李佩寧
地圖是與人們“衣食住行”中的“行”緊密相連的事物。一份好的地圖,或者讀懂一份好的地圖,小則可以為人們節省大量的時間,大則甚至可以為人們贏得寶貴的生存機會。如何繪制地圖通常是城市規劃者和野外探險者需要考慮的事,但是親手制作身邊的地圖會幫助我們更好地了解周圍的環境,就像每日生活的校園,這是一個很好的著手點。
通常地圖是用來查找路線的,但是學生繪制的校園地圖可以加入與眾不同的特色,它幾乎能涵蓋校園的所有細節。作為一個學習項目,校園地圖綜合了地圖和現實生活的多種功用,它不僅是簡單的方塊和圓、簡單的坐標標注,還融入了學生對于學校生活的感受。
一、課程重點
本課程旨在讓學生親自動手制作地圖,以更好地了解地圖,懂得地圖的運用,甚至掌握對復雜的多地圖的配比、合成和利用。
【涉及領域】工程、社會學、地理、數學
【建議年級】小學高年級
【建議時間】125分鐘
二、課程任務
在教師講解地圖的制作方法和地理測量的相關知識后,學生根據自己學校的特色,甚至學校的歷史文化,勾畫出一張實用而精美的地圖。這張地圖不只是單純尋找目的地的工具,還要能融入藝術表現力,兼具審美和收藏價值。如果能達到這個目的,或者至少接近這個目的,這次STEM課程教學就擁有了它的重要意義。
三、課程步驟
1.導入(25分鐘)
第一步,詢問學生是否會看地圖,讓學生自己列舉出地圖上的要素有哪些。地圖要素是構成地圖的基本內容,分為數學要素、地理要素和輔助要素。數學要素包括地圖投影、比例尺以及方向標等;地理要素指地圖內容,包括自然地理要素與社會經濟要素;輔助要素指有利于讀圖、用圖方面的內容,如圖名、圖號、圖例、略圖、插圖、編繪說明等。
第二步,以教室為例,詢問學生假如制作一張教室的地圖,都有哪些內容作為地圖上的細節需要考慮。示例如下。
(1)比例尺:以多大的比例繪制地圖;
(2)方向標:指出東南西北;
(3)內容選擇:包括動態篩選和體積篩選,即哪些流動性的東西是不會放在地圖上的(如地上的掃帚),哪些非常小的東西是可以不放在地圖上的(如一塊橡皮);
(4)圖示與標記:表示特定東西的圖示與標記,特別是具有一定面積,但是在俯視的時候很難看到的東西(如垂直于地面的黑板)該用什么符號來表示;
(5)高度標識:如何標識具有一定高度的物品,特別是要標明沒有放在地上但有重要作用的物品(如吊扇)。
第三步,介紹一些生活中真實的專業測繪時會用到的器具,重點介紹它們的樣子和功用。如三維激光掃描儀,通過高速激光掃描測量的方法,可以大面積高分辨率地獲取被測對象表面的三維坐標數據,實現快速、大量地采集空間點位信息,為快速建立物體的三維影像模型提供了一種全新的技術手段(科幻電影中常常會出現這一儀器的身影,只是功能被刻意夸大);水準儀,建立水平視線測定地面兩點間高度差的儀器;全站儀,即全站型電子測距儀,是集測量水平角、垂直角、距離(斜距、平距)、高差測量功能于一體的測繪儀器系統;陀螺儀,一種用來感測與維持方向的裝置,可以據此了解是否存在一定時間內承載陀螺儀的物體發生了轉向(智能手機中通常就有陀螺儀);鉛錘,用來標記和確認與地面的垂直;米尺,常規測量距離使用;秒表,配合計算時間使用。
2.宣布任務一及評價量規(10分鐘)
【宣布任務】利用各種材料,繪制教室地圖,并進行簡單說明。宣布任務后,呈現評價量規(見表1)。
【材料】鉛筆、橡皮、彩筆、圓規、量角器、直尺、細線、卷尺
需要注意的是,表1“豐富性”一項中,“有意義”的內容是指由教師事先進行教室內物品統計,所決定的流動性物品(如掃帚)、微型物品(如黑板上下端的固定粉筆盒)、非物品(如板報上的貼紙或畫出的圖案)以外的各種在地圖上顯示能夠具有一定實際作用的物品。
3.任務一的執行(20分鐘)
正式執行教室地圖制作任務。要求學生依照評價量規,并考慮以下內容。
(1)整張地圖要用多大尺寸?應當選用多大的比例尺?
(2)哪些物品可以放入地圖,哪些則不需要?是否列出物品清單?
(3)如何在地圖上表示方向?
(4)如何在地圖上標記某些重要的內容分類,如書桌?
(5)地圖表示的物品是都放在地上嗎?如果不是,在俯視圖中重疊的物品如何表現?.
(6)是否有遺漏項目?
(7)是否需要先畫出一個草圖?
(8)哪些地圖上的要素需要用特殊方式,如畫輔助線等來指引說明?
4.總結和反思(20分鐘)
全部小組完成后,組織討論以下問題。
(1)是否應該畫出草圖?草圖應如何制作?
(2)哪些物品的擺放與教室的長邊和寬邊成非直角關系卻需要詳細表現出位置?如何繪制這些物品的面積和位置?
(3)教室中究竟哪些物品需要放入地圖,哪些則不需要?為什么?
(4)地圖上是否存在某些物品組成的“區域”,這些區域是否應當被標記?如何表示?
5.宣布任務二及評價量規(10分鐘)
【宣布任務】利用各種材料,繪制校園地圖,并進行簡單說明。宣布任務后,呈現評價量規(見表2)。
【材料】鉛筆、橡皮、彩筆、圓規、量角器、直尺、細線、卷尺
6.任務二的執行(20分鐘)
正式執行校園地圖制作任務。要求學生依照評價量規,并考慮以下內容。
(1)一般教室的長為10米左右,擁有400米標準跑道的操場長約120米,據此應當選用多大的比例尺?
(2)哪些物品占比很小,但是在校園活動中非常必要而必須放入地圖?
(3)如何在地圖上表示方向?
(4)如何在地圖上標記某些重要的內容(如綠化植物)分類?
(5)是否有遺漏項目?
(6)是否需要先畫出一個草圖?
(7)哪些地圖上的要素需要用特殊的方式,如畫輔助線等來指引說明?
7.總結和反思(20分鐘)
全部小組完成后,組織討論以下問題。
(1)校園地圖和教室地圖有什么區別?哪些要素是不同的?
(2)校園地圖和教室地圖的比例如何換算?
(3)哪些物品或區域的擺放是與主教學樓的長和寬成非直角關系卻需要詳細表現出它們的位置的?如何繪制這些內容的面積和位置?(如停車位、石板小路)
(4)校園中究竟哪些物品需要放入地圖,哪些則不需要?為什么?
(5)地圖上是否存在某些物品組成的“區域”?這些區域是否應當被標記?如何表示?
【課后拓展作業】為校園地圖分區,選取三個時間點,觀察對應時間點上校園中各個區域中的人數和分布情況,制作一系列相應時間點的人員熱點地圖。然后,試著用地圖來說明在對應時間點上人們都在忙著做什么,為什么會形成這樣的熱點地圖。
(責任編輯 張慧籽)