【STEM教育课程】绘制校园地图——培养工程学思维

地图是我们日常生活当中不可或缺的工具,可以给我们的生活带来很多的便利,通过学习地理课,学生已经了解了地图的三要素等基本的认识地图的知识。地图的绘制涉及到了多个领域的知识,如数学、地理、工程等,让学生亲手绘制学校的地图对于STEM教育课程的开展具有很大的现实意义,可以帮助学生培养工程思维,提升运用学科知识的能力等。

通过开展课堂实践活动,培养学生的空间转换意识,灵活地运用地图绘制方法,让学生在增强对校园环境的了解的同时,发挥想象力和创造热情,尝试用有个性的表现形式及绘画语言来绘制校园地图。


建议时间

基础课程:三个课时(135分钟)

拓展课程:120分钟

难度系数:☆☆☆☆☆


课程目标

1.学生通过简单了解地图的功能和作用以及制作地图的相关知识,掌握绘制地图的基本方法;

2.学生通过尝试亲自绘制校园地图,将各学科知识学以致用,对锻炼学生的综合思维能力和动手实践能力具有很大的帮助。

材料准备

铅笔、橡皮、圆规、直尺、卷尺、量角器、彩色笔。


教学过程

第一课时

1.课前导入(15分钟)

老师通过使用幻灯片展示几张地图的图片,也可利用地理教材上面的地图(如果有现成的地方行政地图、交通地图直接向学生展示)。图片类型可以包括以下几种类型:电子地图、三维地图、卫星地图,地形图、自然地图、政治地图、历史地图、某住宅区的平面图等,地图样式、表现形式和用途最好多样,内容须贴近生活并注重趣味性;老师通过提问的方式引导学生思考地图的主要功能:

①如果你要去一个陌生的地方,你会怎么样选择合理的路线和交通方式呢?

②大家试想一下,在以前的战争时代,军事家是根据什么制定战略战术的?

③如何快速的了解一个地方的整体布局?


请学生拿出地理课使用的《地图册》,让学生说出地图的要素包括哪些。

地图要素是构成地图的基本内容,分为数学要素、地理要素和辅助要素。数学要素包括地图投影、制图网、比例尺、大地控制基础以及方位标等;地理要素是指地图内容,包括自然地理要素与社会经济要素;辅助要素包括图名、图例、插图、编绘说明等有利于读图的内容。

老师须简述绘制地图的基本过程,传统的地图制作方法是形象画法,即见山画山,见水画水,传统的制作地图的步骤有:先对实物进行勘测,记录下测量的相关数据,根据勘测的数据确定绘图比例尺并进行绘制(如果绘制的对象难度太大,可以分区域进行绘制),接着进行排版,增加相关图例等,经过修改之后就是成品地图了。

随着科技的不断发展,现在很多地图都是使用相关的技术制作出来的,步骤是:卫星航片--扫描入计算机--工作站--成品地图。对于手绘地图,首先要清楚建筑物的整体布局,接着到实地进行测量与记录数据,确定绘图比例尺并开始绘制地图,最后设计添加图例和搭配颜色。老师需要简单的介绍测量建筑物的方法:

(1)通过从楼顶放绳子的方法,来测绳子长度;

(2)测量一层楼的高度,再乘以楼层数;

(3)先测出人的身高、影长和建筑物的影长,列出比例式就可以算出建筑物的高度;

(4)步测法:步测距离就是利用步幅量测距离。通常以复步(两步为一复步,每复步长约1.5米)为单位进行实地量测。其计算公式为:距离(米)=1.5米×复步数;

(5)估算法:以学校的小花园为例,因其内部环境复杂,通道、鱼池、绿化带多为不规则的形状,就需要我们综合利用各种测量方法,比如外形规则的用步测法或卷尺;不规则的,用目测法或估算;提醒学生进行思考:根据对精确度要求的不同和测量对象的大小、形状,分别应采用何种测量方法。此外,老师还需要简述专业的绘制工具,如水准仪、经纬仪、米尺等。

2.课堂活动实施(25分钟)

学生以小组为单位,以绘制教室的地图为例,老师通过提问引导学生思考如果需要绘制一张教室的地图,需要具体考虑什么内容,并组织学生进行讨论,尝试动手简单的绘制。

①应该以什么比例尺来绘制地图?

②教室地图上的方向应该是怎么样的?

③教室里的所有的东西都需要放上去吗?如果不是,哪些东西不需要考虑?

④哪些东西又是必须放上去的?

⑤墙上的黑板应该怎么样进行标志?

讨论完成之后,老师要鼓励学生尝试进行绘制教室地图,并巡视各个小组具体的开展的情况,对于在绘制的过程中遇到问题的小组,老师应给予帮助。在课堂结束前10分钟,老师鼓励各小组上台分享自己小组的作品,并简单的说明绘制教室地图的思路。

3.布置下节课任务(5分钟)

学生以小组为单位,准备好第二课时需要的8开的白纸2张,铅笔、圆规、量角器、直尺、卷尺、细线、彩色笔、橡皮。


老师要注意提醒学生在测量教室的实物的时候,使用测量工具时要小心,避免在测量的过程中弄伤同学;提醒学生不要站在比较高的地方进行测量,防止摔伤等意外事件的发生。

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