利用问题，活动拓展，联系实际生活
教师活动5学生活动5
1.举一反三，推测更大范围
如果想让全校同学帮助白雪
公主解决问题，使其所测量的数据具
有可比性，我们该如何？
学生思考、回答：
须找到一个全
校同学公认的统一标准。
如果想在全区、全市、甚至
全国范围内⋯⋯
学生思考、回答。
针对学生发言，着重引导生
生互评。
2.活动拓展，联系实际生活，了
解国际“米制公约”
（1）过渡：
为了帮助童话故事中
的白雪公主解决难题，我们将自制尺
改进为“统一标准”。
在现实生活中，遇到比较两
条路的长短、交流物体长度时，是否
也要遵守“统一标准”这一准则？
请
举例说明。
生：
举例说明自身对“统一标准”
的认识。
（2）了解我国古代常用长度单
位：
寸、尺等，认识我国现阶段长度
新标准：
国际“米制公约”。
全世界人民，为何要制定这
一统一标准？
学生思考、交流、回答。
[预设1]学生能意识到是为了便
于全球性的社会化交流。
[对策1]肯定学生回答。
[预设2]学生无法意识到国际“米
制公约”存在的意义。
[对策2]教师适时引导、启发：
如果全世界各个国家，都使用自己的
测量标准，而不与其他国家统一，一
旦需要与他国进行交流时，会怎样？
发挥该问题的功能性，引导学生举一反三，检验、巩固学生在面对更大范围时的发现
问题、处理问题和解决问题能力。
既是帮助学生快速重演科学史，又是为学生架设脚手架，助其将“活动情境”所引发
的思考和研究，与实际生活之间建立更多联系；
学以致用，为其更加充分地理解现今
通用的长度单位和标准架设桥梁，提升其解决更多实际问题的能力。
活动六：
更小单位的存在意义
教师活动6学生活动6
之前通过对数据的分析，
发现在面对多人交流和比较时，统一
单位的重要性。
其中还反映了一些值
得思考的内容。
为何不少小组的测量结果，
都出现多一些（如：
比15个单位多一
些）、少一些（如：
比8个单位少一些）
的情况？
我们该如何改进尺子，能尽
量避免这种情况？
适时出示活动PPT，通过动画演
示，引导学生思考。
针对学生的讨论
和发言进行适时适度评价（围绕学生
生：
思考、讨论、提出自身解决该问题的改进
是否能发现问题、分析最新需求、提
出新设计，及其是否能意识到更小单
位的功能和优势等问题展开），为其能
够更好地发现新问题、理解此内容做
出服务和支撑。
意见（即：
再改进和再设计）。
引导学生开始关注更小单位的功能和存在意义，这既是为其持续改进尺子和发展工程
思维找到驱动力，又是为其再次提升解决问题能力找到新方向，更是助其更进一步认
识到，工具和科技产品会给人们生活带来便捷性。
7.板书设计
8.作业与拓展学习设计
再次改进尺子
如果还有机会再次改进尺子，你准备如何设计并制作？
为什么？
9.特色学习资源分析、技术手段应用说明
重视培养学生解决“技术与工程类问题”的能力
解决问题能力是学生与世相处过程中不可或缺的重要能力之一。
本活动设计以“技术
与工程类问题”为载体展开活动，帮助学生逐步提升此项能力。
在具体执行层面，努力从
以下两方面进行着手：
（一）重视培养学生“发现问题”的能力
想要提升学生解决问题的能力，助其充分发现问题是基础，更是无法绕开的第一道门
槛。
本活动设计以“帮助学生真实而充分地发现问题所在”为创设活动情境的指导宗旨，
在符合其年龄特点的“童话故事活动情境”驱动下，助其带着浓厚兴趣聚焦到本次学习主
线之上，充分发现“当测量面对社会化交流、比较时须统一标准”这一问题所在，这为他
们随后能够高度参与处理问题、解决问题，奠定了坚实基础。
（二）重视培养学生工程思维，尝试探索有效方法和步骤
发现问题是基础，“如何解决问题”接踵而至。
本活动设计引导学生以技术与工程的基本
流程为步骤，以工程思维做指导，助其有效处理问题、解决问题。
在培养学生工程思维的
过程中，尝试为学生找到几个基本方法和步骤（在分析中发展、在设计制作中展现和自我
摸索提升、在评估改进中进行相互刺激提升），为有效培养学生工程思维做出摸索和尝试。
10.教学反思与改进
一如何高效突破本实践活动难点，具有持续研究价值
本实践中的活动难点在于：
认识到物体长度虽固定，但描述和表达结果却因标准体系
不同而不固定。
所以如何在活动中，引领学生突破这一难点，成为了我在本实践中持续关
注的内容。
（一）活动过程中，学生在此环节的表现如下：
当各小组利用前一实践《做尺子》中所做的“自定义单位自制尺”进行相同任务的测
量、比较和交流时，他们会发现测量结果并不相同（如图1所示）。
当教师追问这样的数
据是否可以帮助判断哪条路的长度更短、距离更近时，绝大多数学生坚持认为可以做出比
较。
待教师再次追问其缘由时，他们给出的主要理由有如下几个方向：
图1
1
2.
122+18+24=6425+5+19=49
3.
12425
方式一：
在导入环节出示几把尺子，待学生观察一会后提问：
“同学们，看到这些作
品，你能提出什么改进意见吗？
”
学生反应：
大部分学生反应茫然。
在教师反复提醒“各组尺子单位不一样、因此无法
进行相互比较”之后，大部分学生仍然无法清醒意识到“当测量面对社会化交流、比较时，
须统一标准”，只有一小部分学生能够“似懂非懂”的按照老师的要求去参与后面活动环
节（设计、制作尺子等），但参与度和学习实效性不高。
实践后，我去追问他们为什么要
改进尺子时，大部分学生难以回答，即便是平时实践堂表现优异的学生，也只能说出“为
了更好用、为了更好看”这样似是而非的答案。
方式二：
在导入环节布置较充分的体验活动，引导学生在充分观察、感知的基础上，
发现问题所在，其后再去处理和解决该问题（即：
本活动设计的方式）。
在充分观察和体验之下，学生会很快意识到问题的存在，从而顺利开展后
续活动环节。
在实践后调查中，绝大部分学生都能顺利回答出“若想在全国范围内进行长
度交流，应该怎么办”“国际米制公约有什么作用”这样的问题，活动实效性较高。
在这样的活动安排下，一些学生的反应很是有趣，让我记忆犹新：
学生A：
在绿色线路仅有两位学生汇报的情况下（我预计至少调集三组数据），该生
突然一反常态的站起身，不顾实践堂纪律地大声喊道：
“老师，这样做不行，都不一样（指：
各组自制尺的单位），所以没办法比！
”
学生B：
在各小组利用前一实践所做的“自定义单位尺”进行数据测量时，该生迟迟
没动，当我走到她面前问为何，她迟疑了一会后，才轻声道：
“老师，能不能让我同时测
两条线后，再比较哪条路更近？
我这把尺子是用橡皮做单位的，用了很长时间了，肯定跟
他们的都不一样。
这样尺子怎么能比呢？
（二）对于以上现象，分析如下：
活动中，任何疏漏的出现都只是“结果”，而其根源几乎全部是之前某个环节做得不
够扎实。
从本实践活动过程中，学生截然不同的两种反应中可以发现，他们是否能够保持
较高热情参与到后续活动环节，用自身所思、所做、所学来解决一个问题、提高解决问题
的能力和意识，其基础就在于学生能否“真实”地发现该问题的存在（本实践也在一定程
度上证明了一个道理：
观察是发现的解决）。
以“教师单方面布置任务或研究问题、学生
完成”为思路展开活动时，学生往往会碍于师生颜面而不得不硬着头皮“配合”老师，但
实际却是兴趣索然，更不知这些活动活动背后所隐藏的逻辑关系——不明其理，自是不知
其所云。
所以在其最终走出实践堂后，相关活动活动也就很难在他们的内心产生真正的刺
激和触动了。
（三）我的反思和总结：
有人说“发现和提出一个问题，要比解决一个问题重要无数倍”。
对于这样的说法和
措辞是否严谨，我无法考证，但其背后所隐含的道理，却在我的活动实践中得到了印证：
想要提升学生解决问题的能力，助其充分发现问题是无法绕开的第一道门槛。
三后续研究方向
在技术与工程领域活动中培养学生工程思维一事，我已持续研究了一段时间。
自身对
相关概念的认知渐渐有所提升，但在“如何做”和“如何评价”这两点上，目前仅是做出
了初步摸索和尝试，仍有很长一段路要走。
探索有效培养工程思维的方法、准确判断工程思维水平的评价体系，这两点将是我在
今后的技术与工程领域活动中，重点研究的方向。
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