跨学科STEAM项目式教学《智慧农场自动延时拍摄》实验教学说课（教案）六年级下册科学教科版

小学6年级跨学科STEAM项目式教学：《智慧农场自动延时拍摄》一、教材及教学设想学科类别：跨学科STEAM项目式教学开展年段：6年级课程名称：智慧农场自动延时拍摄系统 教学设想：1、在学科核心素养中寻找STEAM项目教学式的融合点本次项目式教学，力图在小学科学、小学信息科技、小学劳动教育等学科中，找到深度融合点。义务教育阶段的课程标准分别指出和强调（如图1）：义务教育信息科技课程标准要求：内容围绕信息意识、计算思维，数字化学习与创新，信息社会责任四个方面的核心素养，以数据、算法，网络、信息处理，信息安全，人工智能为课程逻辑主线，按照义务教育阶段学生认知发展规律，体现出循序渐进和螺旋式发展的特征，其中，小学低年级注重学生的生活体验，小学中高年级引导学生初步学习基本概念和基本原理，并体验其应用，强调跨学科主题。义务教育劳动教育课程标准指出：是中国特色社会主义教育制度的重要内容，是全面发展教育体系的重要组成部分，强调新技术的体验与运用，如三维打印技术，激光切割技术，智能控制技术等，通过进行劳动体验和技术运用，改变传统加工方式，提高生产效率和生活品质，感受新技术在提高生产效率，产品质量及创造性解决问题等方面的重要作用，感受现代劳动教育中的创新精神。义务教育科学课程标准强调：利用学校、家庭、社区的各种资源，创设良好的学习情境，设计适宜的探究问题，引发学生认知冲突，激发积极思维。倡导以探究和实践为主的多样化学习方式，让学生主动参与、动手动脑、积极体验，经历科学探究以及技术与工程实践的过程;重视师生互动和生生互动，引导学生对所学知识和方法进行总结、反思、应用和迁移，促进学生自主学习和合作学习。图1新课程标准学科融合点2、根据真实问题，营造教学情境本次项目教学来源于学生的真实生活情景：蒲江县位于成都市的西南近郊，是成渝地区双城经济圈的重要节点，作为成都市的农业大县，在蒲江县域内种植有10万亩的优质茶叶，10万亩的猕猴桃，还有25万亩柑橘，三大农业产品全部获得国家地理标志，品牌价值超过500亿。但是近年来，蒲江果品的价格却一只下滑，是什么原因造成的呢？项目式教学的问题情景油然而生，如图2。图2问题情景预设面对真实情景的问题，需要多学科的融合，通过项目式教学来解决，这其中主要涉及的学科有小学科学、小学劳动、小学信息科技等，如图3。图3涉及跨学科内容二、实验器材：本次项目式教学需要用到的器材有问题调查阶段：网络环境、计算机电脑，如图4.图片4网络环境实验对比阶段：黄豆实用小苏打柠檬酸天平秤，如图5。图5实验模拟器材问题解决阶段：行空板供电电源摄像头3D打印机，如图5图6延时摄影设备开源设备三、实验及创新要点：对比实验阶段：将培养皿中，分别导入柠檬酸、小苏打，纯净水模拟豆芽发芽的土壤环境，用于观察黄豆的发芽过程。如图7图片7黄豆在不同酸碱度土壤中的发芽情况创新要点：面对豆芽发芽这个持续的过程，如何方便形象观察，并将记录可视化呢？信息科技的加入，让学生制作延时自动拍摄装置，能够有效的解决这个问题。如图8图片8延时摄影解决可视化观察问题四、实验原理/实验设计思路：通过模拟酸碱程度不一的土壤环境，观察豆芽发芽过程中的异同，从而了解土壤的酸碱程度对果品种植的影响，在实验室完成以后，通过土壤酸碱度检测系统，检测实际果园土壤情况。五、内容及过程自动延时拍摄装置的制作步骤将行空板与Mind+进行连接，并正确的加载配套的硬件【摄像头、太能点电路板、LED灯组】，如图9图片9加载开源硬件使用Python模式，加载开源硬件行空板及相应的硬件。如图10。图10加载行空板（3）编写延时摄影的程序，并烧录到行空板中，可以脱离电脑使用，其中LED灯光可以根据室内的光线强弱开启，保证夜间的延时拍摄。如图11图11编写延时摄影程序六、实验效果评价通过制作延时拍摄系统，学生可以将豆芽发芽的过程完成的记录下来，解决了观察以及记录问题，学生发现学生发现，豆芽在中性土壤中生长的比较好，在酸性土壤和碱性土壤中生长迟缓、甚至溃烂。在实验室完成了试验后，将实验延申到真实学校果园，学生通过酸碱度的测量，形成了可视化的数据分析数据。如图12图12果园酸碱度可视化分析面对真实土壤的酸碱度报告，学生通过远程连线农业专家，获得了对数据结果的分析解释，从而解决了土壤酸碱度对果品的影响的结论。如图13图13远程连线劳模专家获得问题支持七，将实验学习到的知识，运用到实际果品种植中学生在了解的土壤酸碱度对果品的影响后，来到有机果园实地考察“两个替代”工程，什么是两个替代工程呢？是指：有机肥替代化肥、生物除虫替代化学除虫。学生们近距离学习到了变废为宝，有机化肥的制作过程：有机肥替代化肥、绿色防控替代化学防治。在有机农场酵素生产基地，学生们发现，剩菜残渣、树叶、残次果子，只要是