[中圖分類號] G633.6 [文獻標識碼]A [文章編號] 1674-6058(2025)20-0012-05
一、教學背景
桂林市東片區為推動初中數學教學模式革新、提升教師教研能力,精心策劃了“項目式雙循環聯動教研”展示活動.活動以項目式學習為核心,旨在打破校際壁壘,促進教師交流共享,優化教學資源,提升區域初中數學教學質量.活動中,筆者執教“高桿繡球運動之揭秘”項目式學習現場課,將數學知識融入高桿繡球運動情境,讓學生在實踐中探索數學奧秘.現分享此次執教過程及相關評價.
二、內容解讀
湘教版數學教材九年級上冊“綜合與實踐:測量物體的高度”板塊,聚焦利用三角形全等、三角形相似、直角三角形邊角關系等知識,解決實際高度、距離測量難題.在此基礎上拓展教材內容,保留測量物體的高度,增設高桿繡球運動軌跡等內容,將其與數學中的三角形相似、解直角三角形、二次函數及物理中光的直線傳播等緊密融合,以“高桿繡球運動之揭秘”為驅動開展項目式學習.
本項目源于學生熟悉的課外體育運動項目一—高桿繡球運動,它也是廣西壯族傳統體育項目,文化底蘊深厚.學生通過跨學科項目學習,探究高桿繡球運動的文化背景、高桿繡球運動器材(桿 + 環)的高度及高桿繡球運動的軌跡等,綜合運用數學、物理知識.高桿繡球運動作為廣西壯族傳統體育項目,能增強學生的文化傳承意識與民族認同感,培養文化自信.在項目式學習中,學生要善于發現問題、敢于提出問題、勇于分析和解決問題,這極大地推動學生用數學眼光觀察現實世界、用數學思維思考現實世界和用數學語言表達現實世界,提升了學生的數學學科核心素養.
三、課堂實錄
環節一:項目緣起
首先,播放學生戶外參與高桿繡球運動的短視頻,激發學生的學習興趣與好奇心.接著,引導學生提出有關高桿繡球運動的問題,由此導入課堂.
設計意圖:從學生熟悉的戶外運動真實情境切入,激發學生的學習興趣.依據學生對高桿繡球運動產生的疑問,提出“高桿繡球運動之揭秘”這一驅動問題.
環節二:研究縮影
各小組在組長帶領下,帶著感興趣的問題開展課前研究.之后回放短視頻,呈現研究縮影.
設計意圖:以視頻回顧實踐過程,按照“現實問題一數學問題一方案設計一實施方案一成果評價”的路徑,圍繞“高桿繡球運動之揭秘”驅動問題,助力學生觀察、思考和表達.
環節三:展示匯報
各組依次上臺展示匯報成果.
1.三弟小組一名匯報人上臺匯報成果
[揭秘內容]高桿繡球運動的文化背景和技術指導.匯報人:從歷史起源、傳承發展、技術指導三方面闡述.
匯報結束后,匯報人在白板右側粘貼本組項目書.
師評:由三弟小組的介紹可知,高桿繡球運動是我們廣西壯族的傳統體育運動,也是我們多地中考體育項目之一.想把繡球投準,需讓它形成一定的拋物線軌跡,發力大小要根據離桿距離和高度確定.
2.姐妹團小組兩名匯報人上臺匯報成果
匯報人1:我們組認為,要投準繡球需知道桿高,所以揭秘問題為“高桿繡球運動中高桿(桿 + 環)究竟有多高”,接下來將從揭秘問題、方案設計、方案實施、成果評價四個方面進行匯報.
匯報人2:我們的方案設計有兩種(見表1).
表1姐妹團小組的方案設計

匯報人2:最終選定方案2.具體操作是將標桿 或物體垂直立于地面 DE 處,使 DE 的影長 EC 與高 桿的影長 BC 重合,然后測量 DE,EC 及高桿影長 BC.所需工具為卷尺、細繩,原理是三角形相似.
匯報人1:方案實施步驟如下.
① 韋同學垂直站立于地面,使人影 EC 與高桿的影子 BC 重合; ② 測量韋同學的身高 DE ③ 測量影長 EC ④ 測量桿子影長 BC. 測量數據見表2.
表2姐妹團小組的測量數據

[計算過程]
如圖1所示構造三角形 ΔABC 和 ΔDEC ,∵ AB⊥BC ,DE⊥BC: .ΔABC~ΔDEC.
A
?.AB=9.78 ,:高桿的高度為 9.78m
圖1

匯報人2(自評):利用太陽光構建相似三角形,可求出不可測物體高度.此方案有局限性,僅能在有陽光時測量,陰雨天無法使用.
師:請大家對姐妹團小組的成果匯報發表看法 (生評).
生1:本組將三角形相似知識與實際問題相結合,方法簡便易操作.
生2:該方案受天氣限制,若有不受天氣影響的備用方案會更好,
生3:你們組用什么辦法減少誤差?
生4:我們在平整地面測量高桿影子,還通過多次測量取平均值來減少誤差.
生5:我們還有一個減少誤差的方法.高桿的影長隨太陽光快速變化,我們用繩子比對影子長度,再測量繩子長度,這樣就能在短時間內準確測量.
師評:同學們既肯定了姐妹團小組方案工具簡單、操作方便,能運用相似三角形知識解決實際問題,也提出了疑問并給出建議,即針對受天氣影響的情況,可制訂替補方案優化原方案.此外,姐妹團小組同學在誤差處理方面細致到位.
3.無厭組兩名匯報人上臺匯報成果
匯報人1:我們組揭秘的問題同樣是高桿繡球運動中高桿(桿 + 環)究竟有多高,不過方法與姐妹團小組不同,且不受天氣影響.下面從方案設計、方案實施、成果評價三方面進行匯報.
[方案設計]
一同學垂直站立于地面,借助三角形看向高桿圓環頂端,測出仰角∠AEB 、目高 DE 及站立位置與高桿的距離 BE (如圖2),運用三角函數即可算出高桿的高度.
圖2

工具:三角板、卷尺、量角器、細繩、矩形紙張.
原理:運用三角函數知識計算高桿的高度.
匯報人2:方案實施步驟如下.
① 劉同學垂直站立,陳同學測量他的目高 DE ② 在高桿 B 處綁上一根細繩,使 CB=DE
③ 何同學拉直細繩,令其過劉同學目高處,此時 CD//BE :
④ 劉同學垂直站立于觀測點 D 手持三角板沿著 60° 角一邊看向高桿圓環頂端,使 ∠AEB=60° (如圖3);
⑤ 用卷尺測細繩 BE 的長度.
圖3

匯報人1:測量數據如表3所示.
表3無厭組測量數據1

[計算過程]
在 RtΔABE 中,
: AB=BE× tan∠AEB=4.82×tan60°≈8.35,∵BC=DE=1.59
:高桿的高度為 9.94m
匯報人2:有組員提出疑問——若仰角不是特殊角,該如何測量仰角的大小并計算高桿的高度?經討論,方案實施步驟如下:
① 劉同學垂直站立于觀測點 D ,拿三角板看向高桿圓環頂端;② 解同學、董同學用一張白紙折出仰角 α 的形狀;③ 利用量角器測出仰角 α 的大小;④ 用卷尺測量細繩 BE 的長度.匯報人1:測量數據如表4所示.
表4無厭組測量數據2

[計算過程]
在 RtΔABE 中,
?.AB=BE×tanα= 08.03×tan46°≈8.315,∵BC=DE=1.59,∴AC=AB+ BC=8.315+1.59=9.905m ,:高桿的高度為 9.905m
匯報人2(自評):方案實施遇兩大難點:一是如何把仰角的水平線展現出來;二是怎樣測量仰角的大小.
問題解決措施: ① 用細繩,一端綁在高桿上(確保 BC=DE ),另一端拉至站立同學的目高處; ② 用紙折出與仰角大小相同的角,再用量角器測量,所得角度即為仰角大小.
師:請大家對無慶組的成果匯報發表看法(生評)
生6:本小組運用三角函數知識求高桿高度,將課本理論很好地應用于實踐,方法不錯.
生7:這組先用 60° 特殊角,后轉為 46° 非特殊角測量計算,體現了學習思維的發散性.
生8:他們用白紙折出仰角,再用量角器測量確定仰角大小,方法非常好.
生9:第二、三組匯報都非常精彩.我有個疑問:哪個組的方案測出的高桿高度更準確?
師:理論上,用太陽光構造相似三角形的方案操作簡單、誤差小,但實踐中,圓環在球場上的影子不是特別清晰,誤差會大些.
生10:他們組相比上一組局限性更小,不受天氣影響且計算簡便,是很好的辦法.
師評:從大家的點評看,有以下幾個亮點: ① 本組運用三角函數知識解決了實際問題; ② 仰角處理給出了好方法,從特殊角到一般角,通過折紙用量角器測量,展現了大家愛鉆研、深入思考的精神.
4.白雪公主與七個小矮人組兩名匯報人上臺匯報成果
匯報人1:我們組將從揭秘問題、方案設計、方案實施、成果評價四個方面進行匯報.首先是揭秘問題:如何測量高桿(桿 + 環)的高度?
匯報人2:具體方案設計如下.
[方案設計]
一名同學垂直站立于觀測點E ,看向圓環頂端,測出仰角 β ;前進一段距離至新觀測點 G ,再看向圓環頂端,測出新仰角 α (如圖4).測量前進距離 CD 、目高 DE ,通過計算即可求出高桿高度.
圖4

工具:三角板、繩子、卷尺.
原理:三角函數.
匯報人1:方案實施步驟如下.
① 蔡同學、周同學測量石同學的目高 DE ② 在高桿A處綁一根細繩,使 AF=DE :③ 鄧同學拉直細繩,使其過石同學的目高處;④ 石同學垂直站立于觀測點 E ,手持三角板沿著 45° 角一邊看向高桿圓環頂端,此時仰角 ∠ADB=
45° ;
⑤ 鄧同學保持細繩拉直,石同學沿細繩方向緩慢前進,手持三角板沿著 60° 角一邊看向高桿圓環頂端,此時仰角 ∠ACB=60° (如圖5);
圖5

⑥ 測量移動距離 GE 業匯報人1:測量數據如表5所示,
表5白雪公主與七個小矮人組測量數據

匯報人2(自評):本次實踐活動的重難點是測量仰角大小,我們組采用特殊角法,確定合適站位點,使仰角恰好為 60° 和 45° ,測量兩個站位點之間的距離,進而求出高桿的高度.
師:請大家對白雪公主與七個小矮人組的成果 匯報發表看法(生評).
生11:本組分工明確、配合默契,運用雙仰角法測量高桿高度,不過計算量較大.
生12:這組用簡單工具和三角函數解決生活問題,是將書本知識應用于實踐的好方法.
生13:他們組所用工具如三角板、細繩、卷尺等常見且不受天氣影響,方法很好.
生14:我對本組匯報有一個疑問,明明已有45° 角,直接測出 AD 長,再根據等腰直角三角形性質就能算出 AB 長,進而得出高桿的高度,為何還要用雙仰角法?
師:我也有此疑問,為什么要大費周章地用雙仰角法?你們組能解釋一下嗎?
生15:有時前面會有障礙物,無法直接測量整條邊長;物體過高,也難以直接測量.通過測量站位點之間的距離,局限性更小.
生16:我有個改進方案,把 45° 角換成 30° 角,此時 ΔBCD 為等腰三角形,可大大簡化計算過程.
生17:我有個方法,用與大 ΔABC 相似的直角三角形,測量其短直角邊、長直角邊及AC的長度,利用相似比求出 AB ,再加上目高就能得出高桿的高度.
師評:同學們又給了老師很多驚喜,既肯定了白雪公主與七個小矮人組的方案,又提出了自身疑惑.董同學優化了計算量大的方案,解同學給出了新方案.交流讓我們的思維更開闊.
5.光宗耀組兩名匯報人上臺匯報成果匯報人1:我們組將從問題揭秘、方案設計、方案實施、成果評價四個方面進行匯報.
[問題揭秘]投球的軌跡是怎樣的拋物線?
[方案設計]測量一名同學投出繡球時的高度
AD 、離高桿的水平距離 CD ,繡球穿過圓環時的高度 BC 落地時的水平距離 DO (如圖6),建立直角坐標系寫出點的坐標,用待定系數法求出拋物線的表達式,
圖6

測量工具:卷尺.
原理:二次函數.
匯報人2:方案實施步驟如下.
① 選投球較準的韋同學扔繡球;
② 測量并計算繡球出手時離地面的高度;
③ 測量繡球出手時離高桿的水平距離;
④ 測量繡球落地點與高桿的水平距離;
⑤ 估算繡球通過高桿圓環時的高度.
匯報人1:經實踐測量與計算,獲取以下數據:韋同學脫手時繡球離地高度為 2m ,離高桿的水平距離為 8m ;繡球穿過圓環中心時離地高度為 9.5m 落地時離高桿的水平距離為 10m
問題:韋同學的投球軌跡是怎樣的拋物線?
以繡球落地點為坐標原點建立直角坐標系(如圖7),
則 A(-18,2),B(-10,9.5) ,
圖7

設二次函數的表達式為y=ax2+bx ,
(204號m 解得
∴y=-0.105x2-2x.
匯報人2(追問):繡球過圓環時的點是最高點嗎?

:繡球過圓環時的點不是最高點.
匯報人1(自評):起初誤將點 B 作頂點建立直角坐標系求解,出現錯誤;經小組討論,確定在落地點建立直角坐標系,問題更易解決.
師:請大家對光宗耀組的成果匯報發表看法 (生評).
生18:這組巧妙運用所學知識解決實際問題,但拋繡球受風影響,數據會存在偏差.
生19:我看到該組測量時卷尺不夠長,多次測量導致誤差較大,不過能將二次函數知識用于解決實際問題,非常好.
生20:這組方法巧妙,將繡球運動軌跡抽象為二次函數問題,但計算量較大.
生21:該組在繡球運動軌跡中選取 A,B,O 三點,解決了生活中的數學問題,展現數學的趣味性,
師評:從大家的交流中我們知道數據存在一定誤差.從專業角度看,若要數據準確,應在繡球運動軌跡上選取幾個特殊位置作為測量點,用高清設備及相關儀器測出各點的水平距離與豎直高度.但受條件限制,無法做到如此精確,在誤差充許范圍內,本組測量數據很有意義.其方案通過建立二次函數模型解決了實際問題.
設計意圖:課堂上展示分享學生成果,讓學生介紹項目式學習過程,加深對項目內容的理解,將碎片化認知系統化.不同小組的成果各有亮點和獨特視角,通過展示分享、組內自評互評及師評,拓寬學生思維,提升其批判性思維能力和思辨能力,實現多元學習和相互啟發.
環節四:反思展望
師:回顧整個項目式學習過程,我們是以怎樣的路徑開展學習的?
抽象 構建模型生:揭秘問題 →數學問題 →方案設計實踐 計算→方案實施 →成果評價.
師(回顧各組學習活動):各組在合作意識、展示方式、展示表達、實踐能力方面表現出色,老師給予五星好評.不過,各組分工還需更加明確.
師:通過項目式學習,你有什么收獲?
生22:我懂得了怎樣把繡球扔得更準,還提高 了動手實踐能力.
生23:這幾個小組提出的數學問題、運用的模型及計算等讓我明白,一個問題不止一種解決辦法,可拓展思維,探尋所有可能的解決途徑.
生24:我懂得了數學問題不僅存在于書本和計算中,還能應用于生活,并在實踐中有所領悟.
設計意圖:總結升華項目式學習,形成學習路徑,鍛煉學生的總結歸納與反思能力,
四、課堂點評
本節項自式學習成果展示課亮點紛呈.
亮點一:項目源于學生真實生活中的高桿繡球運動.此運動是廣西壯族傳統體育項目,也是多地中考體育項目之一,有助于增強學生的文化傳承意識與民族認同感,進而培養文化自信.項目主題明確且具有吸引力,學生興趣濃厚、探究欲強.
亮點二:在整個項目式學習過程中,學生善于發現問題、敢于提出問題、勇于分析和解決問題,這極大地促進了學生用數學眼光觀察現實世界、用數學思維思考現實世界和用數學語言表達現實世界,提升了學生的數學學科核心素養.
亮點三:學生學習路徑清晰,即“提出問題一方案設計一方案實施一成果評價”.
亮點四:通過學生自評、學生互評和教師評價,從不同角度對各組方案進行點評.學生參與度極高,各抒己見,展現出創新思維和批判性思維.
亮點五:整個教學活動設計以問題為驅動,尤其在方案設計環節,學生運用相似、三角函數等不同方法展示,建模過程扎實,解決了高桿高度測量問題.
亮點六:學生進行了實際操作,展示環節表現出色.展示過程中,每個活動都有評價,這體現出學生學習時思考深入、用心投人,評價還能指出知識點的融入情況、方案的局限性及優化方向.
亮點七:學生在“提出問題一方案設計一方案實施\"過程中理解并運用數學知識,融入了相似、三角函數、二次函數等多種題型,具有大單元教學特色.
一節優質的項目式學習課,關鍵在于實現學生的有效學習.項目主題應貼合學生實際生活與興趣.本節課學生的表現有四大特點:
其一,參與面廣.整節課涵蓋小組匯報、自評、生評,全班學生積極參與.
其二,生成精彩.方案設計、實施,組內自評、學生互評及反駁等環節,均自然流暢、恰到好處,
其三,能在真實情境中發現問題,并將其轉化為合理的數學問題,與他人合作提出解決思路,設計解決方案.
其四,運用數學語言,經歷用數學方法解決問題的過程,感悟科學研究方法,積累活動經驗,逐步形成“會用數學的語言表達現實世界”的核心素養.
(責任編輯 黃春香)