2022年新苏教版五年级下册科学《STEM学习：立体小菜园》教学设计

1、苏教版小学科学五年级下册 第五单元 STEM 学习 立体小菜园- PAGE 6立体小菜园【课标落实】科学学问：了解技术是人们改造四周环境的方法，是人类力量的延长，工程是依据科学原理设计和制造物品、解决技术应用的难题、制造丰富多彩的人工世界的一系列活动；了解科学技术推动着人类社会的进展和文明进程。科学探究：能基于所学的学问，通过观看、试验、查阅资料、调查、案例分析等方式猎取事实的信息。能基于所学的学问，运用分析、比较、推理、概括等方法得出科学探究的结论，推断结论与假设是否全都。能基于所学的学问，承受不同的表述方式，如科学小论文、调查报告等方式，呈现探究的过程与结论；能基于证据质疑并评价别人的探究

2、报告。科学态度：能大胆质疑，从不同视角提出争辩思路，承受的方法、利用的材料，完成探究、设计与制作，培育创精神。能承受别人的批判意见，反思、调整自己的探究；在进展多人合作时，情愿沟通沟通， 综合考虑小组各成员的意见，形成集体的观点。科学、技术、社会与环境：了解人类的古怪和社会的需求是科学技术进展的动力，技术的进展和应用影响着社会发展。2本单元学习内容基于课程标准课程内容中“技术与工程领域”的高年段要求。工程的关键是设计。利用摄影、录像、文字与图案、绘图或实物，表达自己的创意与构思。将自己简洁的创意转化为模型或实物。依据现实的需要设计简洁器具、生产物品或完成任务。工程设计需要考虑可利用的条件和制约

3、因素，并不断改进和完善。依据设计意图，分析可利用的资源。简洁评估完成一个产品或系统的可能性、预想使用效果。从经济效益、社会效益、环境效益等方面评价某个工程设计，并提出改进和完善建议。【教材分析】本工程以“立体小菜园”为主题，既反映了一种趋势，又回应了一种需求，从某种程度上还表达了对生活的一种引领。通过设计建筑立体小菜园，不仅有助于学生经受设计制作产品、完成工程的根本过程，认同创意设计能够改善生活质量，还有助于帮助学生建立以工程设计来满足生活需求的工程思维。本工程将学生所可能经受的工程设计流程上的关键节点作为次级主题，包括了解需求、明确问题、前期争辩、设计方案、制作改进、评价反思等六个要素，构成

4、一个连续性的整体。从工程设计的执行过程来看，上述六个要素表现为六个操作步骤，或者说构成学生要做的六件具体的事情。具体来说，通过了解需求，理解制作立体小菜园的意义和价值；通过明确问题，了解到任务是什么，有哪些具体要求和限制条件；通过前提争辩突破技术难题，确定设计点；通过设计方案，将各种想法建构为一个可操作的施工蓝图；通过制作改进，将想法落到实处，对标找差，作出调整；通过评价反思，回忆整个设计制作立体小菜园的过程，评价效果，提升生疏。而从工程设计的思维过程来看，这六个要素又不是线性的，它们前后关联， 学生要不断经受回头看的过程。【学情分析】对于高年级的小学生来说，设计、建筑立体小菜园这样的活动是他

5、们格外宠爱的。但是， 他们的这种宠爱往往聚焦在动手做，在动脑思的方面比较欠缺。假设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。立体小菜园工程的设计，没有依据分课的形式呈现，而是依据学生所可能经受的工程设计的流程逐步开放的，包括了解需求、明确问题、前期争辩、设计方案、制作改进、评价反思。两个学习工程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、真争辩。【教学目标】 1依据任务设计一个立体小菜园，能够说出完成任务经受了哪些步骤。2能够就一个主题梳理回忆已有学问，并将这些学问应用到问题情境中，对解决问题产生作用。 3能够识别所要解决的问题

6、，分析问题，解释自己的想法，运用肯定的策略解决问题。能够将各种想法集合起来，设计成一个完整的建设方案。能够基于测试结果进展评价反思，并联系前期争辩、设计方案等环节，做出调整。【教学重难点】重点：经受立体小菜园工程的全过程；针对问题进展前期争辩；做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筑状况，开展评价反思。【教学预备】教师材料：关于立体农场、阳台种植技术、适合阳台种植的蔬菜、配置培育土的方法等方面的文字、视频资料，教学 PPT 课件等。学生材料：用于“明确问题”的问题清单；用于“前提争辩”的各种文字、视频资料；用来配制土壤的养分土、腐殖土、花园土

7、等，花盆、小铲子等工具；用来制作立体小菜园的材料，如PVC 管、矿泉水瓶、花盆等，或者是现成的制作套件；相关的工具，如钉锤、老虎钳、螺丝刀等。用来画设计图的方格绘图纸、2B 铅笔、直尺、橡皮等。【教学时间】6 课时【教学过程设计】探究活动一、了教师活动出示全球人口总量增长的折学生活动探究意图设计意图：做解需求 线图、粮食产量的现状及土地资源的图片谈一谈，看了这些数据你有什么感想？这个工程之前， 首先要让学生学生思考并答复：人 知道为什么要口过多，粮食稀缺，种植的土 做。因此，这里是啊，据联合国粮食及农业 地不够组织推测，2050 年世界总人口将达到 97 亿。经测算，想要养活这么多向学生提醒了

8、当前世界粮食需求日益增长人口，全球粮食产量必需提高 70%。2学生思考并答复：可 与可供开垦土问题是，地球上可供开垦的土地已 以仿照立体停车场，设计立体 地紧缺的严峻经快没有了，如何解决如此浩大的 农场。人口的吃饭问题呢?局面，可以引导学生思考通过谈话：立体农场对于解决粮食短缺的问题有什么优势吗？3学生分析立体农场的 立体农场这个优势：整个设施可以放在城 工程解决土地5谈话：既然那么好，全部土 市中心、楼顶，避开物流运输 资源的迫切需地都拿来建设立体农场好不好？带来的损耗。栽培密度很要，生疏到可以6同学们分析得格外全面，那 大，能够实现较大程度的机械 通过工程技术么接下来这个问题请你们一起来分

9、 化和自动化。可以随时供给 实现少用地、多析分析。颖的蔬菜。4学生分析立体农场得劣势：不全是，立体农场需要肯定的人力本钱，对光照、温度、水源的把握有肯定要求。前期搭建设施的投入较高，而且并不适宜种植全部的农作 物。生产的特点。二、明确问题出示情境：1学生观看图片并思考： 设计意图：这受冠疫情影响，居家隔离中 立体农场迁移到建阳台小菜里从现实生活如何吃上干净颖的蔬菜成了需要 园是否可行？ 解决的问题，立体农场的技术是否可以迁移到建阳台小菜园呢？ 2提出任务：某公寓的阳台如下图。该公寓的住户多为典型的三口之家。一些住户期望有人能帮他们在阳台上建筑一个立体小菜园，至少能让他们每周吃上两次小菜园供给的

10、汤 菜，且不重样。期望能在两周内完成。最好利用废旧材料进展建筑。谈话：假设要设计一个立体小菜园，需要考虑哪些问题?大家可以请以小组为单位进2学生思考并以小组为动身，给提出了具体的任务和限制条件，同时将评价标准前置，让学生清楚地知道该怎么做，促使学生去考虑建立体小菜园需要留意的问题。行争辩，把建筑立体小菜园的任务、 单位争辩设计立体小菜园需要求及问题清单填写在表格里。要考虑的问题。我们一起来看看同学们的结果吧。对于这些问题，你们有解决方法吗？大家可以回家查阅资料或者询问四周有阅历的大人，我们下节课一起分析争辩。学生汇报问题清单：种什么菜?用什么土壤在阳台种植呢？一共需要种多少?用什么容器来种?怎

11、么实现立体种植?怎么计算汤菜的量?三、前问题一：如何选择适合在阳台设计意图：这期争辩种植的蔬菜里实际上是给1同学们通过查阅资料，哪些1学生共享学生做了一个蔬菜适合种植在阳台上呢？示范，首先供给2小结：西红柿、豆角、生菜、了三种适合在辣椒、樱桃萝卜、小菠菜等，这些阳台种植的蔬蔬菜生命力坚韧，不需要太深厚的菜，提示学生需土壤，可以在花盆中种植。要研蔬菜的生3要完成“至少能让他们每周2学生答复：需要考虑长周期、养分、吃上两次小菜园供给的汤菜，且不植物的生长周期，植物从萌发口感等，这样能重样。期望能在两周内完成。”要到完全成熟的生长全过程。它让学生知道该在两周内完成，我们还需要考虑什取决于植物生长对环

12、境的要争辩蔬菜的哪么呢？求。些信息，选择能4小结：常见的生长周期短的补充：种植时需要考虑对满足限制条件蔬菜有大蒜、萝卜、鸡毛菜、生菜温度、光照、水份、土壤要求的蔬菜来种植。等。不高的植物，同时要选择不易然后，用相关资患病的品种。料补充说明白3完成连线，并汇报。种植时还需要苏教版小学科学五年级下册 第五单元 STEM 学习 立体小菜园- 5将要求与相符合的蔬菜品种连线。问题二：如何选择阳台种植的综合考虑土壤配制等栽培技术以及支架的设计与搭建。引导学生在工程土壤阅读课本 52 页土壤小资料补充资料：腐殖土是森林中表土层树木的枯枝残叶经过长时期腐烂发酵后形成的。也可以用一般的土壤与各类有机垃圾厨余垃

13、圾混合制成。水培技术是无土栽培技术的一种，承受养分液代替土壤进展植物培植。需留意的是养分液是经过专业的技术调配而成的。谈话：参考这些资料，谈一谈你在栽培技术方面的设想。问题三：如何选择搭建立体小菜园材料、容器你想搭建什么样的立体小菜园呢？你可以参考课本 53 页的案例，也可以依据自己查阅的资料，进展材料和容器的设想。请同学们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。填写在表格中。尽量选择能同时满足多个限制条件的蔬菜来种植。学生阅读资料共享沟通。小组争辩汇报沟通开头时要学会多方考虑，做好充分的预备工作。苏教版小学科学五年级下册 第五单元 STEM 学习 立体小菜园- 6苏教版小

14、学科学五年级下册 第五单元 STEM 学习 立体小菜园- PAGE 12四、设1经过上节课的争辩，我们知1学生：设计立体小菜 设计意图：这计方案 道了适合种植在阳台的植物，种植 园土壤，同学选择了自己想要搭建的里是在前期调生集思广益，争辩立 查争辩的根底材料和容器，工程一步一步地推动， 体小菜园的设计方案：测量小 上，先让学生讨下一步你们打算做些什么呢？菜园的大小、支架的层数、稳 论沟通设计中温馨提示：设计图中要标注 定性、每层摆放的蔬菜的数需留意的问题，清楚立体支架占地的长和宽，以及 量、支架的材质和数量然后进展立体总高度。每层层板上放置多少个花盆、花盆摆放在何处都要依据层板 图。的长和宽做

15、好合理规划，同时应调节好层板间的高度，以保证植物有充分的生长空间。学生等比例画出设计 小菜园的方案设计。告知学生工程设计不是盲目地画图，而是在充分考虑工程标准的前各小组共享沟通方案。方案，选择最正确方案。促进学生形成工程思维。五、制1立体小菜园的制作需要做好学生依据设计方案提前设计意图：学作改进小组做好分工合作，依据搭支架、配制土壤、播种、浇水、摆放花盆的步骤完成制作。预备搭建立体小菜园的材料。1以小组为单位，依据生在这个环节真正开头了项目制作，唯有亲2教师需要催促学生比照设计图纸，一边制作一边在图纸上用彩笔标注好真实搭建时的方案，并在旁边备注修改的理由。设计图，拼接各小组的立体小菜园。手制作

16、才能意识到真实状况与设计方案的差异，因此，这学生比照标准，改进提下，先形成最正确方案然后再画设计示意图，谈话：与设计方案相比， 在实际制作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?搭建好的小菜园，还需要留意什么呢？如何做好立体小菜园的日常治理？学生共享沟通。里要求学生依据设计方案制作立体小菜园的同时，要不断进展修改，从而产生改进的意识。六、评1比照任务，检查自己建筑的1学生依据评价标准对设计意图：这价反思立体小菜园。自己搭建的立体小菜园进展里用了两张表评价。格，首先引导学生比照清单，检查自己建筑的2沟通成果、阅历，相互做出立体小菜园的任务达成度，体评价2召开共享会，各小组验工程验

17、收这呈现成品，并介绍自己的设计一重要步骤，然理念。各小组对其他小组的作后对自己和他品做出评价。人的小菜园进假设再有一次设计、制作立体小菜园的时机，你会怎么做？ 记录你的评价和反思行评价。在“回头看” 的过程中，培育学生的3通过自评后互评，再 反思意识，告知对自己的作品进展改进，并且 学生制作的完记录自己的反思。成并不意味着工程的完毕，还可 以 继 续 争辩。【板书设计】立体小菜园了解需求明确问题做一个阳台里的立体小菜园 前期争辩设计方案制作改进评价反思立体小菜园【课标落实】科学学问：了解技术是人们改造四周环境的方法，是人类力量的延长，工程是依据科学原理设计和制造物品、解决技术应用的难题、制造丰

18、富多彩的人工世界的一系列活动；了解科学技术推动着人类社会的进展和文明进程。科学探究：能基于所学的学问，通过观看、试验、查阅资料、调查、案例分析等方式猎取事实的信息。能基于所学的学问，运用分析、比较、推理、概括等方法得出科学探究的结论，推断结论与假设是否全都。能基于所学的学问，承受不同的表述方式，如科学小论文、调查报告等方式，呈现探究的过程与结论；能基于证据质疑并评价别人的探究报告。科学态度：能大胆质疑，从不同视角提出争辩思路，承受的方法、利用的材料，完成探究、设计与制作，培育创精神。能承受别人的批判意见，反思、调整自己的探究；在进展多人合作时，情愿沟通沟通， 综合考虑小组各成员的意见，形成集体

19、的观点。科学、技术、社会与环境：了解人类的古怪和社会的需求是科学技术进展的动力，技术的进展和应用影响着社会发展。2本单元学习内容基于课程标准课程内容中“技术与工程领域”的高年段要求。工程的关键是设计。利用摄影、录像、文字与图案、绘图或实物，表达自己的创意与构思。将自己简洁的创意转化为模型或实物。依据现实的需要设计简洁器具、生产物品或完成任务。工程设计需要考虑可利用的条件和制约因素，并不断改进和完善。依据设计意图，分析可利用的资源。简洁评估完成一个产品或系统的可能性、预想使用效果。从经济效益、社会效益、环境效益等方面评价某个工程设计，并提出改进和完善建议。【教材分析】本工程以“立体小菜园”为主题

20、，既反映了一种趋势，又回应了一种需求，从某种程度上还表达了对生活的一种引领。通过设计建筑立体小菜园，不仅有助于学生经受设计制作产品、完成工程的根本过程，认同创意设计能够改善生活质量，还有助于帮助学生建立以工程设计来满足生活需求的工程思维。本工程将学生所可能经受的工程设计流程上的关键节点作为次级主题，包括了解需求、明确问题、前期争辩、设计方案、制作改进、评价反思等六个要素，构成一个连续性的整体。从工程设计的执行过程来看，上述六个要素表现为六个操作步骤，或者说构成学生要做的六件具体的事情。具体来说，通过了解需求，理解制作立体小菜园的意义和价值；通过明确问题，了解到任务是什么，有哪些具体要求和限制条

21、件；通过前提争辩突破技术难题，确定设计点；通过设计方案，将各种想法建构为一个可操作的施工蓝图；通过制作改进，将想法落到实处，对标找差，作出调整；通过评价反思，回忆整个设计制作立体小菜园的过程，评价效果，提升生疏。而从工程设计的思维过程来看，这六个要素又不是线性的，它们前后关联， 学生要不断经受回头看的过程。【学情分析】对于高年级的小学生来说，设计、建筑立体小菜园这样的活动是他们格外宠爱的。但是， 他们的这种宠爱往往聚焦在动手做，在动脑思的方面比较欠缺。假设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。立体小菜园工程的设计，没有依据分课的形式呈现，而是依据学生所可能经受的工

22、程设计的流程逐步开放的，包括了解需求、明确问题、前期争辩、设计方案、制作改进、评价反思。两个学习工程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、真争辩。【教学目标】依据任务设计一个立体小菜园，能够说出完成任务经受了哪些步骤。能够就一个主题梳理回忆已有学问，并将这些学问应用到问题情境中，对解决问题产生作用。能够识别所要解决的问题，分析问题，解释自己的想法，运用肯定的策略解决问题。能够将各种想法集合起来，设计成一个完整的建设方案。能够基于测试结果进展评价反思，并联系前期争辩、设计方案等环节，做出调整。【教学重难点】重点：经受立体小菜园工程的全过程；针对问题进

23、展前期争辩；做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筑状况，开展评价反思。【教学预备】教师材料：关于立体农场、阳台种植技术、适合阳台种植的蔬菜、配置培育土的方法等方面的文字、视频资料，教学 PPT 课件等。学生材料：用于“明确问题”的问题清单；用于“前提争辩”的各种文字、视频资料；用来配制土壤的养分土、腐殖土、花园土等，花盆、小铲子等工具；用来制作立体小菜园的材料，如PVC 管、矿泉水瓶、花盆等，或者是现成的制作套件；相关的工具，如钉锤、老虎钳、螺丝刀等。用来画设计图的方格绘图纸、2B 铅笔、直尺、橡皮等。【教学时间】6 课时【教学过程设计】一

24、、了解需求第一课时出示全球人口总量增长的折线图、粮食产量的现状及土地资源的图片谈一谈，看了这些数据你有什么感想？学生思考并答复：人口过多，粮食稀缺，种植的土地不够是啊，据联合国粮食及农业组织推测，2050 年世界总人口将到达 97 亿。经测算，想要养活这么多人口，全球粮食产量必需提高 70%。问题是，地球上可供开垦的土地已经快没有了，如何解决如此浩大的人口的吃饭问题呢?学生思考并答复：可以仿照立体停车场，设计立体农场。谈话：立体农场对于解决粮食短缺的问题有什么优势吗？学生分析立体农场的优势：整个设施可以放在城市中心、楼顶，避开物流运输带来的损耗。栽培密度很大，能够实现较大程度的机械化和自动化。

25、可以随时供给颖的蔬菜。谈话：既然那么好，全部土地都拿来建设立体农场好不好？学生分析立体农场得劣势：不全是，立体农场需要肯定的人力本钱，对光照、温度、水源的把握有肯定要求。前期搭建设施的投入较高，而且并不适宜种植全部的农作物。同学们分析得格外全面，那么接下来这个问题请你们一起来分析分析。设计意图：做这个工程之前，首先要让学生知道为什么要做。因此，这里向学生提醒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工程解决土地资源的迫切需要，生疏到可以通过工程技术实现少用地、多生产的特点。二、明确问题出示情境：受冠疫情影响，居家隔离中如何吃上干净颖的蔬菜成了需要解

26、决的问题，立体农场的技术是否可以迁移到建阳台小菜园呢？提出任务：某公寓的阳台如下图。该公寓的住户多为典型的三口之家。一些住户期望有人能帮他们在阳台上建筑一个立体小菜园，至少能让他们每周吃上两次小菜园供给的汤菜，且不重样。期望能在两周内完成。最好利用废旧材料进展建筑。谈话：假设要设计一个立体小菜园，需要考虑哪些问题?大家可以请以小组为单位进展争辩，把建筑立体小菜园的任务、要求及问题清单填写在表格里。苏教版小学科学五年级下册 第五单元 STEM 学习 立体小菜园- 12我们一起来看看同学们的结果吧。学生汇报问题清单：种什么菜?用什么土壤在阳台种植呢？一共需要种多少?用什么容器来种?怎么实现立体种植

27、?怎么计算汤菜的量?对于这些问题，你们有解决方法吗？大家可以回家查阅资料或者询问四周有阅历的大人，我们下节课一起分析争辩。设计意图：这里从现实生活动身，给提出了具体的任务和限制条件，同时将评价标准前置，让学生清楚地知道该怎么做，促使学生去考虑建立体小菜园需要留意的问题。其次课时三、前期争辩问题一：如何选择适合在阳台种植的蔬菜 1同学们通过查阅资料，哪些蔬菜适合种植在阳台上呢？学生共享小结：西红柿、豆角、生菜、辣椒、樱桃萝卜、小菠菜等，这些蔬菜生命力坚韧，不需要太深厚的土壤，可以在花盆中种植。要完成“至少能让他们每周吃上两次小菜园供给的汤菜，且不重样。期望能在两周内完成。”要在两周内完成，我们还

28、需要考虑什么呢？需要考虑植物的生长周期，植物从萌发到完全成熟的生长全过程。它取决于植物生长对环境的要求。种植时需要考虑对温度、光照、水份、土壤要求不高的植物，同时要选择不易患病的品种。小结：常见的生长周期短的蔬菜有大蒜、萝卜、鸡毛菜、生菜等。将要求与相符合的蔬菜品种连线。苏教版小学科学五年级下册 第五单元 STEM 学习 立体小菜园- 13苏教版小学科学五年级下册 第五单元 STEM 学习 立体小菜园- PAGE 18问题二：如何选择阳台种植的土壤1阅读课本 52 页土壤小资料补充资料：腐殖土是森林中表土层树木的枯枝残叶经过长时期腐烂发酵后形成的。也可以用一般的土壤与各类有机垃圾厨余垃圾混合制

29、成。水培技术是无土栽培技术的一种，承受养分液代替土壤进展植物培植。需留意的是养分液是经过专业的技术调配而成的。谈话：参考这些资料，谈一谈你在栽培技术方面的设想。学生共享沟通。问题三：如何选择搭建立体小菜园材料、容器 1你想搭建什么样的立体小菜园呢？你可以参考课本 53 页的案例，也可以依据自己查阅的资料，进展材料和容器的设想。2小组争辩3汇报沟通请同学们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。填写在表格中。尽量选择能同时满足多个限制条件的蔬菜来种植。设计意图：这里实际上是给学生做了一个示范，首先供给了三种适合在阳台种植的蔬菜，提示学生需要研蔬菜的生长周期、养分、口感等，这样能让学生知道该争辩蔬菜的哪些信息，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白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。引导学生在工程开头时要学会多方考虑， 做好充分的预备工作。第三