【大单元教学设计】人教鄂教版小学科学六年级上册第五单元《建造“植物工厂”》 单元教学规划 5.17《设计与制造植物工厂》课时教案（含练习）
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| 名称 | 【大单元教学设计】人教鄂教版小学科学六年级上册第五单元《建造“植物工厂”》 单元教学规划 5.17《设计与制造植物工厂》课时教案（含练习） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 45.4KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教鄂教版（2017秋） | ||
| 科目 | 科学 | ||
| 更新时间 | 2024-11-11 14:28:21 | ||
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文档简介
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第五单元《建造“植物工厂”》大单元整体教学设计
教材版本 人教鄂教版 单元（或主题）名称 建造“植物工厂”
单元主题 在快速发展的科技时代，农业作为人类生存的基础产业，正经历着前所未有的变革。人教鄂教版六年级上册科学第五单元“建造植物工厂”以未来农业为核心，引导学生走进一个充满科技与创新的领域——植物工厂。本单元旨在通过理论学习与实践活动，让学生了解植物工厂的基本概念、工作原理、技术优势及其对未来农业的意义，培养学生的科学素养、创新思维和环保意识。
课标要求 核心概念 植物工厂：定义、特点、构成要素（光源、环境控制系统、营养液循环系统等）。 现代农业技术：植物工厂作为现代农业技术的重要代表，其自动化、智能化特点。 生态循环：在植物工厂中实现资源高效利用与废弃物循环利用的理念。 学习内容 探究植物工厂的基本原理与技术应用。 设计并模拟简单的植物工厂模型。 分析植物工厂相比传统农业的优势与挑战。 讨论植物工厂对未来农业可持续发展的影响。 学业要求 能够解释植物工厂的基本概念和工作原理。 能够设计并实施一个简化的植物工厂实验，记录并分析数据。 能够从生态、经济、社会等多角度评价植物工厂的价值与局限。 培养对现代农业技术的兴趣与探索精神，形成初步的科技创新意识。
教材分析 单元教材编排紧凑，内容由浅入深，既注重理论知识的阐述，又强调实践操作的重要性。通过图文并茂的形式，生动展示了植物工厂的内部结构、工作原理及实际应用案例，有助于学生直观理解复杂概念。同时，教材还设置了一系列探究活动和思考题，鼓励学生主动探索、积极思考，培养其科学探究能力。
学情分析 六年级学生已具备一定的科学基础知识和初步的实验操作能力，对新鲜事物充满好奇，渴望通过实践探索未知世界。然而，他们可能对植物工厂这一新兴概念知之甚少，需要教师通过生动的讲解和丰富的实践活动激发他们的学习兴趣。此外，该年龄段的学生正处于逻辑思维和批判性思维发展的关键期，适合引导他们从不同角度分析问题，培养综合思维能力。
单元目标 科学观念 理解植物工厂是现代农业技术的重要成果，体现了人类利用科技改善生产生活的智慧。 认识到植物工厂在促进食品安全、提高生产效率、节约资源等方面的积极作用。 科学思维 培养学生运用所学知识分析问题、解决问题的能力。 鼓励学生提出创新性的想法，设计个性化的植物工厂方案。 探究实践 通过小组合作，设计并实施植物工厂模型建造活动，体验科学探究的全过程。 学会使用简单的科学仪器和工具进行观察和测量，记录并整理实验数据。 责任态度 增强学生的环保意识，理解可持续发展理念在植物工厂中的应用。 培养学生团结协作、勇于探索的科学精神和社会责任感。
单元结构化活动 1. 引入新课：通过视频、图片展示植物工厂，激发学生兴趣，引入单元主题。 2. 理论学习：讲解植物工厂的基本概念、工作原理、技术特点等。 3. 案例分析：分析国内外成功的植物工厂案例，探讨其成功要素。 4. 设计实践：分组设计并制作简易植物工厂模型，进行植物生长实验。 5. 成果展示与交流：各小组展示作品，分享实验过程与心得，接受同学和老师的点评。 6. 总结反思：回顾单元学习内容，总结收获与不足，提出未来研究方向。
达成评价 围绕课时学习目标 采用多元化评价方式，包括过程性评价和终结性评价。过程性评价关注学生在设计实践、合作探究过程中的表现，如参与度、协作能力、创新思维等；终结性评价则通过作品展示、实验报告、口头汇报等形式，评估学生对植物工厂知识的理解程度、实验技能掌握情况以及科学态度的表现。同时，鼓励学生进行自我评价和同伴评价，促进自我反思与相互学习。
第十七课时《设计与制造“植物工厂”》教学设计
一、教学目标
1. 科学思维：引导学生通过观察、实验、推理等科学方法，理解植物工厂的基本原理和运作机制，培养逻辑思维和批判性思维能力。
2. 技术创新：鼓励学生发挥想象力，设计并模拟构建简易植物工厂模型，体验科技创新的乐趣，激发对未来农业技术的探索欲。
3. 环境意识：通过学习植物工厂如何减少水资源消耗、实现废物循环利用等环保措施，增强学生的环境保护意识和社会责任感。
4. 团队协作：在小组活动中，促进学生间的沟通与合作，共同解决问题，提升团队协作能力。
5. 生活应用：将所学知识与日常生活相联系，探讨植物工厂对改善人类生活质量的潜在影响，培养学生的实际应用能力。
二、教学重难点
重点：
植物工厂的基本概念、特点及其优势。
植物生长所需的基本条件（光照、温度、水分、空气、营养）在植物工厂中的控制与调节。
设计并制作简易植物工厂模型的步骤与方法。
难点：
理解并掌握植物生理学原理在植物工厂中的应用，如光合作用、呼吸作用等。
如何在有限资源下，合理设计并优化植物工厂的内部结构，以实现高效生产。
将理论知识转化为实际操作，成功构建并运行一个简易的植物工厂模型。
三、教学过程
学习活动 设计意图
（一）情境导入 播放一段关于未来城市中的植物工厂视频，展示其如何在高楼大厦间生长出新鲜蔬菜，同时介绍植物工厂在全球食物安全、城市绿化等方面的积极作用。 通过直观的视频资料，吸引学生的注意力，激发他们对植物工厂的好奇心和探索欲，为后续学习奠定情感基础。
（二）探究活动 活动一：植物工厂初探 分组阅读教材或相关资料，总结植物工厂的定义、特点及其与传统农业的区别。 活动二：植物生长条件探究 通过实验或模拟实验，观察不同光照强度、温度、水分条件下植物的生长状况。 活动三：植物工厂设计大赛 学生分组，利用纸笔或设计软件，设计一个简易的植物工厂模型，包括光源设置、温度控制系统、灌溉系统等。 活动四：模型构建与展示 各小组根据设计方案，利用废旧材料（如塑料瓶、纸板等）构建简易植物工厂模型，并进行展示和讲解。 活动五：反思与优化 引导学生对自己的设计进行反思，讨论可能存在的问题和改进方案，并尝试对模型进行优化。 帮助学生建立对植物工厂的基本认识，为后续深入学习打下基础。 通过实践操作，加深学生对植物生长条件的理解，为后续设计植物工厂模型提供科学依据。 培养学生的创新思维和团队协作能力，同时加深对植物工厂内部结构的理解。 将理论知识转化为实际操作，增强学生的动手能力和表达能力，同时体验科技创新的乐趣。 培养学生的批判性思维和持续改进的意识，提升解决问题的能力。
（三）生活应用 讨论植物工厂技术在现实生活中的应用案例，如城市屋顶农场、太空农业等，并思考这些应用如何改善人类生活质量。 将所学知识与现实生活相联系，拓宽学生的视野，增强学习的实用性和趣味性。
（四）知识总结 师生共同回顾本节课的学习内容，总结植物工厂的基本概念、特点、设计原则及其在现实生活中的应用。 巩固所学知识，形成系统的知识体系，为后续学习打下坚实基础。
四、作业设计
（一）、填空题
1. 植物工厂是一种利用现代科技手段，在（ ）环境中模拟植物生长所需条件，实现植物高效生产的农业设施。
答案：人工控制
2. 植物生长的基本条件包括光照、（ ）、水分、空气和营养。
答案：温度
植物工厂通过精确控制（ ）和（ ），为植物提供最佳的生长环境。
答案：光照强度；温度
4. 在设计植物工厂时，需要重点考虑（ ）和（ ）的循环利用问题。
答案：水资源；废弃物
（二）、判断题
1. 植物工厂可以完全摆脱自然环境的限制，实现全年无休的生产。（ ）
答案：√
植物工厂中的植物主要依靠土壤中的养分生长。（ ）
答案：×（应为营养液）
植物工厂中的光源主要是模拟太阳光，以满足植物光合作用的需要。（ ）
答案：√
（三）、选择题
1. 下列哪项不是植物工厂的优势？（ ）
A. 高效生产 B. 节约土地资源 C. 依赖大量人力 D. 环保可持续
答案：C
2. 植物工厂中控制温度的主要设备是（ ）。
A. 风扇 B. 加热器与冷却系统 C. 灯光 D. 灌溉系统
答案：B
3. 植物工厂中的灌溉系统通常采用（ ）方式，以节约用水。
A. 滴灌 B. 漫灌 C. 喷灌 D. 虹吸灌溉
答案：A
（四）、简答题
1. 请简述植物工厂如何减少水资源消耗？
答案：植物工厂通过采用先进的灌溉技术（如滴灌、雾培等），实现精准供水，减少水分蒸发和浪费；同时，通过循环利用废水、收集雨水等措施，进一步提高水资源利用效率。
2. 设计一个植物工厂时，需要考虑哪些关键因素？
答案：设计植物工厂时，需要考虑的关键因素包括：植物生长所需的基本条件（光照、温度、水分、空气、营养）的精确控制；空间布局的优化，以提高土地利用率；能源供应的稳定性和环保性；以及废水、废气的处理与循环利用等环保措施。此外，还需考虑成本控制、运营效率等因素。
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第五单元《建造“植物工厂”》大单元整体教学设计
教材版本 人教鄂教版 单元（或主题）名称 建造“植物工厂”
单元主题 在快速发展的科技时代，农业作为人类生存的基础产业，正经历着前所未有的变革。人教鄂教版六年级上册科学第五单元“建造植物工厂”以未来农业为核心，引导学生走进一个充满科技与创新的领域——植物工厂。本单元旨在通过理论学习与实践活动，让学生了解植物工厂的基本概念、工作原理、技术优势及其对未来农业的意义，培养学生的科学素养、创新思维和环保意识。
课标要求 核心概念 植物工厂：定义、特点、构成要素（光源、环境控制系统、营养液循环系统等）。 现代农业技术：植物工厂作为现代农业技术的重要代表，其自动化、智能化特点。 生态循环：在植物工厂中实现资源高效利用与废弃物循环利用的理念。 学习内容 探究植物工厂的基本原理与技术应用。 设计并模拟简单的植物工厂模型。 分析植物工厂相比传统农业的优势与挑战。 讨论植物工厂对未来农业可持续发展的影响。 学业要求 能够解释植物工厂的基本概念和工作原理。 能够设计并实施一个简化的植物工厂实验，记录并分析数据。 能够从生态、经济、社会等多角度评价植物工厂的价值与局限。 培养对现代农业技术的兴趣与探索精神，形成初步的科技创新意识。
教材分析 单元教材编排紧凑，内容由浅入深，既注重理论知识的阐述，又强调实践操作的重要性。通过图文并茂的形式，生动展示了植物工厂的内部结构、工作原理及实际应用案例，有助于学生直观理解复杂概念。同时，教材还设置了一系列探究活动和思考题，鼓励学生主动探索、积极思考，培养其科学探究能力。
学情分析 六年级学生已具备一定的科学基础知识和初步的实验操作能力，对新鲜事物充满好奇，渴望通过实践探索未知世界。然而，他们可能对植物工厂这一新兴概念知之甚少，需要教师通过生动的讲解和丰富的实践活动激发他们的学习兴趣。此外，该年龄段的学生正处于逻辑思维和批判性思维发展的关键期，适合引导他们从不同角度分析问题，培养综合思维能力。
单元目标 科学观念 理解植物工厂是现代农业技术的重要成果，体现了人类利用科技改善生产生活的智慧。 认识到植物工厂在促进食品安全、提高生产效率、节约资源等方面的积极作用。 科学思维 培养学生运用所学知识分析问题、解决问题的能力。 鼓励学生提出创新性的想法，设计个性化的植物工厂方案。 探究实践 通过小组合作，设计并实施植物工厂模型建造活动，体验科学探究的全过程。 学会使用简单的科学仪器和工具进行观察和测量，记录并整理实验数据。 责任态度 增强学生的环保意识，理解可持续发展理念在植物工厂中的应用。 培养学生团结协作、勇于探索的科学精神和社会责任感。
单元结构化活动 1. 引入新课：通过视频、图片展示植物工厂，激发学生兴趣，引入单元主题。 2. 理论学习：讲解植物工厂的基本概念、工作原理、技术特点等。 3. 案例分析：分析国内外成功的植物工厂案例，探讨其成功要素。 4. 设计实践：分组设计并制作简易植物工厂模型，进行植物生长实验。 5. 成果展示与交流：各小组展示作品，分享实验过程与心得，接受同学和老师的点评。 6. 总结反思：回顾单元学习内容，总结收获与不足，提出未来研究方向。
达成评价 围绕课时学习目标 采用多元化评价方式，包括过程性评价和终结性评价。过程性评价关注学生在设计实践、合作探究过程中的表现，如参与度、协作能力、创新思维等；终结性评价则通过作品展示、实验报告、口头汇报等形式，评估学生对植物工厂知识的理解程度、实验技能掌握情况以及科学态度的表现。同时，鼓励学生进行自我评价和同伴评价，促进自我反思与相互学习。
第十七课时《设计与制造“植物工厂”》教学设计
一、教学目标
1. 科学思维：引导学生通过观察、实验、推理等科学方法，理解植物工厂的基本原理和运作机制，培养逻辑思维和批判性思维能力。
2. 技术创新：鼓励学生发挥想象力，设计并模拟构建简易植物工厂模型，体验科技创新的乐趣，激发对未来农业技术的探索欲。
3. 环境意识：通过学习植物工厂如何减少水资源消耗、实现废物循环利用等环保措施，增强学生的环境保护意识和社会责任感。
4. 团队协作：在小组活动中，促进学生间的沟通与合作，共同解决问题，提升团队协作能力。
5. 生活应用：将所学知识与日常生活相联系，探讨植物工厂对改善人类生活质量的潜在影响，培养学生的实际应用能力。
二、教学重难点
重点：
植物工厂的基本概念、特点及其优势。
植物生长所需的基本条件（光照、温度、水分、空气、营养）在植物工厂中的控制与调节。
设计并制作简易植物工厂模型的步骤与方法。
难点：
理解并掌握植物生理学原理在植物工厂中的应用，如光合作用、呼吸作用等。
如何在有限资源下，合理设计并优化植物工厂的内部结构，以实现高效生产。
将理论知识转化为实际操作，成功构建并运行一个简易的植物工厂模型。
三、教学过程
学习活动 设计意图
（一）情境导入 播放一段关于未来城市中的植物工厂视频，展示其如何在高楼大厦间生长出新鲜蔬菜，同时介绍植物工厂在全球食物安全、城市绿化等方面的积极作用。 通过直观的视频资料，吸引学生的注意力，激发他们对植物工厂的好奇心和探索欲，为后续学习奠定情感基础。
（二）探究活动 活动一：植物工厂初探 分组阅读教材或相关资料，总结植物工厂的定义、特点及其与传统农业的区别。 活动二：植物生长条件探究 通过实验或模拟实验，观察不同光照强度、温度、水分条件下植物的生长状况。 活动三：植物工厂设计大赛 学生分组，利用纸笔或设计软件，设计一个简易的植物工厂模型，包括光源设置、温度控制系统、灌溉系统等。 活动四：模型构建与展示 各小组根据设计方案，利用废旧材料（如塑料瓶、纸板等）构建简易植物工厂模型，并进行展示和讲解。 活动五：反思与优化 引导学生对自己的设计进行反思，讨论可能存在的问题和改进方案，并尝试对模型进行优化。 帮助学生建立对植物工厂的基本认识，为后续深入学习打下基础。 通过实践操作，加深学生对植物生长条件的理解，为后续设计植物工厂模型提供科学依据。 培养学生的创新思维和团队协作能力，同时加深对植物工厂内部结构的理解。 将理论知识转化为实际操作，增强学生的动手能力和表达能力，同时体验科技创新的乐趣。 培养学生的批判性思维和持续改进的意识，提升解决问题的能力。
（三）生活应用 讨论植物工厂技术在现实生活中的应用案例，如城市屋顶农场、太空农业等，并思考这些应用如何改善人类生活质量。 将所学知识与现实生活相联系，拓宽学生的视野，增强学习的实用性和趣味性。
（四）知识总结 师生共同回顾本节课的学习内容，总结植物工厂的基本概念、特点、设计原则及其在现实生活中的应用。 巩固所学知识，形成系统的知识体系，为后续学习打下坚实基础。
四、作业设计
（一）、填空题
1. 植物工厂是一种利用现代科技手段，在（ ）环境中模拟植物生长所需条件，实现植物高效生产的农业设施。
答案：人工控制
2. 植物生长的基本条件包括光照、（ ）、水分、空气和营养。
答案：温度
植物工厂通过精确控制（ ）和（ ），为植物提供最佳的生长环境。
答案：光照强度；温度
4. 在设计植物工厂时，需要重点考虑（ ）和（ ）的循环利用问题。
答案：水资源；废弃物
（二）、判断题
1. 植物工厂可以完全摆脱自然环境的限制，实现全年无休的生产。（ ）
答案：√
植物工厂中的植物主要依靠土壤中的养分生长。（ ）
答案：×（应为营养液）
植物工厂中的光源主要是模拟太阳光，以满足植物光合作用的需要。（ ）
答案：√
（三）、选择题
1. 下列哪项不是植物工厂的优势？（ ）
A. 高效生产 B. 节约土地资源 C. 依赖大量人力 D. 环保可持续
答案：C
2. 植物工厂中控制温度的主要设备是（ ）。
A. 风扇 B. 加热器与冷却系统 C. 灯光 D. 灌溉系统
答案：B
3. 植物工厂中的灌溉系统通常采用（ ）方式，以节约用水。
A. 滴灌 B. 漫灌 C. 喷灌 D. 虹吸灌溉
答案：A
（四）、简答题
1. 请简述植物工厂如何减少水资源消耗？
答案：植物工厂通过采用先进的灌溉技术（如滴灌、雾培等），实现精准供水，减少水分蒸发和浪费；同时，通过循环利用废水、收集雨水等措施，进一步提高水资源利用效率。
2. 设计一个植物工厂时，需要考虑哪些关键因素？
答案：设计植物工厂时，需要考虑的关键因素包括：植物生长所需的基本条件（光照、温度、水分、空气、营养）的精确控制；空间布局的优化，以提高土地利用率；能源供应的稳定性和环保性；以及废水、废气的处理与循环利用等环保措施。此外，还需考虑成本控制、运营效率等因素。
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