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跨学科探究项目式学习活动研究

作者：苏凤何晓云伍妙冰

来源：《广东教学报·教育综合》2022年第53期

【摘要】探究项目式学习活动既要考虑课标的相关要求，又要考虑激发学生的发散性思维

能力。因此，探究项目的选择尤其重要。本次探究项目式学习活动以测量教学楼高度为例，初

三学生利用数学、物理知识进行跨学科学习，使用适当的测量工具、自由落体运动规律，运用

三角函数、三角形相似等知识求解教学楼高度。

【关键词】初中;数学;物理;皮尺;自由落体;三角函数;三角形相似

一、活动确定

本探究项目式学习活动的确定充分考虑以下几个因素：（1）知行合一，能用所学数理知

识解决实际问题。选用适当的测量工具来完成教学楼高度的测量，能用所学的数理知识来解决

生活中的实际问题，在实践中完成知识的构建，积累数理活动经验，提升知识的应用能力。

（2）贴近生活，通过生活化的探究式项目，让学生理解物理知识来源于生活并且可以服务社

会，在实践活动中培养学生的逻辑思维能力和创造力，让学生在项目探究中获得成就感，产生

学习和研究的内在动机。（3）培养学生勤于实践、勤于反思、敢于创新及团队合作的精神。

小组成员经历制订方案、实施测量、数据处理、分享与交流等过程，提升学生的科学探究能

力，培养学科核心素养。因此，本次活动选取测量教学楼高度作为项目任务。

二、活动过程

（一）设计方案

小组讨论：通过试验估算教学楼高度的方法。

小组汇报：1.利用大气压强。2.自由落体运动。3.利用太阳光测人、教学楼影长和人高。4.

测教学楼仰角，利用三角函数计算教学楼高。5.利用皮尺。

教师提问：哪些方法操作可行性比较低？为什么？

学生讨论：利用大气压强方法不是很好。因为楼高约在25米左右，压强差小。

（二）分组

分成4个小组采用不同方法进行实验。

第一组：利用太阳光测人、教学楼影长和人高。

第二组：选用适当的测量工具直接测量。

第三组：利用自由落体运动的相关知识计算教学楼高度。

第四组：测教学楼仰角，利用三角函数计算教学楼高。

（三）测量过程

第一组：

在同1.一时间，在楼、雪糕筒和人的影子边缘做上标记。

用刻2.度尺分别测出楼、雪糕筒和人到影子边缘的长度。

教师提问：在测量过程中，花槽影响了两点线段测量？怎样减低误差？

学生回答：首先测出草丛距离地面的高度;接着在人身上测出同样高度;然后再次测量楼影

子长度。

再用刻度尺分别测出雪糕筒和人的实际高度。3.

数据统计分析4.

利用雪糕筒、楼的数据算出楼高约为20.84米，利用人、楼的数据算出楼高约为19.79

米。

第二组：

利用卷尺来测量五层教学楼的高度。选用量程为0-30m，分度值为1cm的皮尺作为测量工

具。一位学生把刻度尺的0刻度津贴地面，另一位学生在教学楼楼顶尽量拉直皮尺，第三位学

生进行读数并进行记录。为了减少测量误差，A小组的学生决定采取多次测量求平均值的方法

减少误差。记录如下：22.685m;22.630m;22.654m;22.618m。平均值为：m。

第三组：

初三学生经过查找资料后发现，可以利用自由落体运动的相关知识求解教学楼的高度。铁

块从教学楼楼顶静止下落可以抽象理解成物体做自由落体运动的模型。一位学生在教学楼的楼

顶让铁块静止落下;另一位学生站在地面上看到铁块开始下落时计时，铁块落到地面后停止计

时;第三位学生负责做好数据记录。用同一铁块进行三次重复实验，实验数据记录如下：

1.91S，1.85S，2.06S。平均值为：S。

该小组的学生通过讨论后，认为时间的测量存在较大的误差，需要进行校正。学生们认

为，小球在5楼楼顶释放，而计时的同学是站在地面上计时的，往上看到小球下落后才开始计

时，需要反应时间，测量的时间比小球实际下落时间要小。于是，他们设计了实验方案来计算

反应时间。实验器材：直尺。实验过程：一位学生竖直拿着直尺，直尺的0刻度刚好对准手的

上方，静止释放，负责按表计时的学生用手去抓住直尺，此时手的上方对应的刻度为

12.0cm，如图所示。从而在教师的指导下计算反应时间，S。

修正后，小球的下落时间为：1.95S+0.16S=2.11S。楼的高度：m。

第四组：

（1）把一根细线固定在半圆形量角器的圆心处，细线的另一端系一个小重物，制成一个

简