小学数学北师大版（2024）四年级上册（2024）综合实践 导航给的时间准吗实地研究教案

这是一份小学数学北师大版（2024）四年级上册（2024）综合实践 导航给的时间准吗实地研究教案，共15页。教案主要包含了学情分析，教材分析，核心素养教学目标，教学重难点，教学准备，教学过程等内容，欢迎下载使用。
四年级学生已经完成《路程、时间与速度》知识点学习，掌握“路程÷时间=速度”基础数量关系，具备简单数据记录、小数估算、表格整理的基础能力；日常出行普遍使用手机导航，对导航预估时间有直观生活体验，能主动提出“导航时间和实际走路用时不一样”的疑问，具备开展实地探究的生活基础。
学生现阶段思维以具象思维为主，能参与小组分工操作，但存在明显短板：一是缺乏完整实地研究流程认知，不会规范设计研究方案、统一变量控制；二是数据意识薄弱，仅能记录数字，不会对比、计算误差；三是合作探究分工混乱，实地测量时容易出现计时、测距不同步的操作失误；四是难以结合速度、路况、等候时间等多因素综合分析误差成因。
本课以实地户外测量为载体，贴合学生动手探究的学习特点，依托小组分工、表格记录、数据对比落实量感、数据意识、推理意识等核心素养，为完整项目式实践报告撰写积累实操经验。
二、教材分析
《实地研究》是北师大版 2026 秋季四年级上册综合实践《导航给的时间准吗》核心探究课时，承接前序“猜想、室内模拟实验”内容，是连接模拟实验与成果汇报的关键实践环节，教材完整呈现一套标准化实地探究流程，配套专用实地研究记录表、路线选取要求、数据对比任务、误差分析思考题四大板块内容。
教材原文核心内容分层：
1. 探究任务板块：明确实地研究目标——选取校园/社区固定步行路线，同步记录导航预估路程、预估用时，实地行走记录真实路程、实际用时，对比两组数据，计算时间差值；
2. 操作规范板块：标注实地研究控制变量要求：固定步行速度、不中途停留、统一计时工具、起点终点完全匹配导航路线；
3. 数据记录板块：提供标准四列记录表格（路线名称、导航预估路程/时间、实地实测路程/时间、时间误差）；
4. 探究思考板块：设置递进式问题：① 导航预估时间和实地时间是否完全相等？② 误差偏大可能是什么原因？③ 实地测量的数据和教室模拟实验数据有哪些相同与不同？
教材融合第六单元路程、速度、时间数量关系，结合统计数据收集、对比分析，融合科学实验严谨性，打通数学知识与生活科技应用，渗透北斗导航科普内容，实现数学、科学、信息技术跨学科融合，是落实“综合与实践”领域项目化学习的典型课例。
三、核心素养教学目标
（一）量感
1.实地测量步行路线距离，精准记录分钟、秒级时间，感知路程、时间量化标准；
2.通过计算预估时间与实际时间差值，直观理解“误差”的量化含义，建立时间、路程度量感知。
（二）数据意识
1.规范填写教材实地研究记录表，有序收集、整理两组对比数据；
2.依据表格数据横向、纵向对比，用数据支撑猜想，能完整表述数据反映的现象。
（三）推理意识
1.结合路程、速度数量关系，推理步行速度、等候红灯、道路绕行对导航预估时间产生误差的原因；
2.对比室内模拟实验、户外实地研究两组数据，归纳影响导航时间准确性的共性因素。
（四）应用意识
1.综合运用路程、时间、速度公式解释生活导航现象，用数学知识解决真实出行问题；
2.掌握完整实地项目研究流程，能独立设计简易实地测量方案，将数学方法应用于生活探究。
四、教学重难点
（一）教学重点
1.读懂教材实地研究完整操作要求，严格按照控制变量标准完成户外实地测量；
2.规范填写教材配套数据记录表，准确记录导航数据与实地实测数据，计算时间误差；
3.依托表格数据对比，结合路程速度知识，分析导航预估时间产生偏差的基础原因。
（二）教学难点
1.实地活动中统一小组操作标准，控制无关变量，减少人为测量数据误差；
2.结合多维度真实场景（红灯等候、步行速度变化、道路绕行）综合推理误差成因，建立多角度数学分析思维。
五、教学准备
教师：教材原文截图、实地研究记录表模板、路线示意图、计时秒表、卷尺、导航设备、小组分工任务卡；
学生：草稿本、笔、平板/手机（导航工具）、计时器。
六、教学过程（共 2 课时）
第一课时：研读教材实地研究方案·规划户外测量路线·明确小组分工
（一）情境回顾，衔接前序模拟实验内容
师：前两节课我们完成了《导航给的时间准吗》猜想环节与室内模拟步行实验，谁能结合模拟实验数据，分享你的初步发现？
生 1：教室模拟 800 米步行，导航预估 12 分钟，我们小组匀速走下来实际用时 11 分 40 秒，时间有一点差距。
生 2：如果中途停下来休息，实际用时会比导航预估时间多很多。
师：大家在教室模拟的是理想无干扰步行环境，但我们真实出门步行会遇到路口红绿灯、道路转弯、行人避让等情况，模拟实验的数据不能完全代表真实出行结果。教材专门设置《实地研究》板块，带领我们走出教室，在真实路线上完成测量，验证导航预估时间是否准确。今天第一课时我们重点研读教材实地研究完整要求，规划测量路线、划分小组分工，为下一节课户外实地测量做好全部准备。板书课题：实地研究（第一课时）
设计意图：衔接前期课堂学习内容，制造“模拟实验与真实场景存在差距”的认知冲突，引出本课教材实地探究任务，明确本节课规划准备的核心学习目标。
（二）逐段研读教材《实地研究》原文，拆解教材核心要求
师：请全体学生翻开教材对应页码，完整默读《实地研究》全部文字内容，圈画出教材提出的研究任务、操作规则、记录工具、思考问题，读完后举手分享圈画要点。
（学生自主默读教材文本，勾画关键文字，教师巡视指导，提醒学生标注带有数字、操作动词的语句。）
师：我们分段拆解教材原文，逐一梳理要求，先读教材第一段核心任务原文：“选取一条校园或社区内短距离步行路线，以导航软件给出的路程、预估步行时间为参照，组织小组实地行走，完整记录真实路程、实际行走用时，对比两组数据，分析导航预估时间与实际用时的差异。”
师提问：从这段文字中，教材要求我们本次实地研究必须完成哪三件核心事？
生 1：要选校园或者小区里的短路线，不能选远距离马路。
生 2：要先看导航，记下导航显示的路程和预计多久走到。
生 3：小组亲自走一遍路线，记录真实走了多长时间，最后对比两组数字。
师板书三大核心任务：选定路线、记录导航数据、实地实测对比数据。
师：继续引导学生阅读教材第二段操作规范原文：“实地测量时需统一条件：小组全员保持匀速步行，中途不随意停留、不奔跑；行走路线必须和导航规划路线完全一致；全程使用统一计时工具，起点、终点同步开始、结束计时；同一小组重复测量 2 次，减少偶然误差。”
师提问：教材为什么明确要求我们匀速走路、不能中途停下、重复测两次？如果不遵守这些要求，数据会出现什么问题？
生 1：如果有人停下来看花、聊天，实际用时会变长，对比出来的误差就不准确，实验没有意义。
生 2：只测一次可能刚好遇到红灯，多测两次能让数据更客观。
师小结：这是数学实地研究的控制变量原则，固定步行速度、路线、工具，只保留“真实路况”这一个变化条件，才能准确找到导航时间不准的真实原因，这是教材重点强调的实验严谨性要求。
师：出示教材配套实地研究记录表完整截图，带领学生逐列解读表格栏目：表格分为五列，分别是路线名称、导航数据（路程 m/预估时间 min）、实地实测数据（实际路程 m/实际用时 min）、时间误差（实际时间 - 预估时间）、小组初步观察记录。
师指名朗读表格下方教材标注文字：“时间误差为正数，代表实际走路比导航预估更久；误差为负数，代表实际走路比导航预估更快。”
师提问：举个例子，导航预估 10 分钟走完，小组实地走只用了 9 分钟，误差是多少？属于正数还是负数？
生：10−9=1，实际减预估等于 −1，误差是 −1 分钟。
师：继续研读教材文末三道探究思考题，依次出示：
1. 思考 1：同一小组两次实地测量的时间误差数值相同吗？为什么会出现不一样的误差？
2. 思考 2：对比室内模拟实验数据、本次实地研究数据，两组误差大小有什么区别？
3. 思考 3：结合步行路线上的路口、行人、台阶，推测导航预估时间产生偏差的主要因素。
师：这三道思考题是我们完成实地测量后必须分析的核心问题，下节课户外测量结束后，我们依托表格数据完整解答。
设计意图：逐字逐句拆解教材原文、配套记录表、课后思考题，不脱离教材空谈探究，通过师生问答拆解操作标准、记录规范、探究目标，让学生清晰掌握教材对实地研究的全部硬性要求，避免户外测量出现操作疏漏。
（三）小组合作，筛选符合教材要求的实地测量路线
师：教材明确路线限定为校园或社区短距离步行路线，距离控制在 500 米—1000 米之间，路线内至少包含一处路口，存在红绿灯、台阶、行人等干扰因素，方便我们观察误差成因。现在以 4 人为一小组，结合校园环境讨论，筛选 1 条符合教材标准的测量路线，简单记录路线起点、途经地点、终点。
（小组讨论路线规划，教师巡视各组，针对路线选择开展互动提问）
师（巡视第一组）：你们小组选定的路线是教学楼一楼门口到学校北门，全程 620 米，这条路线有没有路口红绿灯？
生：中途有校园人行横道，有临时红绿灯，符合教材要求。
师（巡视第二组）：你们小组选择操场环形跑道作为路线，跑道没有路口、没有行人干扰，符合教材实地研究要求吗？
生：不符合，跑道环境和真实出行不一样，测出来的数据没有办法分析路况带来的误差，我们重新选校园主干道路线。
师：大家一定要记住教材隐含要求：路线必须存在真实出行干扰因素，单纯平直无干扰路线无法完成误差原因探究。
各组确定路线后，依次上台汇报路线名称、预估距离、途经干扰点，教师统一汇总所有小组路线，剔除不符合教材距离、路况要求的路线，确定全班统一测量路线清单。
设计意图：依托教材路线选取标准开展小组讨论，通过教师针对性提问纠正不合理路线选择，落实教材“真实生活化路线”探究要求，提前规避户外测量路线选取失误。
（四）划分小组标准化分工，匹配教材测量操作流程
师：教材完整实地研究分为四大操作环节：导航数据采集、户外计时、路程核对、表格记录，对应四类小组角色，我们参照教材操作要求统一分配分工，每组固定 4 个岗位，每人职责不重复，出示分工任务卡：
1. 导航记录员：负责打开导航，输入路线起点终点，完整读取、记录导航预估路程、预估时间，全程核对导航路线与行走路线是否一致；
2. 计时员：手持秒表，到达起点同步开启计时，抵达终点立刻停止计时，两次测量分别记录时间；
3. 测距监督员：沿路核对实际路程，观察路线台阶、路口、等候情况，记录实地干扰因素；
4. 数据记录员：手持教材记录表，同步抄写导航数据、两次实测时间，当场计算时间误差，完成表格填写。
师指名提问：导航记录员的核心任务是什么？对应教材哪一部分要求？
生：记录导航给出的路程和预估时间，对应教材第一段研究任务。
师追问：计时员为什么要测量两次？教材哪句话提到重复测量？
生：教材操作规范里写了同一小组重复测量 2 次，减少偶然误差，计时员要准确记录两次不同的实际用时。
学生小组内部自主分配岗位，每名学生明确自身实地测量任务，各组上台汇报分工，教师确认无岗位遗漏、分工混乱问题。
设计意图：结合教材实地测量操作流程设置对应分工，通过师生问答关联分工职责与教材原文要求，让学生清晰知晓自身岗位对应的教材探究任务，保障下节课户外实地测量有序开展。
（五）课堂小结（第一课时）
本节课我们完整研读教材《实地研究》全部文本、配套记录表、探究思考题，拆解出实地研究三大核心任务与标准化操作控制变量要求；小组合作筛选符合教材标准的校园步行测量路线，完成四岗位标准化分工，明确每位学生户外测量的操作职责。下一节课我们携带记录表、计时工具、导航设备，前往选定路线完成实地步行测量，完整采集两组对比数据，填写教材记录表，初步分析导航时间误差成因。
第二课时：户外实地测量采集数据·整理表格数据·结合教材问题开展数据分析
（一）课前准备清点，复习教材实地测量操作规范
全体学生携带记录表、计时器、导航设备在教室集合，教师组织清点工具。
师：上一节课我们研读教材，明确实地测量的全部操作规则，现在谁能复述教材规定的三条核心操作要求？
生 1：走路速度保持匀速，不能跑、不能中途停下聊天。
生 2：走的路线必须和导航规划路线一模一样，不能抄近路。
生 3：同一条路线要连续测两次，两次数据都要完整记录到教材表格里。
师：各组导航记录员、计时员、测距监督员、数据记录员再次确认自己的任务，严格按照教材要求开展实地测量，测量过程中及时记录路口等候、台阶、行人干扰等观察信息，全部数据现场填写，不回到教室后补记录。现在全体有序前往各组选定的测量路线，开展实地研究。
设计意图：复习第一课时教材核心操作规范，强化学生探究严谨性，明确户外测量记录要求，避免现场操作不符合教材标准，造成数据失效。
（二）户外实地测量，依托教材标准同步采集导航、实测数据
学生分组前往指定校园路线，教师全程巡回跟进各组测量过程，针对现场操作结合教材原文开展实时师生互动指导。
场景 1：某小组计时员中途停下观看校园花坛，步行速度忽快忽慢
师：大家回忆教材操作规范原文，匀速步行、中途不停留是硬性要求，你们现在停下观察，会让实际用时变长，两组数据对比没有参考价值，不符合实地研究严谨性标准，调整状态重新开始第一次测量。
场景 2：某小组导航记录员更改行走路线，走了导航未规划的近路
师：教材明确行走路线必须和导航规划路线完全匹配，抄近路会导致实际路程和导航预估路程不一致，无法对比时间误差，立刻返回起点，严格按照导航路线行走。
场景 3：小组完成第一次测量，数据记录员直接只写一次数据，不准备二次测量
师：教材操作规范要求重复测量两次，两次测量的数据都要填写进记录表，两次测量可以避开一次刚好遇到红灯的特殊情况，数据更加客观，现在原地休息 1 分钟，开展第二次完整测量。
各组完成两次完整实地步行测量，同步完成以下记录动作，贴合教材表格栏目要求：
1. 导航记录员提前记录：路线名称、导航预估路程、导航预估步行时间；
2. 计时员两次测量分别报出实际用时，数据记录员抄写至表格；
3. 测距监督员口述路线干扰因素（等候红灯时长、台阶数量、行人避让），记录员填写表格观察栏；
4. 当场计算时间误差：实际用时−导航预估时间，标注正负数值。
全部小组完成户外实地测量，有序返回教室，整理完整填写好的教材实地研究记录表。
设计意图：户外实地操作全程紧扣教材文字规范，针对学生现场违规操作，结合教材原文进行即时纠错，保证采集的数据完全符合教材探究标准，落实控制变量、重复测量的数学实验要求，同步完成教材表格数据采集。
（三）返回教室，梳理教材记录表完整数据，统一计算时间误差
全体学生落座，教师出示教材记录表完整范例，带领学生核对表格每一栏填写规范，开展全班互动核对。
师：我们以第三小组的记录表为例，完整对照教材表格要求逐一检查，出示第三小组采集数据：路线：教学楼至北门；导航预估路程 620m，预估时间 11 分钟；第一次实测用时 12 分 20 秒，第二次实测用时 11 分 50 秒。
师提问：先计算第一次测量的时间误差，导航预估 11 分钟，实际 12 分 20 秒，误差是多少？是正数还是负数？对应教材表格标注规则是什么？
生：12 分 20 秒减 11 分钟，误差 +1 分 20 秒，正数代表实际用时比导航预估更长，和表格下方教材标注文字一致。
师追问：第二次实测用时 11 分 50 秒，误差是多少？
生：11 分 50 秒 - 11 分 = +50 秒，误差依旧为正数，只是误差数值更小。
师：结合测距监督员记录的观察信息，这条路线中途有 30 秒红灯等候，这就是两次测量误差都为正数的主要原因。
师布置课堂任务：各组对照教材表格填写标准，自查表格，修正计算错误、漏填栏目，确保路线名称、导航数据、两次实测时间、误差数值、观察记录全部填写完整，表格无空白栏目。教师巡回查看各组记录表，针对计算误差、漏填问题一对一指导，提问学生核对计算过程，巩固路程、时间量化计算能力。
设计意图：依托教材记录表范例开展全班数据核对，结合师生问答巩固误差计算方法，落实教材表格完整填写要求，同步强化量感与运算能力，规范数据记录书写习惯。
（四）结合教材三道探究思考题，依托表格数据开展小组数据分析
师：教材在《实地研究》文末设置三道探究思考题，这是本节课数据分析的核心内容，请各组结合本组实地测量表格数据，小组讨论三道问题，结合真实数据、路程速度知识完整作答，讨论结束后分组汇报。
1. 研读教材思考 1：同一小组两次实地测量的时间误差数值相同吗？为什么会出现不一样的误差？
小组讨论后代表汇报互动：
生 1：我们小组第一次误差 +1 分 20 秒，第二次误差 +50 秒，两次数值不一样。第一次走到路口刚好红灯，等候 30 秒；第二次通过路口时绿灯，没有等候，所以两次实际用时有差距，误差数值不同。
师点评：结合实地观察到的红绿灯等候时间变化，用真实数据解释误差差异，贴合教材数据分析要求，能从路况变化角度思考问题。
2. 研读教材思考 2：对比室内模拟实验数据、本次实地研究数据，两组误差大小有什么区别？
师引导学生拿出上节课模拟实验记录单，两组数据横向对比，提问：模拟实验没有红绿灯、行人干扰，实地路线有各类干扰，哪一组误差数值更大？
生：实地研究的误差普遍更大，模拟实验匀速无干扰，实际出行会遇到各种突发情况，导致实际用时和导航预估差距更大。
师小结：教材设置模拟、实地两组对比实验，就是为了让我们区分理想环境与真实生活环境的区别，理解导航预估时间是理想匀速状态下的计算结果，真实场景存在各类干扰因素。
3. 研读教材思考 3：结合步行路线上的路口、行人、台阶，推测导航预估时间产生偏差的主要因素。
各组结合实地观察记录发言，教师同步板书误差成因，结合路程、速度数量关系讲解：
生 1：路口红灯需要停下等候，步行速度变成 0，总用时增加，时间出现正误差。
生 2：路上行人多，需要放慢速度避让，平均步行速度低于导航计算的标准速度，用时变长。
生 3：路线台阶多，上坡行走速度变慢，导航只按照平直路面速度计算，预估时间偏短。
师补充讲解导航预估时间计算逻辑：导航系统根据固定平均步行速度，用“路程÷速度=时间”算出预估时长，无法提前预判临时红灯、行人拥堵、上坡减速等突发情况，因此实地测量一定会产生时间误差，这也是教材本次实地研究核心探究结论。
设计意图：严格围绕教材三道思考题开展小组数据分析，以学生实地采集的真实数据为论据，结合路程、时间、速度核心数量关系推理误差成因，落实数据意识、推理意识核心素养，完整达成教材《实地研究》探究目标。
（五）课堂小结（第二课时）
本节课我们严格按照教材操作规范完成户外实地步行测量，同步采集导航预估数据、两次实地实测数据，规范填写教材配套研究记录表，精准计算每组路线的时间误差；结合教材三道探究思考题，依托真实采集的数据对比分析，归纳出红绿灯等候、行人干扰、路面坡度、步行速度变化四类导航时间误差成因；对比室内模拟实验与实地研究两组数据，区分理想环境与真实出行场景的差异，理解导航预估时间的计算原理与局限性，完整完成《实地研究》全部教材探究任务，为后续完整项目研究报告撰写提供真实、规范的数据支撑。