一、项目背景
地域文化是课程资源的重要来源,也是在地化教育中学生开展跨学科项目化学习的重要研究对象。此项目力图引导学生从真实生活世界中即松江地域文化范畴内,发现真实问题,进而变真实问题为项目化学习。
项目化学习设计时,综合考量学习情境(知识的意义化)、学习规则(学习的参与结构)和学习工具(思维外显化的载体)三个要素。以天马山斜塔为情境,从数学、物理和历史三门学科出发,涉及三角函数、重力、结构力学等关键概念。关注学习的入项方式与参与形式,涵育模型建构、史料实证、沟通协作、反思迁移等学习素养。借助KWH学习支架,帮助学生“清思”并呈现思维过程。
二、项目化学习设计

(一)项目由来与学习背景
据2015年6月2日的《新闻晨报》报道,通过“体检”显示,天马山上的千年古塔——护珠塔的倾斜度增加了:从上世纪80年代的6.51°增加到7°以上。这引发了公众担忧:斜塔会倒下吗?又该如何去保护它?
(二)项目设计
1.项目目标:学生通过对“千年斜塔为何斜而不倒”这一驱动性问题进行深入持续的探索:1)触发数学、物理与历史等多学科的相关概念,能够解决真实场景中的真实问题;2)增进自主设计学习的关键能力,涵养坚持和创造的学习品格;3)形成公开的、有创见的学习成果,并学会反思与迁移。
2.驱动性问题:天马山斜塔(中国五大斜塔)因何斜而不倒?
3.本质问题: 数学视角,几何体的测量与计算,以及三角函数的实际应用?
物理视角,建造材料与物理结构对于重心与重力线的影响?
历史视角,天马山的倾斜缘由以及修缮过程等史料考察与论证?
4.项目子任务:
斜塔的现状? 数学与物理学描述
斜塔的成因? 历史考察
斜塔的修缮? 文献检索与访谈
斜塔的未来? 采用开放式问题“如果不……会怎样?”
5.学习实践:
驱动问题 |
学习
子项目 |
本质问题链 |
学科
关键能力 |
跨学科
核心素养 |
千
年
斜
塔
因
何
斜
而
不
倒 |
A.斜塔的现状
|
1.如何测量斜塔的高度(山底下测量和山上测量)?
2.如何测量斜塔的倾斜程度?
3.如何计算斜塔大致的体积和表面积?
4.大型不规则空心斜塔,如何寻找重心(重力相关,数学与物理)
5.如何寻找重力线与地基的位置关系?
6.如何计算斜塔大概由多少块砖搭建而成(理想化数学模型:等差数列)?
7.如何分析斜塔砖块的咬合结构和倾斜程度的关系?
8.如何从静力学和动力学两个视角分析斜塔现状? |
数学建模
物理建模
证据解释逻辑推理数据运算数据分析
|
合作学习
探究与问题解决 |
B.斜塔的由来与成因 |
1.天马山斜塔建造于何时?一种说法为北宋,一种说法为南宋,如何准确知道其建造年间?其建造背景是什么?
2.天马山有何传说?如何看待这些传说的史料价值?塔本身代表什么文化?从斜塔中可以得出哪些历史结论?
3.天马山斜塔何时倾斜?为何倾斜? |
史料实证 |
合作学习
文献检索与分析
审辨思维
(质疑批判、分析论证、综合生成、反思评估) |
C.斜塔的修缮 |
1.迄今,斜塔经历过几次修缮,修缮时间、修缮组织者分别是什么?
2.每次修缮重在解决什么问题,从历史与现状来看,修缮效果如何?
3.我们有哪些搜集信息的渠道? |
史料实证 |
合作学习
文献检索与分析
数据搜集与整理信息 |
D.斜塔的未来 |
如果你是文物保护组织的成员:
1.请通过模型建构与科学推测,斜塔如果不加以保护与修缮,未来会怎样?
2.天马山斜塔目前状况是否适合对公众开放?
3.你如何看待斜塔的历史价值? |
数学建模
物理建模
逻辑推理 |
角色代入
身份建构
创造性思维 |
6.预设评价:研究报告1篇 模型结构(实物制作或3D打印)2个
三、项目实施
1.项目日程:2021年6月——2021年8月
导师组:周钢、秦晋婷、单慧璐
阶段一
学生招募
组队与选题 |
2021年6月 |
1.学生组队(5人小组)
2.子项目选择与确认 |
备注:组成6个小组
形成3个课题项目(A、B、C) |
阶段二
实地观察、访谈等 |
2021年7月 |
1.初步文献梳理
2.实地观察或访谈,采集信息 |
文献集
观察方案、访谈提纲 |
阶段三
数据整理与分析 |
2021年7月 |
1.文献检索与分析
2.数据计算与分析
3.访谈整理与分析 |
数据分析、过程记录 |
阶段四
报告撰写 |
2021年8月 |
撰写研究报告 |
规范有新意的研究报告 |
阶段五
研究答辩 |
2021年8月底 |
研究答辩 |
项目导师组:
周钢、秦晋婷、单慧璐、周雷(工技大老师) |
阶段六
中期展示 |
2021年10月 |
项目展示 |
与市级课题中期汇报整合 |
2.学生分组与子项目入项:学生5人为一组,2021年6月,期末考试后。
3.学习支架——基于KWH的真实问题
我已经知道了什么?(know) |
我还想知道什么?(what) |
我想运用这些知识解决怎样的问题?(how) |
天马山上有护珠塔 |
什么时候修建的? |
这个塔修建的时代背景是怎样的? |
天马山斜塔名为护珠塔 |
塔名来由? |
这个塔蕴含的文化背景? |
护珠塔位于天马山 |
为何在天马山修建护珠塔? |
护珠塔修建时期的天马山地区的文化及社会状况? |
天马山有天马化山的传说 |
为什么会有这样的传说? |
传说的史料价值? |
锐角三角形边角关系
勾股定理
仰角、俯角、坡角
相似三角形 |
怎样架构直角三角形 |
测量出斜塔的倾斜程度 |
同角三角比关系
余弦定理、正弦定理
会使用量角器 |
多次测量有误差,怎么办?
有几种测量的办法? |
测量出斜塔的高度 |
面积的相关知识
三角形的面积公式
长方形的面积公式 |
长方体的表面积如何计算? |
计算出斜塔大致的表面积 |
体积的相关知识
长方体的体积公式 |
斜塔是怎样的一个几何体? |
计算出斜塔大致的体积 |
重力、重心、重力场 |
斜塔的重心大致在什么位置? |
确认重垂线和地基的位置关系 |
地基情况、建筑材料、建筑方式 |
斜塔(塔底、塔身)的力学结构是怎样的? |
建筑方式对力的影响 |
4.项目实施要点
(1)关注学科之间的融合。日常分科教学能够为学生的知识、技能的习得打下基础,跨学科的项目化学习更有助于思维和问题解决能力的提升。
(2)关注学生的思维过程。调动学生的问题思维,综合运用访谈、问卷调查、实地勘察、模型建构等方式,开展基于真实问题的深度学习。
(3)关注学生的合作互研。组成5人小组,从数学、物理和历史等学科领域,自主选择研究视角。
四、项目成果
1.各小组从A、B和C三个子项目中选择1个子任务,结合子项目D,形成研究报告1篇。
2.模型结构2个,自主选择适切的材料或者运用电脑制图和3D打印等设计斜塔(天马斜塔与比萨斜塔)模型。
五、项目展示
(1)构筑学习成果展览空间。开设线上(专栏)、线下(项目化学习成果馆)等学习成果的专门展览空间,例如以学生讲坛和高质量课题展示为平台展示学生研究成果。
(2)举办项目学习成果汇报会。以小组单位,分组汇报各子项目的研究过程及研究成果,邀请专家进行点评。
六、反思与迁移
(1)从研究选题、研究设计、研究过程与方法、研究成果表达与展示等维度进行反思。
(2)对今后的研究性学习提出可能的改进方向。
七、学习资源
1.http://sh.eastday.com/m/20150602/u1a8736528.html
2.https://baike.sogou.com/v64408122.htm?fromTitle=%E5%A4%A9%E9%A9%AC%E5%B1%B1
3.http://www.shtong.gov.cn/node2/n189673/n86869/n87104/n87106/u1ai130766.html
4.https://www.sohu.com/a/246698905_680303
5.《干山志》 : windowtext 1pt solid; PADDING-BOTTOM: 0pt; PADDING-TOP: 0pt; PADDING-LEFT: 5.4pt; BORDER-LEFT: windowtext 1pt solid; PADDING-RIGHT: 5.4pt; mso-border-left-alt: 0.5000pt solid windowtext; mso-border-top-alt: 0.5000pt solid windowtext; mso-border-right-alt: 0.5000pt solid windowtext; mso-border-bottom-alt: 0.5000pt solid windowtext" vAlign=middle width=478>
如果你是文物保护组织的成员:
1.请通过模型建构与科学推测,斜塔如果不加以保护与修缮,未来会怎样?
2.天马山斜塔目前状况是否适合对公众开放?
3.你如何看待斜塔的历史价值? |