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自然生态守护者——水域面积近似计算
课例名称 自然生态守护者——水域面积近似计算
年级 五年级 章节 六单元
课时安排 本单元共3个课时
执教教师 学校
一、教学内容分析
本课选自五年级下册第六单元《自然生态守护者》的活动一：水域面积近似计算。教学内容整合数学、生态保护与信息技术，旨在通过实际问题培养学生综合能力。知识层面，学生需掌握规则图形面积公式，理解小方格法估算不规则面积的原理，并初步体验编程辅助计算的流程。技能层面，通过动手实验（如撒豆子统计）和编程实践（Mind+模拟），学生将抽象的面积计算转化为可操作步骤，强化“分解问题—设计算法—验证结果”的计算思维。课程还融入生态保护主题，例如分析湿地水域监测的意义，讨论遥感技术的应用与潜在伦理问题，引导学生思考科技的社会责任。教学策略上，采用“实验探究—数字化模拟—拓展讨论”的递进模式：先通过方格纸和豆子实验建立直观认知，再借助编程工具提升效率，最后结合真实案例深化信息意识与社会责任感。活动设计紧密联系学生生活，既降低学习门槛，又凸显信息科技的现实价值，实现“知识习得”与“价值引领”的双重目标。
二、教学对象分析
小学五年级学生处于具体运算向形式运算过渡阶段，能理解规则图形的面积计算，但对不规则图形的抽象估算（如小方格法）存在认知挑战。其认知特点表现为偏好直观操作，逻辑推理需借助实物或情境支撑，且注意力易分散，但对实验、编程等互动性强的内容兴趣浓厚。知识基础上，学生已掌握长方形、三角形等面积公式，具备计算规则图形面积的能力。信息技术方面，在之前的学习中接触过Mind+等图形化编程工具，但缺乏算法设计与实际应用经验。潜在学习难点包括：理解“方格大小与精度关系”的逻辑；编程中参数调整与算法思维的结合。兴趣点则集中于动手实验（如撒豆子）、数字化工具操作及生态保护话题。针对以上特点，本课采用“实验具象化抽象概念”的教学策略，如用豆子比例模拟面积统计，降低思维难度；通过编程任务分层设计（如修改参数、半成品代码填空），兼顾能力差异；同时以湿地保护为情境，激发责任感，促使学生从“被动学习”转向“主动探究”。
三、教学目标
信息意识：1.了解计算水域面积的一般流程（测量、绘制、计算），意识到数据采集与分析的重要性（如方格数量与精度关系）。2.理解算法设计中“输入→处理→输出”的逻辑框架，初步体验递推思想。计算思维：1.通过动手实验和编程实践，学会将复杂问题分解为可操作的步骤（如分格、统计）。2.了解不规则图形面积的估算方法，初步体验算法设计，理解“数据越多越精准”的规律。数字化学习与创新：1.使用编程工具优化面积计算过程，体验通过编程辅助计算不规则图形面积的方法,感受技术效率。2.编程模拟“豆子实验”，对比手动与数字化的效率差异，感受技术创新的价值。信息社会责任1.理解水域监测对生态保护的意义，树立环保责任意识。2.激发对信息科技的兴趣，体会科技与生活的紧密联系。
四、教学重点与难点
教学重点：了解不规则图形面积估算的逻辑方法（小方格法、豆子实验）与技术优化（编程辅助）。教学难点：通过动手实验和编程实践，学会将复杂问题分解为可操作的步骤，理解“数据越多越精准”的规律。
五、教学环境（软、硬件）
多媒体教室、不规则水域图片、方格纸、豆子、空纸盒、编程平台（Mind+）
六、教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
课题导入 1.引出单元主题:湖南省东洞庭湖国家级湿地保护区，是许多珍稀鸟类和鱼类的重要栖息地，保护好生态环境是大家的共同责任。观察记录保护区水域面积变化，识别保护区动植物种类和预防外来物种入侵都是湿地生态保护的重要工作内容。如何利用计算机来高效地完成这些任务呢？让我们成为生态环境的守护者，一起来探索解决这些问题的方法吧。2.板书课题：自然生态守护者3.情景导入①问题引入展示东洞庭湖保护区的图片，提问：“随着季节变化，水域面积会如何变化？②引出课题：水域面积大小对湿地保护十分重要。随着季节变化，水域面积也会发生变化。及时观察、记录水域面积的变化，是湿地自然保护区的一项重要工作。通过数学公式可以计算规则图形的面积，但水域的形状轮廓往往不规则，那该如何计算湿地的总水域面积呢？本节课，我们将一起探索水域面积的近似计算。③板书课题：水域面积近似计算 1.认真倾听教师对湿地保护区的介绍，了解生态保护工作内容，思考利用计算机完成任务的方法。
2.观察图片，思考并回答教师关于水域面积变化的问题，明确本节课学习目标。 通过真实案例引入，激发学生对生态保护的兴趣和责任感，使学生意识到学习内容与实际生活的紧密联系，引出单元主题。以问题引导学生思考，自然引出本节课主题，激发学生的求知欲。引发学生对“数据监测重要性”的思考，渗透信息社会责任。
建构新知 一、计算水域面积的一般过程1.土地面积计算的一般过程遥感测量 地图绘制 面积计算2.信息链接遥感技术是指将高精度数字相机、激光雷达等遥感设备，搭载在高空气球、飞机和人造卫星等平台，进行远距离探测的技术。遥感技术为资源勘察、环境监测、国土测绘、森林保护、军事侦察提供信息服务。二、计算图形面积的一般方法1.基本图形的一般计算三角形、正方形、平行四边形和梯形等图形，一般称为基本图形或规则图形。它们的面积可以运用公式直接进行计算。2.组合图形的面积计算在实际生活中，有些图形由一些基本图形组合而成，它们的面积虽然无法运用公式直接计算，但通过累加其中的基本图形面积，来算出总面积。3.不规则图形的面积估算教师引导：“规则图形可以用公式直接计算，但湿地水域形状复杂，像这样（展示不规则图）——我们该怎么办呢？我们需要化‘不规则’为‘规则’！”三、探究实践1.小方格法估算面积教师活动：分发不规则图形图片和透明方格纸，示范“满格计1，半格计0.5”的统计方法。2.编写程序计算不规则图形面积教师演示：将图片导入舞台，设定坐标和方格大小，运行程序。3.提问引导：“如果我把方格从1cm 换成0.5cm ，估算结果会怎样变化？为什么？”4.开动脑筋：为什么所画的方格越小，计算结果越精确？“同学们的结果有些差异，这说明什么问题？如果我们有‘超级放大镜’把方格无限缩小，会发生什么？” 1.了解计算大型地域面积的流程和遥感技术，结合生活经验，提出如“用无人机测量”“画格子计算”等测量水域面积的初步猜想。2.复习公式：三角形、正方形、梯形的面积公式（结合教材示例）3.互动练习：计算教材中组合图形的面积（如房子轮廓由三角形和矩形组成）。4.分组用方格纸估算教材中的不规则图形面积，填写表格，比较不同组结果，讨论误差原因。尝试修改参数观察结果变化5.思考并回答方格大小与估算结果的关系及方格越小计算结果越精确的原因。 让学生了解计算水域面积的科学方法和相关技术，拓宽知识面，渗透“科技助力环保”的价值导向。巩固规则图形面积计算能力，为分解不规则图形做铺垫。通过“分格→统计→计算”步骤，体验问题分解与解决。
让学生亲身体验小方格法估算不规则图形面积的过程，理解“数据量与精度”的关系，培养计算思维和严谨的科学态度。
巩固提高 使用统计方法估算面积一、豆子实验——用统计方法估算面积1.实验准备分发材料：正方形空纸盒（盒底已画三角形）、豆子（每盒100颗）、直尺、计算器。2.实验步骤（10分钟）教师示范实验步骤：撒豆→统计→计算①将豆子均匀撒入盒中，轻摇纸盒使豆子随机分布。②可以通过统计落在三角形内的豆子数和落在盒底的豆子总数来估算三角形面积。统计落在三角形内的豆子数和总豆子数。③计算面积：三角形面积≈（三角形内豆子数÷豆子总数）×盒底面积。3.引导学生分组完成3次实验，分别撒20颗、50颗、100颗豆子，填写实验记录表，观察精度提升趋势。3.数据分析与讨论教师提问：“哪一组的估算结果最接近真实值？为什么？”小结规律：豆子数量少的组结果波动大，豆子数量多的组结果更接近真实值（如50颗豆子比20颗更准）。思考：“如果撒1000颗豆子，结果会怎样？”过渡语：“手动撒豆子不仅耗时，还可能存在误差。如果让计算机模拟‘撒豆子1000次’，会发生什么？我们一起来探索！”二、数字化模拟——编程优化统计过程1.展示程序：模拟撒豆子、自动统计并计算面积。提问：“这个程序模拟了什么过程？它和手动实验有什么异同？”2.编程实践①运行教师提供的程序，输入不同豆子数量（如100、1000、10000），记录结果。（结果误差显著降低）②观察规律：“豆子数量越多，结果越接近真实值吗？”理论依据：统计学中的大数定律表明，实验次数（豆子数量）越多，随机事件的频率会趋近于其概率。因此，豆子撒得越多，估算值越稳定、越接近真实值。挑战任务：修改代码增加“误差率计算”功能。3.小结①教师提问：“为什么计算机模拟的结果更稳定？它解决了手动实验的哪些问题？”“这就是技术的力量！它不仅能提高效率，还能帮助我们发现更深层的规律。”②技术伦理讨论：在编程任务后追问：“如果程序存在漏洞导致结果错误，会有什么后果？”引导学生反思技术可靠性。 1.测量盒底边长，计算盒底面积，思考并回答通过豆子分布估算三角形面积的方法。2.分组完成3次实验（撒20、50、100颗豆子），记录数据，对比结果，讨论“为什么豆子越多结果越准”以及“为什么每次实验结果不完全相同”。
3.讨论：“为什么豆子越多结果越准？”4.观察教师模拟程序，对比结果差异。思考：“为什么计算机模拟的结果更接近真实值？”5.运行程序，填写实验记录表。对比手动实验与编程结果，总结技术提升效率与精度的规律。
6.思考解决方案（如“双重验证”“数据透明度”）。 通过动手实验，让学生理解豆子数量与面积估算的关系，培养学生的实践操作和数据分析能力，为编程模拟奠定基础。通过编程模拟手动实验，理解“大数据量提升精度”的原理。体验技术工具对科学实验的赋能，强化数字化创新意识。辩证思考技术应用的利弊，树立“技术服务于人”的价值观。
总结延伸 1.课堂总结同学们，今天我们一起化身“生态小卫士”，通过动手实验和编程探索了水域面积的奥秘！你们用豆子统计、方格测量，发现了“数据越多越精准”的规律；又用Scratch编写程序，让计算机帮我们高效计算。记住，这些技术不仅是屏幕上的代码，更是守护绿水青山的“超能力”！希望大家在生活中多观察、多思考，用科技的力量保护自然——因为每一片湿地、每一只小鸟，都需要我们的用心守护。下节课，我们继续用智慧为地球添一份绿色！2.练习提升①用小方格方法计算面积，方格越小，计算结果越准确。②到生态公园进行实地考察，并将公园内的规划图记录下来。通过编程对生态公园面积进行估算，比较计算结果与生态公园公布的面积数据。③开拓视野运用信息科技保护永久基本农田，永久基本农田是依法划定的优质耕地，重点用于发展粮食生产，特别是保障稻谷、小麦、玉米三大谷物的种植面积。截至目前，全国已划定15.46亿亩（1亩≈667平方米）永久基本农田。在卫星遥感、定位和计算机技术的帮助下，国土部门能快速监测永久基本农田的面积变化，保证我国粮食绝对安全。 1.回顾本节课所学内容，思考在生态保护和其他场景中运用所学知识的方法。2.课后完成练习任务，用小方格方法计算面积，实地考察生态公园并编程估算面积，对比计算结果。3.了解信息科技在保护永久基本农田方面的应用，拓宽视野。 帮助学生梳理知识，强化记忆，明确技术在生态保护中的意义，激发学生继续探索和应用知识的热情。通过练习巩固所学知识和技能。拓宽学生视野，让学生了解信息科技在其他领域的应用，感受信息科技的广泛价值。
七、板书设计
八、教学反思
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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