苏教版（2017秋）五年级科学下册【STEM学习】《立体小菜园》课时教案

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STEM学习
课题 立体小菜园
课型 新授课 章/单元复习课□ 专题复习课□ 习题/试卷讲评课□ 学科实践活动课□ 其他□
1.教学内容分析 本课教学内容，按照学生做“立体小菜园”这个项目所要经历的工程设计、实施、验收等若干环节逐步展开，串联成线。 教材首先通过阅读资料揭示人类当下所面临的一个全球性困境，即人口激增与耕地锐减导致吃饭问题成为一个亟待解决的难题，从而引出立体农场这一解决方案。在这样一个问题情境中，向学生提出建造立体小菜园的挑战性任务，明确完成任务的标准和限制条件。 其次，教材以设计立体小菜园需要解决的几个问题为例，引导学生开展前期研究。这几个问题分别是：哪些蔬菜适合在阳台种植？如何选择用于阳台种植的土壤？立体小菜园的造型、选材上有哪些可资借鉴的方案？ 在解决了上述问题之后，教材引导学生进行立体小菜园建造方案的设计，画出设计图。这一过程需要集思广益、不断调整，才能形成小组成员都认可的最佳方案。 接下来，是依据设计方案，选择合适的地方建造立体小菜园。从工程设计到制作，是从理想的方案到现实的方案的落地过程，势必还要作出很多调整。 教材设计了反思性的问题，引导学生关注设计方案的调整点及其理由。作为一个中长期项目，设计制作立体小菜园只是开始，接下来还有蔬菜的种植、小菜园的日常管理等多项工作，需要学生作出规划。最后是对整个学习项目的评价反思。教材通过检查单、评价单的设计，引导学生对标任务要求，回顾整个学习活动过程，交流成果、经验，互相作出评价。
2.学习者分析 对于高年级的小学生来说，设计建造立体小菜园这样的活动是他们非常喜欢的。但是，他们的这种喜欢往往聚焦在动手做，在动脑想方面比较欠缺。如果没有一个自始至终的思考作为驱动力，学生不仅做无目的，也可能做无恒心。“立体小菜园”项目的设计，没有按照分课的形式呈现，而是按照学生可能经历的工程设计的流程逐步展开，包括了解需求、明确问题、前期研究、设计方案、制作改进、评价反思。两个学习项目结合学生的年龄特点，以思维为核心，以需求导向、任务驱动的方式，带着学生真想、真做、真研究。
3.学习目标确定 科学观念：根据任务设计一个立体小菜园，能够说出完成任务经历了哪些步骤。 科学思维：能够就一个主题梳理回顾已有知识，并将这些知识应用到问题情境 中，对解决问题产生作用。 探究实践： （1）能够识别要解决的问题，分析问题，解释自己的想法，运用一定的策略解决问题；（2）能够将各种想法汇集起来，构成一个完整的设计方案； （3）能够基于测试结果进行评价反思，并联系前期研究、设计方案等环节，作出调整。 态度责任：认同创意设计能够改善生活质量，满足生活需求。
4.学习重点难点 重点：经历立体小菜园项目全过程；针对问题进行前期研究；提出立体小菜园的设计方案。 难点：确定从哪些点上考虑立体小菜园的设计方案；结合立体小菜园的建造情况，开展评价反思。
5.学习评价设计 评价内容评价指标表现程度自评互评师评☆☆☆☆☆☆了解需求知道为什么要做能基本能不能明确问题清晰地知道该怎么做能基本能不能前期研究会多方面考虑，做充分准备能基本能不能设计方案能画设计示意图能基本能不能制作改进按照方案制作并不断改进能基本能不能评价反思能开展自评和互评学习收获
6.学习活动设计 教师活动学生活动环节一：创设情境，导入新课教师活动1 1. 据联合国预测，2025年世界总人口将达到97 亿。经测算， 想要养活这么多人口， 全球粮食产量必须提高70%。问题是，地球上可供开垦的土地已经快没有了，如何解决如此庞大的人口的吃饭问题呢？ 2. 什么是立体农场？ 3. 立体农场有哪些优势？有哪些劣势？ 教师讲解： 优势： ① 整个设施可以放在城市中心、楼顶，避免物流运输带来的损耗。② 栽培密度大，能够实现较大程度的机械化和自动化。 ③ 可以随时提供新鲜蔬菜。 劣势： ①需要一定的人力成本，对光照、温度、水源的控制有一定要求。 ②前期搭建设施的投入较高，而且不适宜种植所有的农作物。 4. 城市居民小区的阳台面积小，土壤少， 种菜有很大局限性。将立体农场中的立体种植架放在阳台上，将花盆垂直摆放， 便可以实现家庭种植，赏心悦目的同时也可以随时品尝自己的劳动成果。立体农场的技术是否可以迁移到建造阳台立体小菜园中？学生活动1 阅读教材回答：立体农场 立体农场是一种新型的农业生产模式， 就是将农作物种植在多层或高层建筑中， 以实现少用地、多生产的目的。活动意图说明：做这个项目之前，先要让学生知道为什么要做。这里向学生揭示了当前世界粮食需求日益增长与可供开垦土地紧缺的严峻局面，可以引导学生思考通过立体农场这个项目解决土地资源紧缺的迫切需要，认识到可以通过工程技术实现少用地、多生产。环节二：明确任务教师活动2 1.任务提出 某公寓的阳台如图所示。该公寓的住户多为典型的三口之家。一些住户希望有人能帮他们在阳台上建造一个立体小菜 园，至少能让他们每周吃上两次小菜园供应的汤菜， 且不重样。希望能在两周内完成。最好利用废旧材料进行建造。 2. 根据任务，如果要建造一个立体小菜园， 需要考虑哪些问题？问题考虑越细致，越能保证设计方案的完善。 3. 把建造立体小菜园的任务、要求及问题清单写在表格中。 PPT展示范例 学生活动2 讨论交流 （1）种什么菜？ （2）一共需要种多少？ （3）用什么容器来种？ （4）怎么实现立体种植？ （5）怎么计算汤菜的量？ 填写在活动手册上。活动意图说明：这里实际上是给学生做了一个示范。首先，提供三种适合在阳台种植的蔬菜，提示学生需要研究蔬菜的生长周期、营养、口感等，这样能让学生知道该研究蔬菜的哪些信息，选择能满足限制条件的蔬菜来种植。然后，用相关资料补充说明种植时还需要综合考虑土壤配制等栽培技术以及支架的设计与搭建。引导学生在项目开始时学会多方面考虑，做好充分的准备工作。环节三：前期研究教师活动3 1. 阅读教材，说一说哪些蔬菜适合在阳台种植？ 2. 搜集更多的资料，还能选择哪些适合的蔬菜？ 尽量选择能同时满足多个要求的蔬菜来种植。种植时对温度、光照、水分、土壤要求不高，且不易患病。 （1）适合做汤菜 （2）种植难度低 （3）生长周期短 植物的生长周期指的是从萌发到完全成熟的生长过程。 3. 将不同的要求与相符合的蔬菜种类连线。 要求：适合做汤菜 种植难度低 生长周期短 种类：菠菜 生菜 菊花脑 蒜 丝瓜 番茄 4. 测算三口之家一顿汤菜所需的蔬菜量，以及需要种植的数量和面积。 5. 蔬菜种植离不开土壤。选择什么样的土壤适合阳台种植？ 教师讲解 （1）直接购买培养土 可以去市场上购买配置好的培养土。这种土的保水性、透水性和通气性都比较好，而且酸碱度适中。 （2）自己配制培养土 可以先在家附近的花园挖一些土，再到市场上买一些腐殖土，将两种土按2∶1 的比例混合配制。腐殖土具有丰富的营养，一般不含病菌和虫卵，肥力较好，与普通土壤混合配制后的培养土适合大多数蔬菜的种植。 6. 腐殖土是森林中表土层树木的枯枝残叶经过长时间腐烂发酵后形成的。也可以用普通的土壤与各类有机垃圾（ 如厨余垃圾）混合制成。 无论配制什么土壤，都要达到以下标准： 　（1）疏松； 　（2）透气及排水性良好； 　（3）没有病菌和虫卵； 　（4）没有草根等杂物； 　（5）经过日光暴晒或蒸汽消毒。 7. 除了土壤种植，也可以用水培技术种植。 水培技术是一种无土栽培技术， 用营养液代替土壤进行植物培植。需注意的是， 营养液是经过专业的技术调配而成的。 8. 参考这些资料，提出自己在栽培技术方面的构想。 9. 根据以上资料，试着提出自己在容器、支架方面的构想。 知识卡片： （1）立体农场支架有金属的、塑料的还有木质的。 （2）构造上有垂直造型、三角造型、壁挂式、网状结构等。 （3）可以充分利用垂直空间，同时摆放很多花盆。学生活动3 阅读交流 （1）小叶茼蒿：营养价值高， 生长速度快，从播种到收获仅需约 30 天，非常适合密植。 （2）樱桃萝卜：口感脆爽， 生长速度快，从播种到收获只需要 30 天左右，种植方便。 （3）鸡毛菜：生长周期短， 从播种到收获仅需 25 天左右， 适合密植， 单位面积产量高。 交流自己收集到到的资料。 做在活动手册上 测算，填写在活动手册 交流自己的设想 结合知识卡片交流 活动意图说明：这里实际上是给学生做了一个示范。首先，提供三种适合在阳台种植的蔬菜，提示学生需要研究蔬菜的生长周期、营养、口感等，这样能让学生知道该研究蔬菜的哪些信息，选择能满足限制条件的蔬菜来种植。然后，用相关资料补充说明种植时还需要综合考虑土壤配制等栽培技术以及支架的设计与搭建。引导学生在项目开始时学会多方面考虑，做好充分的准备工作。环节四：设计方案教师活动4 1. 引导学生集思广益，讨论立体小菜园的设计方案。 2. 对照要求，选择最佳方案，画出设计图。 提示学生注意： 设计图中要标注清楚立体支架占地的长和宽，以及总高度。每层层板上放置多少个花盆、花盆摆放在何处，都要根据层板的长和宽做好合理规划，同时应调节好层板间的高度，以保证植物有充足的生长空间。 出示范例： 3. 用2B铅笔、直尺、橡皮等在方格绘图纸画出设计图。 学生活动4 组内从以下方面讨论交流： （1）选择什么样的材料支架？ （2）支架设计几层？ （3）选择什么样的容器比较合适？ （4）架子的尺寸怎么确定？ 做在活动手册上活动意图说明：这里是在前期调查研究的基础上，先让学生讨论交流设计中需注意的问题，然后进行立体小菜园的方案设计。告诉学生工程设计不是盲目地画图，而是在充分考虑项目标准的前提下，先形成最佳方案，然后画设计示意图，促进学生形成工程思维。环节五：制作改进教师活动5 按照设计方案，在校园里选择一个合适的地方，建造立体小菜园。 制作材料 (1)用来配制土壤的营养土、腐殖土、花园土等，花盆、小铲子等工具。 (2)用来制作立体小菜园的材料，如PVC管、矿泉水瓶、花盆等，或者现成的制作套件；相关的工具，如钉锤、老虎钳、螺丝刀等。 2. 讲解搭建立体小菜园步骤 搭支架→配制土壤→播种→浇水→摆放花盆 温馨提示 （1）按照图纸制作 （2）在操作过程，需要修改的地方在方案中标注，备注修改的理由。 3. 讨论交流 （1）与设计方案相比， 在实际建造立体小菜园的过程中，你们做了哪些修改？为什么要做这些修改？ （2）如何做好立体小菜园的日常管理？ 学生活动5 小组合作搭建 班级交流： （1）空间小，调整支架高度 （2）支架小，增加支架长度 （3）支架不稳固，增加一个层 ①经常浇水、除草和施肥 ②打杀虫药，防止病虫害 ③控制阳台温度、湿度 ④保证光照充足活动意图说明：学生在这个环节真正开始项目制作，唯有亲手制作才能意识到真实情况与设计方案的差别，因此，这里要求学生按照设计方案制作立体小菜园的同时，要不断进行修改，从而产生改进的意识。环节六：评价反思教师活动6 1. 对照要求，评价自己建造的立体小菜园，达到要求的涂满小星星。 2. 在自我评价的过程中，发现自己有哪些成功之处和不足的地方？ 提示学生可以围绕以下方面交流： （1）立体小菜园的特点是什么。 （2）在讨论过程中是如何不断改进设计方案的。 （3）在建造过程中遇到了哪些困难，是如何解决的。 3. 对他人的设计方案和建造工艺，你发现他的优点是什么？有什么问题需要改进？怎么改进？学生活动6 进行自我评价 交流自己作品优点和不足 对他人作品按照要求进行评价，提出修改建议活动意图说明：首先引导学生对照清单，检查自己建造的立体小菜园的任务达成度，体验工程验收这一重要步骤，然后对自己和他人的小菜园进行评价。在“回头看”的过程中，培养学生的反思意识，告诉学生制作的完成并不意味着项目的结束，还可以继续研究。
7.板书设计 立体小菜园 了解需求→明确问题→前期研究→设计方案→制作改进→评价反思
8.作业与拓展学习设计 课堂练习： 1.立体小菜园最主要的设计目的是什么？（ ） A. 让蔬菜看起来更漂亮 B. 方便给蔬菜浇水施肥 C. 在有限的空间里种植更多蔬菜，提高空间利用率 2.下列哪种方式通常不属于立体小菜园的常见形式？（ ） A. 把花盆一层一层叠起来摆放 B. 利用PVC管钻孔，多层种植 C. 在院子里开辟一大块平整的土地种植 3.立体小菜园相比传统地面种植，一个显著的优势是（ ） A. 可以完全不浇水 B. 所有蔬菜都能长得一样高 C. 能更好地利用光照，并可能节约水和肥料 4.在设计和搭建立体小菜园时，选择容器材料需要考虑的重要因素是（ ） A. 材料越贵越好 B. 材料颜色要鲜艳 C. 材料是否轻便、坚固、透气透水 5.对于多层立体种植架上的蔬菜，为了保证下层蔬菜也能获得足够光照，最合理的做法是（ ） A. 经常给下层蔬菜额外开灯照射 B. 只在上层种植喜阴蔬菜 C. 定期旋转种植架或上下层互换蔬菜位置 6.立体小菜园特别适合在什么地方应用？（ ） A. 广阔的农田里 B. 空间有限的阳台、窗台、小院角落 C. 茂密的森林里 【参考答案】 作业布置： 如果再有一次设计、建造立体小菜园的机会，你会怎么做？
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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