1、- 1 - “VR、3D 辅助下的数学世界”教学设计 观察物体 【设计理念设计理念】 打破传统课堂视阈局限，利用 VR 虚拟现实技术生成可交互的三维环境，向学 生提供可变换观察视角、自由选择观察主体的开放观察空间；利用 3D 模型集成三 维实时图文渲染，通过十分简单的拖、拉操作改变物体的可视部位，增加物体不 同面特点的辨识便捷性。借用媒体技术，避免课前准备的繁琐，大大提高课堂教 学的效率的同时，学生自主学习能力和创新能力也得到培养与发展。 【教材简析教材简析】 主要教学从前、后、左、右观察物体，教材安排了两道例题。 例 1 的内容，既能让学生体会观察物体要站在确定的位置上，如站在教室的 后面向
2、前看或者站在教室的后面向前看；又能帮助学生体会观察者的位置不同， 观察的方向不同，看到的样子也可能是不同的。 例 2 用拍摄照片的形式呈现从前、后、左、右四个方向观察小猴的特点，但 因为 3D 模型所限，新授部分用观察 3D 袋鼠模型来帮助学生掌握观察物体时常用 的四个观察方向。原先例 2 的内容则改变为巩固题第 1 题。 【学情分析学情分析】 观察物体能够了解它的形状、大小、结构，是认识物体的重要途径。在观察 物体时，能不能抓住某一物体区别于其他物体的主要特征，往往受制于观察能力 的高低。然而，观察能力是在观察物体的实践中逐渐形成和发展的。本单元是本 套教材第一次进行观察物体的教学，让学生观
3、察的是生活中常见的、特征明显而 且结构比较简单的物体，教学目的是使学生掌握初步的观察物体的方法，培养初 步的观察能力。 - 2 - 【教学目标教学目标】 1通过让学生在 VR 虚拟教室中的观察比较，初步体会在不同的位置上向着 不同的方向，观察到的同一个物体的场景是不同的。 2能根据看到的不同的形状确定正面、侧面、背面的观察位置。 3让学生在观察的过程中经历探究知识的过程，培养合作意识。 【教学重点教学重点】 正确辨认从正面、侧面、背面观察到的简单物体的形状，并能根据观察到的 形状确定观察的位置。 【教学难点教学难点】 能判断从左、右两个方向看到的视图。 【教学准备教学准备】 电脑课件 VR 教
4、室场景 VR 观察水壶、洗衣机、木马的场景 袋鼠、汽车的 3D 模型 学生两人小组座次 【教学过程教学过程】 一、谈话引入，借虚拟情境亲历观察（例一、谈话引入，借虚拟情境亲历观察（例 1 教学教学 7 ） 1.理解观察内涵 （1）观察录播教室：今天的课在新的教室进行。你来看看这个教室，能看到 些什么？ （2） 初步交流：站在教室的前面（面向后） ，可以一眼看到教室的哪些物品？ - 3 - 站在教室的后面（面向前） ，又可以一眼看到教室的哪些物品？ （3）用 VR 眼镜尝试在教室的前面、后面观察：想试一试吗？老师把一个教 室搬进了眼镜里，请你带上眼镜亲自去看一看吧！ （4）交流看到的物品：在教室
5、前面向后看，你看到了哪些物品？在教室后面 向后前看，你看到了哪些物品？ （5）总结提升：能够看到教室里的这些物品，是因为我们有一双明亮的眼睛， 看到这些物品能够叫出它们的名字，是因为我们用聪明的大脑在思考。 用眼去看，用脑去思考，这就是“观察” 。 （板书：观察） 揭示课题：今天我们就来学习“观察物体” 。 （板书添上“物体” ） 2.探索观察外延 （1）判断两幅教室场景是在哪个位置看到的。 课件呈现两幅 VR 虚拟教室的截图。一张是站在教室后向前看的截图，一张是 站在教室前向后看的截图。 （2）讨论：两幅图是在同一个教室里看到的吗？为什么同一个教室看到的场 景却是不一样的呢？ （3）总结提升
6、：观察位置和方向不同，观察到的结果也会发生变化。 【设计意图】通过 VR 技术，打破真实课堂时间、空间限制，让所有的学生在虚拟 教室中“自由穿行” ，自主观察，初步感受观察的含义；通过教室前后场景的辨识， 体会观察位置和方向发生变化时，观察的结果也会不一样。 二、组织活动，借二、组织活动，借 3D 模型学会观察（例模型学会观察（例 2 教学教学 9 ） 1.观察袋鼠，体验不同方向观察的重要性 （1）呈现 3D 袋鼠模型，谈话：这是什么？（板书粘上袋鼠的图片） - 4 - （2）初步体验从不同方向观察袋鼠 （正面朝前）你看到袋鼠的哪些部位？ （在袋鼠头上、后面观察）看到的袋鼠的哪些部位？ （袋鼠
7、的身体略微侧着）能看到袋鼠的哪些部位？用手比划一下袋鼠的尾巴 在哪里？（在身体的右侧）它的头在哪边呢？ （3）提炼表达语言：现在看到的袋鼠头朝左，尾巴朝右。 （4）再次体验从不同方向观察袋鼠 （在袋鼠身体的右侧观察）看到的袋鼠是什么样子的？（头朝右，尾巴朝左。 ） （5）讨论交流：这次观察到的袋鼠和上一次的一样吗？（初步感受在右侧 观察和左侧观察的区别） （6）总结：再次验证了我们的发现，从不同的方向观察到的物体是不同的。 2.判断观察位置，明确观察物体的常用的四个方向 （1）提问：老师悄悄地给袋鼠拍了照片，请你看看这些照片是从袋鼠的哪个 位置拍到的？ （2）学生判断，并说出自己判断的依据 看
8、到袋鼠的正面，说明在袋鼠的前面拍照的； 看到袋鼠的后背，说明在袋鼠的后面拍照的； 看到袋鼠的头朝右，尾巴朝左，说明在袋鼠的右面拍照的； 看到袋鼠的头朝左，尾巴朝右，说明在袋鼠的左面拍照的； （3）明确观察物体的常用四个方向 - 5 - 总结谈话：当我们能观察到袋鼠的正面时，说明我们在袋鼠的前面进行观察。 （板书：正面） 当我们能观察到袋鼠的后背时，说明我们在袋鼠的后面进行观察。 （板书：后 面） 当我们在袋鼠左面观察时（板书：左面） ，我们可以观察到它的尾巴朝着我们 的右手边。 当我们在袋鼠右面观察时（板书：右面） ，我们可以观察到它的尾巴朝着我们 的左手边。 你们了不起地发现观察物体常用的四
9、个方向：前面、后面、左面、右面。 【设计意图】通过袋鼠 3D 模型的运用，通过简单的拖、拉等动作，让所有孩子静 坐不动就可以从不同方向观察袋鼠，节省了课堂中因为频繁改变观察者位置而浪 费的时间，将更多的时间与精力关注在观察上，大大提高课堂教学效率。 三、分享交流，借交互题互动巩固观察方法（三、分享交流，借交互题互动巩固观察方法（12 ） 1.巩固观察的四个方向 出示四位同学观察小猴的情境图。 （书例 2） （1）提问：这些同学要干什么？ （2）点名交流：小青等四位同学分别在小猴的哪个方向观察小猴。 （3）同桌交流：他们每个人看到小猴是什么样的。 （4）合作完成互动题。 2. 关注观察结果的细节
10、 出示三位同学观察汽车的情境图。 （“想想做做”第 2 题） （1）提问：这些同学要干什么？（观察汽车） - 6 - （2）点名交流：他们看到的汽车分别是什么样子的。 （3）用 3D 汽车模型检验自己的猜想。 （4）合作完成互动题。 （5）讨论：你是怎么区分出前面和后面看到的图片的。 （从前面可以看到汽 车的方向盘） （6）总结提升：关注方向盘这样的小细节，可以有效地帮助我们区分哪张图 是从汽车的前面看到的，哪张图从汽车的后面看到。 细节可以决定我们的成败。 【设计意图】合作、交流，升华学生对观察的认识。借由互动连线题，交互式地 动态评价学生的思考结果。借由 3D 汽车模型检验自己的猜想，巩固
11、、纠正观察结 果的同时，让学生养成良好的猜想验证的数学思想。 四、任务实施，借虚拟情境内化观察方法（四、任务实施，借虚拟情境内化观察方法（10 ） （1）谈话：刚才我们观察了袋 鼠、小猴、汽车，其实只要我们有心， 身边的很多物体都可以成为我们观察的对象。 （2）交流：这些老师和同学们在观察什么。 （3）独立完成连线题。 有困难的同学可以戴上 VR 眼镜，到虚拟情境中去观察观察这些物体； 完成作业任务的同学也可以戴上 VR 眼镜，验证站在物体不同面观察到的是不 是和猜测的一样。 【设计意图】借用 VR 虚拟情境实现真正的分层教学。 五、反馈评价（五、反馈评价（2 ） - 7 - 1.汇报交流：这节课学习了什么，你有什么收获呢？ 2.学生互评，教师点评 3.课堂总结：做生活的有心人，观察身边的事物，关注它们的细节，你也可 以像科学家那样发现很多的奥秘哦！ 【设计意图】分享、表达，在与人对话中提升人文素养。 【板书设计板书设计】 观察物体 位置 方向 后面 左面 右面 前面 观察物体 苏教版国标本三年级数学上册 前面 后面 左面 右面 后面前面 照下面的样子看桌上物体，每个人分别看到的是哪幅图？请连一连。 这节课，你有哪些收获这节课，你有哪些收获这节课，你有哪些收获这节课，你有哪些收获 ？
