走進“量高”世界

文|程小鳳 周 蓉

測量或者估計物體的高度是日常生活中經(jīng)常遇到的問題之一，如何基于真實問題情境引導(dǎo)學(xué)生更好建立高度的感知？本文以學(xué)生感興趣的紅色革命基地“七七亭”為項目研究背景，以“如何選用合適工具測量物體高度”為主要研究問題，展開微項目化學(xué)習(xí)歷程，以期豐富學(xué)生的體驗，發(fā)展學(xué)生的量感等核心素養(yǎng)。

本項目基于學(xué)科核心素養(yǎng)和學(xué)科概念，緊扣項目主題和學(xué)習(xí)目標，設(shè)計了《測量“七七亭”》及《校園中的測量》兩個子項目。《校園中的測量》又分為測量“校園中教學(xué)樓、大樹、旗桿、籃球架”四種具有代表性的較高物體展開微項目測量研究，通過選擇不同的測量方法測量物體的高度，從而進行歸類總結(jié)，發(fā)展學(xué)生的應(yīng)用意識。首先，帶領(lǐng)學(xué)生經(jīng)歷頭腦風(fēng)暴，討論商議量高方法，對比選擇測量的學(xué)習(xí)支架：

一、子項目一：測量“七七亭”

1.實地測量。

結(jié)合測量支架，同學(xué)們分為幾組，選擇天氣晴好的日子，對“七七亭”進行四種方法的實地測量。

各組測量后發(fā)現(xiàn)：

方法一：長木棍組，難以實施。因為找不到木棍和亭子頂端的對齊點。此方法不可行。

方法二：日影、短木棍組，日影難覓。一周連續(xù)觀察后發(fā)現(xiàn)，“七七亭”四周綠植茂密，無論哪個時間段都無法找到影子前端，無法測量出“短木棍”和“七七亭”的影長。此方法也不可行。

方法四：手機APP 組，有局限性。手機中測量APP需在水平位置上測量，當(dāng)被測物體達到一定高度時，則無法測量，有局限性，測量“七七亭”同樣不合適。

方法三：利用等腰直角三角形的性質(zhì)測量。以自己身體為參照物，找到亭子（除底座外）最低點，在身體上做上標記，然后將等腰直角三角形的一條直角邊對準身體的標記點，使得亭子的最低處和等腰直角三角形的水平直角邊處于同一平行線上，眼睛和垂直放置的等腰直角三角形在平行處，眼睛從45°角方向找到該點即可量出亭子的高度。

為了數(shù)據(jù)更精準，小組幾人利用三角板多次測量找到最佳位置。各小組基本達成一致，測量出“七七亭”的高度大約是6.9 米。

2.對比改進反思。

6.9米是否準確，與實際高度偏差多大？帶著這樣的思考，同學(xué)們走訪了革命前輩，并借助網(wǎng)絡(luò)和文化館等資源，查閱了大量資料，在了解革命歷史文化的同時，得知“七七亭”的準確高度為6.8 米。在這過程中，同學(xué)們也進一步體會到：測量較高物體時，要選擇合適的測量工具和方法進行測量才有效，測量過程要盡可能準確，減少誤差。

二、子項目二：校園中的測量

校園中也有較高物體，用怎樣的測量工具和方法測量合適呢？帶著這樣的思考，同學(xué)們展開了第二次“量高”活動。

1.選擇對象和方法。

經(jīng)過小組討論決定，選擇校園中教學(xué)樓、大樹、旗桿、籃球架四種具有代表性的較高物體展開測量。

2.分組測量和反思。

教學(xué)樓組：借助紅外線測距儀、投影比例、等腰直角三角形的性質(zhì)，都得出結(jié)果約為17 米。還發(fā)現(xiàn)，原來在設(shè)計過程中要考慮到使用功能，所以第一層相對較高。

大樹組：選擇了老教學(xué)樓前枝葉茂密的一棵大樹，發(fā)現(xiàn)紅外線測距儀無法測量。投影比例、等腰直角三角形的性質(zhì)這兩種方法都可行。但在測量中發(fā)現(xiàn)選擇的大樹略有傾斜，導(dǎo)致測量數(shù)據(jù)不夠精準，測量的數(shù)據(jù)小于大樹的實際高度。

籃球架組：籃球架相對較矮，四種方法都可以，用投影比例最方便。還請了體育老師幫忙，借助卷尺和人字梯直接測量。

旗桿組：場地最為寬敞，測量過程也最快速方便，示意圖如下：

（方法二：投影法）

（方法三：角度法）

3.交流研討改進。

各小組利用課間時間分別測量實踐后，全班在課堂中分享過程，交流研討。

“量較高物體的高度”可以有不同的方法，每種方法都有優(yōu)缺點，需要根據(jù)測量對象和高度來確定合適的測量工具和方法。

與此同時，各小組也提出了困惑與存在的問題。大樹組提出需要選擇一棵處在空曠場地上的筆直的大樹才能用上述方法盡可能準確測量。籃球架組發(fā)現(xiàn)直接測量時卷尺可能出現(xiàn)偏差，難以和地面處于垂直狀態(tài)，最好準備一根筆直的長木棍固定，測量結(jié)果會相對準確。在角度法測量時學(xué)生還發(fā)現(xiàn)雖然能測出物體高度，但是很不方便，且容易出現(xiàn)較大誤差。于是對此方法進行了改進（如下圖）。

另外，針對部分學(xué)生提出的困惑：如果沒有陽光，投影法還適用嗎？各組進行了思考和討論，產(chǎn)生了以下方案（如下圖）。

為了驗證上述兩種方法是否適用，各組選擇了陰天再次嘗試測量，并結(jié)合實際，對適合的其他方法進行了改進實施。

三、項目評價

在整個項目實施過程中，結(jié)合項目主題和項目學(xué)習(xí)目標，我們制定了各類評價量表，并即時展開過程性和結(jié)果性評價。下表為過程性評價量表：