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跨学科主题活动
《为四川省的城市绘制道路图》
精 品 教 学 设 计
教材版本 川教版（2024）《信息技术》四年级上册 · 跨学科主题活动
所属单元 第四单元 跨学科主题活动（全册综合应用课，第12课）
授课年级 四年级（10—11 岁）
课　　型 跨学科项目式学习课（PBL）
课时安排 2 课时（每课时 40 分钟，可连排 80 分钟）
教学环境 多媒体教室 / 计算机网络教室
一、课标依据与教学理念
（一）课标依据
本课依据《义务教育信息科技课程标准（2022 年版）》中"数据与编码""数据处理"两条逻辑主线，以及"跨学科主题学习"的相关要求设计。课标强调：三～四年级学生应能"用数据表达观点""认识编码在信息社会中的作用"，并通过真实情境中的项目活动，综合运用多学科知识解决问题。本课正是全册"数据—编码—数据处理"三条知识链的综合输出口：用数据说话（人口数据）→ 用编码管理（道路编码）→ 用图表呈现（统计可视化）。
（二）教学理念
1. 真情境、真问题：以"为家乡四川的 21 个市州规划路网"为真实任务，让学生以"城市规划师"的身份参与，体会信息科技解决真实问题的价值。
2. 做中学、用中学：不做单纯的知识讲授，而是让学生完整经历"分析需求 → 设计规则 → 绘制地图 → 编码管理 → 统计分析 → 展示分享"的项目全过程。
3. 抽象建模优先：引导学生把真实的城市与道路抽象为"节点"与"边"，这是计算思维的核心，也是本课区别于普通"画画课"的关键。
4. 技术适度、思维为重：数字工具（交互规划工具、电子表格）服务于思维，而非替代思维；先有纸笔推演，再有数字化呈现。
5. 价值引领无声浸润：通过"三州必须通高速"这一规则，自然渗透民族团结、区域协调发展与国家版图意识教育。
二、教材分析与学情分析
（一）教材分析
本册教材以"可爱的熊猫欢欢"为情境主线，围绕"数据"与"编码"两大核心概念，设置了"无处不在的数据""大有用途的编码""数据的收集与处理"三大学习单元，最后以跨学科主题活动《为四川省的城市绘制道路图》作为全册知识的综合应用与升华。
本课教材编排了三个层层递进的学习活动：
① 为四川设计道路——给出 21 个市州的地理位置与人口数据，提出 3 条设计要求，让学生设计路网（绿色标高速、黑色标普通路）；
② 了解道路编码——介绍国家道路编码规则（G/S 高速、G 国道、S 省道、X 县道），让学生借鉴并自定编码规则；
③ 设计的意义——统计各城市道路数，对人口前 10 城市的高速公路数与普通公路数进行统计并绘图展示，交流设计意图。
教材地位：本课不是孤立的新授课，而是"数据意识 + 编码能力 + 图表表达"三位一体的综合实践课，既是本册的总结性评价载体，也是学生第一次完整体验"用信息科技解决复杂真实问题"的项目。
（二）学情分析
已有基础 ① 已认识数据的多样形式，知道数据会"讲故事"；② 已学习常见编码（车次、学号、身份证、二维码）及其规则与意义；③ 已掌握电子表格的数据录入、排序、筛选与简单图表制作；④ 具备基本的鼠标操作与小组合作经验。
认知特点 10—11 岁学生处于由具象思维向抽象思维过渡的关键期：对色彩、动手、游戏化任务兴趣浓厚，乐于合作与展示；但独立进行多约束条件的统筹规划、把真实地理抽象为数学模型仍有较大困难。
预计困难 ① 难以同时兼顾"人口超 500 万城市""三州通成都""任意两城可达"三条约束，容易顾此失彼；② 把地图与真实道路抽象为"点—线"拓扑结构存在认知跨度；③ 编码设计容易随意化，缺少规则意识；④ 统计图表的选取与规范表达不熟练。
支持策略 ① 提供"规则自检清单"作为思维支架；② 使用拓扑节点示意图降低抽象门槛；③ 提供编码规则卡与命名范例；④ 提供交互式规划工具实时校验，让错误"看得见"；⑤ 采用异质分组，组内角色分工明确。
三、核心素养目标
信息意识 能依据真实数据发现问题、判断需求，认识数据与地图是传递信息的重要方式。 ① 能从 21 个市州人口数据中主动筛选出"常住人口多于 500 万"的城市；② 能说出道路设计为什么要参考人口、地形等数据；③ 认识导航地图、交通图是数据可视化的产物。
计算思维 能把真实问题抽象为"节点—边"的拓扑模型，在多重约束下进行分解、规划与验证。 ① 能把城市抽象为"点"、道路抽象为"线"，绘制简化路网；② 能把总任务分解为"连重点城市 → 连三州 → 查连通"三个子任务；③ 能使用自检清单逐条验证方案的合法性。
数字化学习与创新 能选用合适的数字工具进行设计、编码与可视化表达，并创造性地优化方案。 ① 能使用绘图/交互工具规范绘图，用颜色、线型区分道路等级；② 能小组商定一套自洽的编码规则并为每条路命名；③ 能选择合适的图表展示统计数据；④ 能在满足规则基础上进行合理化创新（如绕避保护区、增设环线）。
信息社会责任 理解编码与地图准确性的社会价值，树立严谨规范、服务生活的责任意识。 ① 能说出道路编码对国家统一管理、应急救援的作用；② 绘图时尽力保证方位相对准确，理解"地图画错会影响出行"；③ 在合作中认真倾听、分工协作；④ 感悟"三州通高速"背后的区域公平与民族团结。
【三维教学目标】
知识与技能：知道四川省有 21 个市州及其大致方位；掌握 3 条道路设计要求；了解 G/S/X 道路编码规则并能自定编码；会统计各城市道路数并用图表展示。
过程与方法：经历"分析需求 → 设计规则 → 绘制地图 → 编码管理 → 统计分析 → 展示分享"的完整项目流程，学会用分解、抽象、建模、验证的方法解决复杂问题。
情感态度与价值观：增强对家乡四川的了解与热爱，树立国家版图意识与民族团结意识，养成严谨、全面思考问题的习惯，体验设计与创造的乐趣。
【教学重点】
① 理解并落实 3 条设计要求，完成合理的路网设计；
② 理解道路编码规则，能为道路设计自洽的编码方案；
③ 会统计道路数据并选择合适的图表进行可视化表达。
【教学难点】
① 同时兼顾三条约束条件，完成既合规又合理的路网规划（多约束统筹）；
② 把真实地理信息抽象为"节点—边"的拓扑模型（抽象建模）；
③ 从统计结果中发现问题与规律，并用数据支撑自己的设计主张（数据论证）。
【突破策略】
抽象建模难 → 用"拓扑节点示意图 + 交互规划工具"搭建脚手架，先"看得见"再"想得到"；多约束统筹难 → 提供"三步走设计法"与"规则自检清单"，把复杂问题拆解为可操作的子任务；数据论证难 → 提供图表模板与"我发现……因为……"的表达句式支架。
四、教学准备
教师准备 ① 多媒体课件（含四川 21 市州拓扑示意图、人口数据表、道路编码规则卡、范例作品、评价量规）；② "四川道路规划师"交互式教学工具（网页版，支持连线、实时校验、自动编码、统计图表）；③ 学生用《项目学习任务单》（含空白拓扑图、数据表、规则自检清单、编码表、统计表）；④ 彩色笔（绿/黑）、直尺、A3 绘图纸；⑤ 小组角色卡（数据员、绘图员、编码员、汇报员）；⑥ 国家版图意识教育素材（标准地图示意）。
学生准备 ① 复习本册"数据""编码""电子表格图表"相关知识；② 彩色笔、直尺、橡皮；③ 课前搜集 1 条自己知道的四川高速公路名称（如成绵高速、成渝高速）。
环境准备 计算机网络教室或多媒体教室；电子表格软件（WPS 表格 / Excel）；投影与实物展台（用于展示手绘作品）。
五、教学过程（2 课时）
【第 1 课时】小小规划师上线 —— 分析需求 · 设计路网 · 规范绘图
一、情境导入
发布任务 6′ 1. 播放"欢欢一家的自驾游难题"动画情境：从成都去甘孜、去泸州、去攀枝花，导航给出了不同路线。
2. 提问："导航为什么知道怎么走？地图上的路是谁设计的？"
3. 揭题：今天大家化身"四川城市规划师"，为 21 个市州设计道路图。
4. 【国家版图意识教育】展示标准地图示意，强调：地图是国家版图的主要表现形式，制图必须规范、准确。 1. 观看情境，联系生活经验发言。
2. 明确角色与任务，产生探究期待。
3. 认识规范使用地图的重要性。 用真实生活情境激活经验，建立"我是设计者"的角色认同，同时自然渗透国家版图意识教育。
二、数据分析
锁定重点 8′ 1. 呈现《2022 年四川省 21 市州常住人口数据表》（教材 P79—80）。
2. 引导："哪些城市人口多？为什么人口多的城市要先修路？"
3. 任务一：圈出常住人口多于 500 万的城市。
4. 追问："绵阳 489.8 万、凉山 489.1 万，离 500 万只差一点，要不要算进去？"引导学生讨论"临界值"与数据口径。
5. 归纳规划原则：数据驱动、交通公平、全域连通。 1. 阅读数据表，比较、筛选数据。
2. 找出人口超 500 万的城市并说明理由。
3. 参与"临界值"讨论，体会数据的严谨性。 让"用数据说话"成为设计的起点，培养信息意识；临界值讨论是一次真实的数据敏感性教育。
三、解读规则
明确约束 5′ 1. 逐条解读教材 3 条设计要求，并结合示意图说明：
　① 人口 > 500 万的城市：≥2 条高速 + ≥2 条普通路；
　② 甘孜、阿坝、凉山三州：各有 ≥1 条高速直连成都；
　③ 任意两个城市之间要有路可通。
2. 提供"三步走设计法"支架：先连重点城市 → 再连三州 → 最后查连通。
3. 明确绘图规范：绿=高速，黑=普通路，直尺画线，标注城市名。 1. 倾听并复述 3 条要求。
2. 在任务单上勾选"规则自检清单"。
3. 明确绘图规范与配色约定。 把模糊的大任务转化为清晰的子任务与可操作的规范，降低四年级学生的认知负荷。
四、小组创作
绘制路网 16′ 1. 组织 4 人异质小组，分发角色卡（数据员/绘图员/编码员/汇报员）。
2. 分发 A3 空白拓扑示意图、彩笔、直尺。
3. 巡视指导，重点点拨：
　· 路网是否形成"网状"而非"链状"；
　· 三州是否都连上了成都；
　· 是否遗漏边远城市（攀枝花、巴中、广元）。
4. 鼓励有困难的小组改用"四川道路规划师"交互工具先做数字推演，再落到纸上。
5. 收集典型问题，为下一点评做准备。 1. 分工协作：数据员核对城市与人口，绘图员执笔，编码员准备编码，汇报员组织语言。
2. 按"三步走"绘制路网，随时自检。
3. 组内互相纠错。 在真实合作中经历完整的设计过程；角色分工让每个学生都有事可做，避免"一人画、三人看"。
五、规则自检
互查互评 3′ 1. 出示"规则自检清单"，组织组间交换互查。
2. 用实物展台展示 1—2 份典型作品，师生共评："这份方案三条要求都满足了吗？"
3. 引导发现共性问题（如只连成一条线、三州漏连）。 1. 对照清单逐条检查他组作品。
2. 参与共评，提出修改建议。 把评价前置到过程中，让学生学会用标准检验成果，培养严谨态度。
六、课堂小结
衔接下节 2′ 1. 小结：今天我们把城市变成"点"、道路变成"线"，画出了第一版路网。
2. 抛出新问题："路修好了，全国那么多路怎么区分和管理？路牌上的 G5、G318 是什么意思？"
3. 布置：保存作品，下节课继续。 1. 回顾本节课收获。
2. 带着新问题离开课堂。 用悬念自然衔接第 2 课时的编码学习，保持项目连续性。
【第 2 课时】给路起个名字 —— 道路编码 · 数据统计 · 展示分享
一、回顾引入
提出问题 4′ 1. 展示上节课优秀路网作品，快速回顾 3 条要求。
2. 出示真实路牌照片（G5 京昆高速、G318 川藏线、S4 成自泸高速、X 开头的县道牌）。
3. 提问："这些字母和数字有什么用？为什么不能叫做「成都到绵阳那条路」？" 1. 回顾旧知。
2. 观察路牌，猜测编码含义。 从生活实物切入，让"编码"这一抽象概念变得可感、可知。
二、探究新知
道路编码 9′ 1. 讲解国家道路编码规则（教材 P82）：
　· 高速公路：G（国家高速，如 G76 厦蓉高速）/ S（省级高速，如 S4 成自泸高速）
　· 国道：G + 数字（如 G318 川藏线）
　· 省道：S + 数字　　县道：X + 数字
2. 追问："编码让谁更方便？"（国家统一管理、应急救援、导航定位）
3. 任务二：小组商定"专属编码规则"，为每条道路命名编码。
4. 提供范例：G85 成绵高速、S101 成简快速路；提示规则要"唯一、可区分、有规律"。 1. 倾听、记录编码规则。
2. 讨论编码的意义。
3. 小组商定规则，为每条路标注编码。 把第二单元"编码"知识迁移到新情境，实现知识的迁移应用而非简单重复。
三、数据统计
图表呈现 12′ 1. 任务三：统计本组方案中每个城市的道路数；重点统计"常住人口前 10 城市"的高速公路数与普通公路数。
2. 引导选图："想比较数量多少，用什么图最合适？"（条形图/柱状图）
3. 指导用电子表格录入数据、生成图表（或使用交互工具的自动统计功能）。
4. 引导读图："从图中你发现了什么？人口多的城市道路是不是更多？" 1. 统计道路数量，填写统计表。
2. 用电子表格（或交互工具）生成柱状图。
3. 从图表中提炼发现。 完成第三单元"数据处理与可视化"的综合应用，培养从数据中发现规律的能力。
四、交流分享
展示评价 10′ 1. 组织"四川路网设计发布会"，每组 2 分钟汇报，按支架表达：
　· 设计目标：我设计路网主要为了什么？
　· 路线规划：为什么这样走？（连接了谁、避开了什么）
　· 道路等级：为什么这里是高速、那里是普通路？
　· 创新点：最特别的地方是什么？
　· 设计依据：参考了哪些数据？
　· 困难与解决：遇到什么困难，怎么解决的？
2. 组织组间互评（使用评价量规），教师点评。
3. 升华：道路设计要兼顾效率、公平、生态，这是工程师的社会责任。 1. 小组代表汇报，展示作品与图表。
2. 倾听他组汇报，按量规打分并说明理由。
3. 参与讨论，反思自己方案的改进空间。 提供真实表达舞台，锻炼逻辑表达与批判性倾听；评价量规让评价有据可依。
五、拓展延伸
课堂总结 5′ 1. 拓展：展示"全国各省道路渲染图"，感受国家路网宏大；追问"道路设计还有哪些目标？如何体现社会责任？"
2. 总结项目流程：分析数据 → 设计道路 → 制定编码 → 统计可视化 → 分享交流。
3. 布置分层作业（见第七部分）。 1. 感受国家交通建设成就。
2. 梳理本课知识与方法。
3. 记录作业。 由家乡到国家，升华情感；由方法到迁移，形成可复用的解决问题的思路。
六、教学评价（表现性评价量规）
采用"过程 + 成果"双线评价，主体包括自评、互评、师评，权重建议：自评 20% + 互评 30% + 师评 50%。
规则落实 3 条设计要求全部满足 三条要求全部满足，且路网布局合理、无冗余道路 基本满足三条要求，个别城市连接略显牵强 有 1 条及以上要求未满足
抽象建模 节点—边拓扑表达 能准确抽象为节点与连线，方位相对正确，图例清晰 能画出节点与连线，但方位偏差较大或图例缺失 城市遗漏较多，连线混乱
编码设计 规则自洽、唯一可辨 自定规则清晰，编码唯一、有规律，能说出设计理由 有编码规则，能标注大部分道路 编码随意，重复或无法区分
数据处理 统计准确、图表恰当 统计准确无误，图表类型恰当、要素完整（标题、轴、单位） 统计基本正确，图表要素有缺失 统计有误或图表类型不当
合作与表达 分工协作、清晰汇报 分工明确、全员参与；汇报条理清楚，能用数据支撑观点 有分工，能完成汇报 参与度低，表达不清
【课堂观察要点】
· 是否主动查阅数据表（信息意识）　· 是否按"三步走"有序推进（计算思维）　· 是否主动使用工具自检（数字化学习）　· 是否尊重他人方案、认真倾听（信息社会责任）
七、作业设计（分层可选）
基础作业
（必做） 完善课堂未完成的道路图，修正不规范线条与错误布局；为每条道路补全编码；完成《项目学习任务单》的自我反思栏。 信息社会责任
数字化学习与创新
提升作业
（选做） 观察生活中的真实交通地图（或家长导航界面），与自己设计的道路图对比，写出 2 条可优化之处，并说明理由。 信息意识
计算思维
挑战作业
（拓展） 在家长陪同下，规划一条"从家到学校（或某目的地）最安全、最快"的路线，画出路线图并标注关键节点，说明选择依据。 计算思维
信息意识
跨学科延伸 结合语文课，为家乡的一条道路写一段 100 字左右的"道路名片"介绍（名称、编码、连接城市、特色）。 数字化学习与创新
八、板书设计
（建议采用"主板书 + 侧板书"结构，主板书随课堂生成，侧板书张贴规则卡与评价量规）
为四川省的城市绘制道路图 —— 我是小小规划师
【任务】为四川 21 个市州设计道路　　绿 = 高速公路　黑 = 普通道路
【三条要求】① 人口 > 500 万：≥2 高速 + ≥2 普通路
　　　　　　② 甘孜 / 阿坝 / 凉山：各 ≥1 条高速连成都
　　　　　　③ 任意两个城市之间要有路可通
【设计三步走】连重点城市 → 连三州 → 查连通（全域成网）
【编码规则】高速 G / S　　国道 G　　省道 S　　县道 X　　（+ 数字，唯一可辨）
【项目流程】分析数据 → 设计道路 → 制定编码 → 统计可视化 → 分享交流
九、教学反思（预设与改进）
1. 成功之处预设
· 真实情境有效驱动：以"为家乡修路"为任务，学生参与度高，能自觉把人口数据与道路规划联系起来，实现了"用数据说话"。
· 支架降低抽象门槛：拓扑节点示意图 + 三步走设计法 + 规则自检清单，让四年级学生也能完成多约束统筹，抽象建模不再"够不着"。
· 工具赋能过程评价：交互式规划工具的实时校验，让"合不合规"变成即时可见的反馈，把教师从重复答疑中解放出来，转向针对性点拨。
2. 可能出现的问题与对策
学生把本课当"美术课"，过度追求画面美观而忽视规则落实 强调"先合规、再美观"；评价量规中"规则落实"权重最高；展示反例让学生辨析。
小组内出现"一人包办"，部分学生无事可做 严格执行角色轮换；设置"角色卡"并计入评价；教师重点观察边缘学生的参与度。
三条约束难以兼顾，方案反复返工 强化"三步走"流程；允许先完成子任务再整合；提供半成品范例作为参照。
编码设计天马行空，缺乏规则意识 提供编码规则卡与命名范例；要求说出"你的规则是什么"，并让其他组检验其唯一性。
统计与制图耗时过长，压缩展示时间 统计环节提供数据表半成品；鼓励使用交互工具自动统计；汇报严格计时 2 分钟。
3. 持续改进方向
· 可引入真实地理数据（各市州经纬度）让学生体会"相对方位"与"精确坐标"的差异，为高年级学习埋下伏笔。
· 可拓展为跨课时长项目：增加"成本预算""生态保护"等约束，形成多目标优化的真实工程思维训练。
· 可建立班级"路网方案库"，用电子表格汇总全班数据，生成班级层面的统计图表，体会"大数据"的价值。
附录
附录 1　2022 年四川省 21 市州常住人口数据表（教材 P79—80 参考）
1 成都市 2126.8 ★ 超 500 万
2 南充市 554.9 ★ 超 500 万
3 达州市 535.5 ★ 超 500 万
4 绵阳市 489.8
5 凉山彝族自治州 489.1
6 宜宾市 461.8
7 泸州市 426.3
8 德阳市 346.1
9 广安市 323.8
10 乐山市 315.3
11 内江市 308.8
12 眉山市 296.1
13 遂宁市 277.2
14 巴中市 265.8
15 自贡市 245.2
16 广元市 227.1
17 资阳市 226.9
18 雅安市 143.3
19 攀枝花市 121.6
20 甘孜藏族自治州 110.3
21 阿坝藏族羌族自治州 82.3
注：全省合计 8374.0 万人。数据来源：《四川统计年鉴 2023》（2022 年末常住人口口径）。
教学提示：按上表数据，"常住人口 > 500 万"的城市为成都市、南充市、达州市。绵阳市（489.8 万）与凉山州（489.1 万）距 500 万仅一步之遥，教师可将其作为"临界值"讨论素材：数据口径不同（常住 / 户籍、年份不同），结论就会变化——这正是培养学生数据敏感性与严谨态度的好机会。实际教学中以教材所给数据表为准。
附录 2　道路编码规则卡（学生用）
国家高速公路 G + 数字 G5 京昆高速、G76 厦蓉高速（G = 国家高速）
省级高速公路 S + 数字 S4 成自泸高速（S = 省级高速）
国道 G + 数字 G318 川藏线（被称为"最美国道"）
省道 S + 数字 S101 成简快速路
县道 X + 数字 X + 数字组成，连接县域内乡镇
自定编码三原则：① 唯一——一条路一个号，不重复；② 有规律——同类道路编号成体系；③ 可区分——看编码就知道是高速还是普通路、是哪一级。
附录 3　规则自检清单（学生用）
□ 1. 21 个市州的城市节点是否全部画出并标注名称？ □ 是　□ 否
□ 2. 人口 > 500 万的城市是否各有 ≥2 条高速公路？ □ 是　□ 否
□ 3. 人口 > 500 万的城市是否各有 ≥2 条普通公路？ □ 是　□ 否
□ 4. 甘孜州是否有 ≥1 条高速公路连接到成都？ □ 是　□ 否
□ 5. 阿坝州是否有 ≥1 条高速公路连接到成都？ □ 是　□ 否
□ 6. 凉山州是否有 ≥1 条高速公路连接到成都？ □ 是　□ 否
□ 7. 任意两个城市之间是否都能到达（路网连成一片）？ □ 是　□ 否
□ 8. 绿色 = 高速、黑色 = 普通路，颜色与图例是否一致？ □ 是　□ 否
附录 4　教学交互工具《四川道路规划师》使用说明
本设计配套开发了一个网页版交互式教学工具，无需安装，双击 HTML 文件即可用浏览器打开，支持投影演示与学生机操作。
拓扑画布 以节点（城市）+ 连线（道路）呈现四川 21 市州相对方位。教师可用于讲解"抽象建模"：真实地图 → 点线模型。
连线操作 点击两个城市即可连线；可切换"高速公路（绿）"/"普通公路（黑）"；点击已有道路可删除或改级。
规则实时校验 右侧面板实时显示三条要求的达成情况，未达成项用红色标出并提示具体城市，实现即时反馈、自主纠错。
自动编码 依据学生选定的规则（G/S 高速、G/S/X 普通路）为每条道路自动生成唯一编码，可手动修改，用于讲解编码的唯一性与规律性。
统计与图表 一键统计各城市道路数，并生成"人口前 10 城市高速 / 普通路数量"对比柱状图，可直接用于课堂展示。
导出与打印 支持导出作品图片（PNG）与数据（CSV），便于存档、打印与班级方案汇总。
课堂建议 建议第 1 课时后半段与第 2 课时使用；工具用于"验证与提升"，不替代纸笔推演，避免学生跳过了思考过程。
—— 本设计为跨学科主题学习精品课参赛 / 常态教学两用版本，可根据实际学情压缩为 1 课时（合并第 1、2 课时核心环节）——
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)

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