資源簡介

/ 讓教學更有效 高效備課 | 科學學科
STEM學習
課題 立體小菜園
課型 新授課 章/單元復習課□ 專題復習課□ 習題/試卷講評課□ 學科實踐活動課□ 其他□
1.教學內容分析 本課教學內容，按照學生做“立體小菜園”這個項目所要經歷的工程設計、實施、驗收等若干環節逐步展開，串聯成線。 教材首先通過閱讀資料揭示人類當下所面臨的一個全球性困境，即人口激增與耕地銳減導致吃飯問題成為一個亟待解決的難題，從而引出立體農場這一解決方案。在這樣一個問題情境中，向學生提出建造立體小菜園的挑戰性任務，明確完成任務的標準和限制條件。 其次，教材以設計立體小菜園需要解決的幾個問題為例，引導學生開展前期研究。這幾個問題分別是：哪些蔬菜適合在陽臺種植？如何選擇用于陽臺種植的土壤？立體小菜園的造型、選材上有哪些可資借鑒的方案？ 在解決了上述問題之后，教材引導學生進行立體小菜園建造方案的設計，畫出設計圖。這一過程需要集思廣益、不斷調整，才能形成小組成員都認可的最佳方案。 接下來，是依據設計方案，選擇合適的地方建造立體小菜園。從工程設計到制作，是從理想的方案到現實的方案的落地過程，勢必還要作出很多調整。 教材設計了反思性的問題，引導學生關注設計方案的調整點及其理由。作為一個中長期項目，設計制作立體小菜園只是開始，接下來還有蔬菜的種植、小菜園的日常管理等多項工作，需要學生作出規劃。最后是對整個學習項目的評價反思。教材通過檢查單、評價單的設計，引導學生對標任務要求，回顧整個學習活動過程，交流成果、經驗，互相作出評價。
2.學習者分析 對于高年級的小學生來說，設計建造立體小菜園這樣的活動是他們非常喜歡的。但是，他們的這種喜歡往往聚焦在動手做，在動腦想方面比較欠缺。如果沒有一個自始至終的思考作為驅動力，學生不僅做無目的，也可能做無恒心?！傲Ⅲw小菜園”項目的設計，沒有按照分課的形式呈現，而是按照學生可能經歷的工程設計的流程逐步展開，包括了解需求、明確問題、前期研究、設計方案、制作改進、評價反思。兩個學習項目結合學生的年齡特點，以思維為核心，以需求導向、任務驅動的方式，帶著學生真想、真做、真研究。
3.學習目標確定 科學觀念：根據任務設計一個立體小菜園，能夠說出完成任務經歷了哪些步驟。 科學思維：能夠就一個主題梳理回顧已有知識，并將這些知識應用到問題情境 中，對解決問題產生作用。 探究實踐： （1）能夠識別要解決的問題，分析問題，解釋自己的想法，運用一定的策略解決問題；（2）能夠將各種想法匯集起來，構成一個完整的設計方案； （3）能夠基于測試結果進行評價反思，并聯系前期研究、設計方案等環節，作出調整。 態度責任：認同創意設計能夠改善生活質量，滿足生活需求。
4.學習重點難點 重點：經歷立體小菜園項目全過程；針對問題進行前期研究；提出立體小菜園的設計方案。 難點：確定從哪些點上考慮立體小菜園的設計方案；結合立體小菜園的建造情況，開展評價反思。
5.學習評價設計 評價內容評價指標表現程度自評互評師評☆☆☆☆☆☆了解需求知道為什么要做能基本能不能明確問題清晰地知道該怎么做能基本能不能前期研究會多方面考慮，做充分準備能基本能不能設計方案能畫設計示意圖能基本能不能制作改進按照方案制作并不斷改進能基本能不能評價反思能開展自評和互評學習收獲
6.學習活動設計 教師活動學生活動環節一：創設情境，導入新課教師活動1 1. 據聯合國預測，2025年世界總人口將達到97 億。經測算， 想要養活這么多人口， 全球糧食產量必須提高70%。問題是，地球上可供開墾的土地已經快沒有了，如何解決如此龐大的人口的吃飯問題呢？ 2. 什么是立體農場？ 3. 立體農場有哪些優勢？有哪些劣勢？ 教師講解： 優勢： ① 整個設施可以放在城市中心、樓頂，避免物流運輸帶來的損耗。② 栽培密度大，能夠實現較大程度的機械化和自動化。 ③ 可以隨時提供新鮮蔬菜。 劣勢： ①需要一定的人力成本，對光照、溫度、水源的控制有一定要求。 ②前期搭建設施的投入較高，而且不適宜種植所有的農作物。 4. 城市居民小區的陽臺面積小，土壤少， 種菜有很大局限性。將立體農場中的立體種植架放在陽臺上，將花盆垂直擺放， 便可以實現家庭種植，賞心悅目的同時也可以隨時品嘗自己的勞動成果。立體農場的技術是否可以遷移到建造陽臺立體小菜園中？學生活動1 閱讀教材回答：立體農場 立體農場是一種新型的農業生產模式， 就是將農作物種植在多層或高層建筑中， 以實現少用地、多生產的目的?；顒右鈭D說明：做這個項目之前，先要讓學生知道為什么要做。這里向學生揭示了當前世界糧食需求日益增長與可供開墾土地緊缺的嚴峻局面，可以引導學生思考通過立體農場這個項目解決土地資源緊缺的迫切需要，認識到可以通過工程技術實現少用地、多生產。環節二：明確任務教師活動2 1.任務提出 某公寓的陽臺如圖所示。該公寓的住戶多為典型的三口之家。一些住戶希望有人能幫他們在陽臺上建造一個立體小菜 園，至少能讓他們每周吃上兩次小菜園供應的湯菜， 且不重樣。希望能在兩周內完成。最好利用廢舊材料進行建造。 2. 根據任務，如果要建造一個立體小菜園， 需要考慮哪些問題？問題考慮越細致，越能保證設計方案的完善。 3. 把建造立體小菜園的任務、要求及問題清單寫在表格中。 PPT展示范例 學生活動2 討論交流 （1）種什么菜？ （2）一共需要種多少？ （3）用什么容器來種？ （4）怎么實現立體種植？ （5）怎么計算湯菜的量？ 填寫在活動手冊上。活動意圖說明：這里實際上是給學生做了一個示范。首先，提供三種適合在陽臺種植的蔬菜，提示學生需要研究蔬菜的生長周期、營養、口感等，這樣能讓學生知道該研究蔬菜的哪些信息，選擇能滿足限制條件的蔬菜來種植。然后，用相關資料補充說明種植時還需要綜合考慮土壤配制等栽培技術以及支架的設計與搭建。引導學生在項目開始時學會多方面考慮，做好充分的準備工作。環節三：前期研究教師活動3 1. 閱讀教材，說一說哪些蔬菜適合在陽臺種植？ 2. 搜集更多的資料，還能選擇哪些適合的蔬菜？ 盡量選擇能同時滿足多個要求的蔬菜來種植。種植時對溫度、光照、水分、土壤要求不高，且不易患病。 （1）適合做湯菜 （2）種植難度低 （3）生長周期短 植物的生長周期指的是從萌發到完全成熟的生長過程。 3. 將不同的要求與相符合的蔬菜種類連線。 要求：適合做湯菜 種植難度低 生長周期短 種類：菠菜 生菜 菊花腦 蒜 絲瓜 番茄 4. 測算三口之家一頓湯菜所需的蔬菜量，以及需要種植的數量和面積。 5. 蔬菜種植離不開土壤。選擇什么樣的土壤適合陽臺種植？ 教師講解 （1）直接購買培養土 可以去市場上購買配置好的培養土。這種土的保水性、透水性和通氣性都比較好，而且酸堿度適中。 （2）自己配制培養土 可以先在家附近的花園挖一些土，再到市場上買一些腐殖土，將兩種土按2∶1 的比例混合配制。腐殖土具有豐富的營養，一般不含病菌和蟲卵，肥力較好，與普通土壤混合配制后的培養土適合大多數蔬菜的種植。 6. 腐殖土是森林中表土層樹木的枯枝殘葉經過長時間腐爛發酵后形成的。也可以用普通的土壤與各類有機垃圾（ 如廚余垃圾）混合制成。 無論配制什么土壤，都要達到以下標準： 　（1）疏松； ?。?）透氣及排水性良好； ?。?）沒有病菌和蟲卵； ?。?）沒有草根等雜物； ?。?）經過日光暴曬或蒸汽消毒。 7. 除了土壤種植，也可以用水培技術種植。 水培技術是一種無土栽培技術， 用營養液代替土壤進行植物培植。需注意的是， 營養液是經過專業的技術調配而成的。 8. 參考這些資料，提出自己在栽培技術方面的構想。 9. 根據以上資料，試著提出自己在容器、支架方面的構想。 知識卡片： （1）立體農場支架有金屬的、塑料的還有木質的。 （2）構造上有垂直造型、三角造型、壁掛式、網狀結構等。 （3）可以充分利用垂直空間，同時擺放很多花盆。學生活動3 閱讀交流 （1）小葉茼蒿：營養價值高， 生長速度快，從播種到收獲僅需約 30 天，非常適合密植。 （2）櫻桃蘿卜：口感脆爽， 生長速度快，從播種到收獲只需要 30 天左右，種植方便。 （3）雞毛菜：生長周期短， 從播種到收獲僅需 25 天左右， 適合密植， 單位面積產量高。 交流自己收集到到的資料。 做在活動手冊上 測算，填寫在活動手冊 交流自己的設想 結合知識卡片交流 活動意圖說明：這里實際上是給學生做了一個示范。首先，提供三種適合在陽臺種植的蔬菜，提示學生需要研究蔬菜的生長周期、營養、口感等，這樣能讓學生知道該研究蔬菜的哪些信息，選擇能滿足限制條件的蔬菜來種植。然后，用相關資料補充說明種植時還需要綜合考慮土壤配制等栽培技術以及支架的設計與搭建。引導學生在項目開始時學會多方面考慮，做好充分的準備工作。環節四：設計方案教師活動4 1. 引導學生集思廣益，討論立體小菜園的設計方案。 2. 對照要求，選擇最佳方案，畫出設計圖。 提示學生注意： 設計圖中要標注清楚立體支架占地的長和寬，以及總高度。每層層板上放置多少個花盆、花盆擺放在何處，都要根據層板的長和寬做好合理規劃，同時應調節好層板間的高度，以保證植物有充足的生長空間。 出示范例： 3. 用2B鉛筆、直尺、橡皮等在方格繪圖紙畫出設計圖。 學生活動4 組內從以下方面討論交流： （1）選擇什么樣的材料支架？ （2）支架設計幾層？ （3）選擇什么樣的容器比較合適？ （4）架子的尺寸怎么確定？ 做在活動手冊上活動意圖說明：這里是在前期調查研究的基礎上，先讓學生討論交流設計中需注意的問題，然后進行立體小菜園的方案設計。告訴學生工程設計不是盲目地畫圖，而是在充分考慮項目標準的前提下，先形成最佳方案，然后畫設計示意圖，促進學生形成工程思維。環節五：制作改進教師活動5 按照設計方案，在校園里選擇一個合適的地方，建造立體小菜園。 制作材料 (1)用來配制土壤的營養土、腐殖土、花園土等，花盆、小鏟子等工具。 (2)用來制作立體小菜園的材料，如PVC管、礦泉水瓶、花盆等，或者現成的制作套件；相關的工具，如釘錘、老虎鉗、螺絲刀等。 2. 講解搭建立體小菜園步驟 搭支架→配制土壤→播種→澆水→擺放花盆 溫馨提示 （1）按照圖紙制作 （2）在操作過程，需要修改的地方在方案中標注，備注修改的理由。 3. 討論交流 （1）與設計方案相比， 在實際建造立體小菜園的過程中，你們做了哪些修改？為什么要做這些修改？ （2）如何做好立體小菜園的日常管理？ 學生活動5 小組合作搭建 班級交流： （1）空間小，調整支架高度 （2）支架小，增加支架長度 （3）支架不穩固，增加一個層 ①經常澆水、除草和施肥 ②打殺蟲藥，防止病蟲害 ③控制陽臺溫度、濕度 ④保證光照充足活動意圖說明：學生在這個環節真正開始項目制作，唯有親手制作才能意識到真實情況與設計方案的差別，因此，這里要求學生按照設計方案制作立體小菜園的同時，要不斷進行修改，從而產生改進的意識。環節六：評價反思教師活動6 1. 對照要求，評價自己建造的立體小菜園，達到要求的涂滿小星星。 2. 在自我評價的過程中，發現自己有哪些成功之處和不足的地方？ 提示學生可以圍繞以下方面交流： （1）立體小菜園的特點是什么。 （2）在討論過程中是如何不斷改進設計方案的。 （3）在建造過程中遇到了哪些困難，是如何解決的。 3. 對他人的設計方案和建造工藝，你發現他的優點是什么？有什么問題需要改進？怎么改進？學生活動6 進行自我評價 交流自己作品優點和不足 對他人作品按照要求進行評價，提出修改建議活動意圖說明：首先引導學生對照清單，檢查自己建造的立體小菜園的任務達成度，體驗工程驗收這一重要步驟，然后對自己和他人的小菜園進行評價。在“回頭看”的過程中，培養學生的反思意識，告訴學生制作的完成并不意味著項目的結束，還可以繼續研究。
7.板書設計 立體小菜園 了解需求→明確問題→前期研究→設計方案→制作改進→評價反思
8.作業與拓展學習設計 課堂練習： 1.立體小菜園最主要的設計目的是什么？（ ） A. 讓蔬菜看起來更漂亮 B. 方便給蔬菜澆水施肥 C. 在有限的空間里種植更多蔬菜，提高空間利用率 2.下列哪種方式通常不屬于立體小菜園的常見形式？（ ） A. 把花盆一層一層疊起來擺放 B. 利用PVC管鉆孔，多層種植 C. 在院子里開辟一大塊平整的土地種植 3.立體小菜園相比傳統地面種植，一個顯著的優勢是（ ） A. 可以完全不澆水 B. 所有蔬菜都能長得一樣高 C. 能更好地利用光照，并可能節約水和肥料 4.在設計和搭建立體小菜園時，選擇容器材料需要考慮的重要因素是（ ） A. 材料越貴越好 B. 材料顏色要鮮艷 C. 材料是否輕便、堅固、透氣透水 5.對于多層立體種植架上的蔬菜，為了保證下層蔬菜也能獲得足夠光照，最合理的做法是（ ） A. 經常給下層蔬菜額外開燈照射 B. 只在上層種植喜陰蔬菜 C. 定期旋轉種植架或上下層互換蔬菜位置 6.立體小菜園特別適合在什么地方應用？（ ） A. 廣闊的農田里 B. 空間有限的陽臺、窗臺、小院角落 C. 茂密的森林里 【參考答案】 作業布置： 如果再有一次設計、建造立體小菜園的機會，你會怎么做？
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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