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人教鄂教版 六年級上冊 《建造“植物工廠”》單元 17.設(shè)計與建造“植物工廠” 教學(xué)設(shè)計
單元 《建造“植物工廠”》 課題 17.設(shè)計與建造“植物工廠” 課時 1
核心 概念 13.工程設(shè)計與物化
學(xué)習(xí)內(nèi)容及要求 13.1 工程需要定義和界定 5-6年級 ①定義簡單工程問題，包括材料、時間或成本等限制條件，提出驗收標(biāo)準(zhǔn)。 13.2 工程的關(guān)鍵是設(shè)計 5-6年級 ②利用示意圖、影像、文字或?qū)嵨锏榷喾N方式，闡明自己的創(chuàng)意，初步認識設(shè)計方案中各影響因素間的關(guān)系。 ③基于有說服力的論證，認同或質(zhì)疑某些設(shè)計方案，并初步判斷其可行性和合理性。 13.3 工程是設(shè)計方案物化的結(jié)果 5-6年級 ④利用工具制作簡單的實物模型，根據(jù)實際反饋結(jié)果進行改進并展示。
教學(xué)目標(biāo) 科學(xué)觀念（對客觀事物的總體認識） 科學(xué)思維（對客觀事物的認識方式） 探究實踐（科學(xué)探究能力 技術(shù)與工程實踐能力 自主學(xué)習(xí)能力） 態(tài)度責(zé)任（科學(xué)態(tài)度 社會責(zé)任）
科學(xué)觀念 知道設(shè)計一個“植物工廠”需要考慮很多因素。 科學(xué)思維 能根據(jù)設(shè)計方案分析并搜集可利用的資源。 能簡單評估建造一個“植物工廠”的可行性，能夠?qū)Σ牧系某杀具M行預(yù)估。 能畫出“植物工廠”的簡單設(shè)計圖。 探究實踐 1.能根據(jù)設(shè)計方案，嘗試動手建造一個微型“植物工廠”。 2.能從經(jīng)濟效益、社會效益、環(huán)境效益等方面評價“植物工廠”的設(shè)計，并提出改進和完善的建議。 態(tài)度責(zé)任 對設(shè)計和建造“植物工廠”感興趣，體會親自動手建造的樂趣。
教學(xué) 重點 本課必須掌握的東西，如：科學(xué)原理需要掌握的，動手操作中需要掌握的等等。
對要改造成植物工廠的家庭或?qū)W校的一角，做出合理的設(shè)計方案，畫出簡單的設(shè)計圖。
教學(xué) 難點 學(xué)生難以掌握的東西，如：難理解什么？難操作什么？
根據(jù)設(shè)計意圖，分析可利用的資源。 簡單評估完成一個產(chǎn)品或系統(tǒng)的可行性，預(yù)想使用效果。
教學(xué) 準(zhǔn)備 教師：1.愛牛課件優(yōu)化 教師：1.家庭、學(xué)校、辦公樓、酒店里的植物工廠的圖片或視頻。2.建造“植物工廠”的相關(guān)材料：塑料箱、泡沫塑料盒、臺燈、塑料管、水泵、滴箭或其他可替代材料。
學(xué)生：1.建造“植物工廠”的相關(guān)材料。2.學(xué)生活動手冊，記錄筆等。
教學(xué)過程
教學(xué) 環(huán)節(jié) 教學(xué)活動 設(shè)計思路 教學(xué)備注
一、觀察和聚焦問題：我們的家里或?qū)W校中種植的植物在種植、擺放、管理等方面存在哪些問題？（預(yù)設(shè)5分鐘） 1.圖片、視頻導(dǎo)入 教師展示教室或家庭一角種植的植物的圖片，提出問題：我們的家里或?qū)W校中種植的植物在種植、擺放、管理等方面存在哪些問題？學(xué)生可以實際觀察周圍種植的植物，然后把發(fā)現(xiàn)的問題說出來。 談話：正如同學(xué)們所說，這些場所植物的種植和管理方式存在不合理的地方，能不能建造一個微型“植物工廠”來解決這些問題呢？下面我們就來尋求解決問題的辦法。 在課的開始環(huán)節(jié)，教師要從學(xué)生身邊熟悉的場所入手，利用上一課學(xué)到的植物工廠的知識，引導(dǎo)學(xué)生分析和思考家庭或?qū)W校中種植的植物在哪些方面存在種植和管理問題。教學(xué)活動以真實的生活問題為驅(qū)動，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題。
科學(xué)實踐活動：（20分鐘） （一）設(shè)計“植物工廠” （二）建造“植物工廠” 1.設(shè)計“植物工廠”。 教師結(jié)合上一課的知識，提出問題引導(dǎo)學(xué)生思考：我們可以利用哪些技術(shù)手段來解決這些問題？如果在家庭或?qū)W校的一角設(shè)計并建造一個“植物工廠”，需要考慮哪些因素？ 學(xué)生圍繞這些問題進行討論。 學(xué)生討論結(jié)束后，進行交流匯報。然后進一步聚焦問題：如何設(shè)計和建造一個“植物工廠”來解決問題？ 談話：建造植物工廠首先要進行設(shè)計，這好比蓋一棟大樓，要先畫出設(shè)計圖紙一樣，我們怎樣設(shè)計我們的“植物工廠”，請把它的設(shè)計圖畫出來，并在設(shè)計圖上注明一些需要考慮的因素。 學(xué)生小組討論如何設(shè)計“植物工廠”，并開始做出自己的設(shè)計方案。學(xué)生在設(shè)計的過程中，教師可以給出一些提示啟發(fā)他們的思考：設(shè)計一個“植物工廠”，根據(jù)所選擇的場地，不但要從空間利用、灌溉、光照、營養(yǎng)供給、溫度控制、管理等方面進行考慮，還要考慮材料是否容易獲得、材料成本要盡量低。此外，還要注意小組成員的分工。 設(shè)計方案完成后，開展小組間交流，在交流的過程中逐步完善各組的設(shè)計方案。 2.搜集和準(zhǔn)備相關(guān)的材料和工具。 教師可以展示一個小組的設(shè)計方案，根據(jù)這個方案提出問題：按照這個設(shè)計方案建造“植物工廠”需要哪些材料和工具？學(xué)生作出回答并相互交流自己的看法。各組按照上面的方法，對照本組的設(shè)計方案，思考如何準(zhǔn)備材料和工具，并根據(jù)實際的材料情況對自己的設(shè)計方案做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。最后，各組列出自己的材料和工具清單，課下搜集材料和工具。 1.建造和展示“植物工廠”。 根據(jù)選擇的場地，在家庭或?qū)W校建造“植物工廠”。（如果在家建造“植物工廠”，須有成人陪同，注意一些安全事項。如果在學(xué)校建造“植物工廠”，各個小組相互合作，每個小組完成一個子項目，大家在一起完成一個“植物工廠”的建造。）各小組展示建造的“植物工廠”，說一說它的特點，如利用的是什么技術(shù)、如何實現(xiàn)它們的功能等。 2.對建造的“植物工廠”進行相互評議。 談話：我們建造的“植物工廠”各具特色，它們充分體現(xiàn)了同學(xué)們的聰明才智和動手能力。下面小組之間相互評議，大家可以從不同角度對建造的“植物工廠”進行評價，找出它們的優(yōu)點和不足。 學(xué)生觀摩其他小組的“植物工廠”，找出它們的優(yōu)點和不足。 最后全班交流匯報，說一說每個“植物工廠”的優(yōu)點和不足。 3.改進“植物工廠”。 談話：通過小組間的互評，同學(xué)們獲得了哪些啟發(fā)？針對自己的“植物工廠”的不足之處，說一說我們應(yīng)該怎樣改進。 學(xué)生交流和匯報自己的改進方法。 談話：通過交流，同學(xué)們可能獲得了新的靈感和啟發(fā)，希望在課后對自己的作品進一步改進，使它更加科學(xué)合理。利用一些材料和工具，各小組針對“植物工廠”的不足地方進行改進。 建造“植物工廠”的關(guān)鍵是設(shè)計，設(shè)計方案決定了“植物工廠”的最終效果。教師要引導(dǎo)學(xué)生思考如何進行設(shè)計，要充分調(diào)動學(xué)生的思維，將設(shè)計方案和實際材料結(jié)合起來，使設(shè)計方案能夠落到實處。 設(shè)計“植物工廠”首先要確定改造的場所，它可以是校園一角、教室一角、實驗室一角或者是家里的一角，也可以是學(xué)生感興趣的一個場所，重要的是這些地方要能夠方便改造。 設(shè)計時，要從植物生長的條件和現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)，不追求高大上的設(shè)計和建造方法，只要能夠體現(xiàn)植物工廠的一些理念和某些技術(shù)即可。 設(shè)計“植物工廠”時，對于立體化利用空間和選用人工光源，學(xué)生容易想到，且操作簡便。保溫和通風(fēng)換氣基本是靠原有場所的設(shè)施，可改造性不大，不太適合作為建造“植物工廠”的技術(shù)手段。配制營養(yǎng)液操作起來難度較大，可以直接購買配制好的營養(yǎng)液，這樣省時省力。管道自動灌溉技術(shù)，制作起來難度也很大，技術(shù)要求高，可以參考教科書呈現(xiàn)的制作方法。管理和控制技術(shù)，可以根據(jù)自身條件，有選擇地使用一些身邊現(xiàn)成的技術(shù)手段，如上一課提到的智能花草監(jiān)測儀。 學(xué)生根據(jù)設(shè)計思路畫好設(shè)計圖。建造“植物工廠”是一個比較復(fù)雜的項目，需要做好項目分解，并對材料的成本進行預(yù)估。為了體現(xiàn)工程思維，可以虛擬一些材料的價格，讓學(xué)生依據(jù)材料的價格來預(yù)估成本。 在搜集相關(guān)的材料時，要因地制宜，以廢物利用為主，盡量降低材料的成本。 學(xué)生建造的“植物工廠”不必拘泥于教科書提供的案例，可以因地制宜地自行設(shè)計和建造，只要能夠體現(xiàn)植物工廠里的某些技術(shù)和理念即可。 對“植物工廠”進行相互評議時，教師可以引導(dǎo)學(xué)生從技術(shù)手段、經(jīng)濟成本、環(huán)保等不同的角度進行評價，體現(xiàn)科學(xué)、技術(shù)和社會的聯(lián)系。 教科書呈現(xiàn)了針對人工光源和自動灌溉進行了改進，這些改進方法可供學(xué)生借鑒。建造的“植物工廠”可因地制宜地采取不同方法進行改進。改進環(huán)節(jié)可以反復(fù)進行，直到滿意為止。
三、拓展與應(yīng)用（預(yù)設(shè)5分鐘） 談話：植物工廠不僅應(yīng)用于農(nóng)作物的生產(chǎn)領(lǐng)域，還可以應(yīng)用于日常生活的各個場所，植物工廠幾乎無處不在。 教師出示不同場所中的植物工廠，讓學(xué)生認識到植物工廠的更多用途------美化環(huán)境、清潔空氣。 最后，教師可以提出問題讓學(xué)生暢想：在未來，植物工廠還會出現(xiàn)在哪里？它們可能會是什么樣的？ 學(xué)生思考這些問題，并發(fā)揮自己的想象力進行回答。 總結(jié)：植物工廠還可以為那些在特殊環(huán)境下生活的人們提供食物等生命保障系統(tǒng)，如在國防裝備、遠洋艦船、沙漠荒島、航空航天等環(huán)境下生活的人。未來，植物工廠很可能會走出地球，走向太空，幫助人們在其他星球上建立生活家園。 在向?qū)W生介紹生活中不同場所的植物工廠時，學(xué)生可能會產(chǎn)生疑問：它們?yōu)槭裁春颓懊嬲故镜囊?guī)模化的植物工廠存在不同？這時教師可以向?qū)W生說明它們也利用了植物工廠的一些技術(shù)，是一種簡易的植物工廠。 暢想植物工廠未來的發(fā)展是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造力的好機會，可以鼓勵學(xué)生發(fā)散思維、大膽想象。 學(xué)生可能對植物工廠在航天領(lǐng)域的應(yīng)用有一定的興趣，教師可以搜集一些資料向?qū)W生介紹這方面的應(yīng)用，如在國際空間站的一個微波爐大小的盒子里種植的生菜，我國“神舟十一號”載人飛船里的航天員在太空中種植生菜等。
四、練一練 一、判斷題，對的打V,錯的打X. 1.設(shè)計植物工廠需要考慮空間因素。（ ） 2.露地栽培可以實現(xiàn)大面積種植。（ ） 3.植物工廠能實現(xiàn)自動化控制和科學(xué)管理。（ ） 4.植物工廠可以控制光照，溫度，適度，通風(fēng)等，不受自然條件的限制。（ ） 5.動物從植物中獲得能量，植物從土壤中獲得能量。（ ） 二、連線題 露地栽培 利用工程技術(shù)手段進行一定程度的控制 設(shè)施栽培 用計算機和電子傳感系統(tǒng)進行自動控制 植物工廠 受自然條件限制 參考答案： 判斷 (1) （2) (3) （4) （5) X 二、連線題 露地栽培 利用工程技術(shù)手段進行一定程度的控制 設(shè)施栽培 用計算機和電子傳感系統(tǒng)進行自動控制 植物工廠 受自然條件限制
五、板書設(shè)計 17、設(shè)計與建造“植物工廠” 設(shè)計與建造“植物工廠” 設(shè)計植物工廠 建造植物工廠 無所不在的植物工廠

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