五年级科学下册STEM学习立体小菜园教案及反思

1、立体小菜园教学设计【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。通过设计建造立体小菜园，不仅有助 于学生经历设计制作产品完成工程的基本过程，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历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 前期研究、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

2、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;通过前提研究突破技术难题,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，回顾整个设计制作立体小菜园的过程，评价 效果，提升认识。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，学生要不断经历回头看的过程。【学情分析】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，他们的这种喜爱往往聚焦在动手做，在动脑思的方面比拟欠缺。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

3、无恒心。 立体小菜园工程的设计，没有按照分课的形式呈现，而是按照学生所可能经 历的工程设计的流程逐步展开的，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 真研究。【教学目标】.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。.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。.能够识别所要解决的问题，分析问题，解释自己的想法，运用一定的策略解决I可题。.能够将各种想法汇集起来，设计成一个完整的建设方案。.能够基于测试结果进行评价反思，

4、并联系前期研究、设计方案等环节， 做出调整。【教学重难点】重点：经历立体小菜园工程的全过程；针对问题进行前期研究；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造 情况，开展评价反思。【教学准备】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 配置培养 土的方法等方面的文字、视频资料，教学PPT课件等。学生材料：(1)用于“明确问题”的问题清单；(2)用于“前提研究”的各种文字、视频资料；(3)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；(4)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

5、件；相关的工具，如钉锤 老虎钳、螺丝刀等。(5)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】第一课时一、了解需求.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？.学生思考并回答：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预测，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？.学生思考并回答：可以模仿立体停车场，设计立体农场。.谈话：立体农场对于解决粮食短缺的问题有

6、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，防止 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。 可以随时提供新鲜的蔬菜。.谈话：既然那么好，所有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，立体农场需要一定的人力本钱，对 光照、温度、水源的控制有一定要求。前期搭建设施的投入较高，而且并不适宜 种植所有的农作物。.同学们分析得非常全面，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

7、体农场这个工程解决土地资源的迫切需要，认识到可以通过 工程技术实现少用地 多生产的特点。二、明确问题.出示情境：受新冠疫情影响，居家隔离中如何吃上干净新鲜的蔬菜成了需要解决的问题, 立体农场的技术是否可以迁移到建阳台小菜园呢？.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。.谈话：如果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行讨论，把建造立体小菜园的任务 要求及 问题清单填写在表格里。.我们一起来看看

8、同学们的结果吧。.学生汇报问题清单：(1)种什么菜？(2)用什么土壤在阳台种植呢？一共需要种多少？(3)用什么容器来种？(5)怎么实现立体种植？(6)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周 围有经验的大人，我们下节课一起分析讨论。设计意图：这里从现实生活出发，给提出了具体的任务和限制条件，同时 将评价标准前置，让学生清晰地知道该怎么做，促使学生去考虑建立体小菜园需 要注意的问题。第二课时三、前期研究问题一：如何选择适合在阳台种植的蔬菜.同学们通过查阅资料，哪些蔬菜适合种植在阳台上呢？.学生提供.小结：西红柿、豆角、生菜、辣椒、樱桃萝卜、小菠菜等，这些

9、蔬菜生 命力顽强，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应的汤菜，且不重样。希 望能在两周内完成。”要在两周内完成，我们还需要考虑什么呢？.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。要求：适合做汤菜种植难度低生长周期短蔬菜品种：生差4 大蒜叶丝瓜西红柿问题二：如何选择阳台种植的土壤.阅读课本52页土壤小资料.补充资料：腐殖土是森林中

10、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 以用普通的土壤与各类有机垃圾（厨余垃圾）混合制成。水培技术是无土栽培技术的一种，采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。.谈话：参考这些资料，谈一谈你在栽培技术方面的构想。.学生提供交流。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 根据自己查阅的资料，进行材料和容器的构想。.小组讨论.汇报交流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

11、给学生做了一个示范，首先提供了三种适合在阳 台种植的蔬菜，提示学生需要研蔬菜的生长周期 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 资料补充说明了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。引导学生在工程开始时要学会多方考虑，做好充足的准备工作。第三课时.经过上节课的讨论，我们知道了适合种植在阳台的植物，种植土壤，同 学选择了自己想要搭建的材料和容器，工程一步一步地推进，下一步你们打算做 些什么呢？.学生：设计立体小菜园.生集思广益，讨论立体小菜园的设计方案：测量小菜园的大小、支架的层数、稳定性、每层摆放的蔬菜的数量、支

12、架的材质和数量.学生等比例画出设计图。温馨提示：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。.各小组提供交流方案.学生对照标准，改进方案，选择最正确方案。设计意图：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，而是在充分考虑工程标准的前提下，先形成最正确方案然后再画设计示意图, 促进学生形成工程思维。第四、五课时五、制作改进学生根据设计方案提前准备搭建立体小菜园的材料.以

13、小组为单位，按照设计图，拼接各小组的立体小菜园.立体小菜园的制作需要做好小组做好分工合作，按照搭支架、配制土壤、 播种 浇水 摆放花盆的步骤完成制作。.教师需要催促学生对照设计图纸，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。.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？.学生提供交流.搭建好的小菜园，还需要注意什么呢？.如何做好立体小菜园的日常管理？设计意图：学生在这个环节真正开始了工程制作，唯有亲手制作才能意识到真实情况与设计方案的差异，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

14、生改进的意识。第六课时六、评价反思1.对照任务，检查自己建造的立体小菜园。任务达成度采用立体种植方式。任务种植适合做汤的蔬菜Q每周至少能提供两餐的汤菜。 2.交流成果、经验，互相做出评价对自己的小菜园对他人的小菜园L小菜园的特点是什么。1.评价立体小菜园的设计方案 和制作工艺。2.在过程中是如何不断 改进设计方案的。2.有什么问题要提出来。3 .在制作过程中遇到了 哪些困难，是如何解决的。3.有哪些好的建议。3.如果再有一次设计、制作立体小菜园的机会，你会怎么做？记录你的评 价和反思设计意图：这里用了两张表格，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

15、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 完成并不意味着工程的结束，还可以继续研究。【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）前期研究一 设计方案。 制作改进一 评价反思d教学反思：课前教师要做大量的准备工作。而且我们的教学是跨年级的，课是连续 的，这就为准备材料带来了难度。有的时候分组实验就被演示实验取而代之了。 怎样妥当安排大量分组实验材料的准备工作，提高分组实验率是我的一大难点。1教师思考多做得少。课堂上教师更多的应该是倾听、思考，不但要思考学生发言与自己原先设计 相符的内容，更应分析学生错的或异想天开的答案

16、，然后顺着孩子的思路认知去 引导孩子探究，不断地生成新的教学设计，让教学过程在动态中完成，而不是死 死地抱住自己原来的教学设计不放，这样只会扼杀学生探究的热情。探研式教学 设计可以解决这个问题。2、自我科学素养存在缺乏。虽然对鼓励学生自主探究、积极参与和合作的理念耳熟能详，但在实际教学 中仍然采用竞赛、限时完成实验的做法。忽视了科学探究的过程常常是一个试错 的过程，探究之实质在过程之中；忽视了不断纠正错误可能比简单的成功更能让 孩子们学到科学精神。这也反映了我对科学性质的理解不够准确。提高措施：1、提前布置任务，确保学生参与机会由于提前布置了任务，学生的材料收集也有了提前量，因为缺少制作材料而 放弃制作活动的现象会大大减少，确保了尽可能多的学生有机会参与活动。2、开展交流、展示 评比活动，激发学生参与欲交流、展示与评比的过程，是制