17 设计与建造“植物工厂”（教学设计）-2025-2026学年科学六年级上册人教鄂教版

该小学科学教学设计聚焦“植物工厂”的设计与建造，通过引导学生结合生活中种植植物遇到的光照、天气影响等实际问题，搭建从生活现象到科学实践的学习支架，激发探究兴趣。 以真实情境下的探究实践为核心，通过分组设计垂直结构、多层光照系统，动手利用废旧材料制作灌溉系统等活动，培养系统思维与创新能力，强化团队合作与环保意识。为教师提供可操作的实践方案，助力学生提升动手能力与科学态度。

教学设计 教学课题 设计与建造“植物工厂” 教学目标 （1）科学观念：理解 “植物工厂” 的基本概念及其在现实生活中的应用价值，能够从科学角度分析其设计原理。 （2）科学思维：通过设计 “植物工厂”，培养系统思维和问题解决能力，能够综合考虑多种因素进行方案优化。 （3）探究实践：能够根据设计方案，动手建造一个微型 “植物工厂”，并在实践中发现问题、提出改进建议。 （4）态度责任：在设计和建造过程中，培养团队合作精神和责任感，体会科技创新的乐趣，并关注经济效益、社会效益和环境效益的平衡。 重难点 （1）学生能够从经济效益、社会效益、环境效益等多维度综合评价 “植物工厂” 的设计，并提出切实可行的改进建议，培养综合分析和解决问题的能力。 （2）在真实情境中，学生能够根据设计方案，运用学科知识实践动手建造微型 “植物工厂”，提升实践操作能力和创新意识。 教学方式与策略 讲授法、实验法、小组合作法、同伴评议法、自主学习法 教学活动设计 一、导入新课 谈话： 家里或学校里种植的植物，在种植、摆放和管理过程中会遇到哪些问题？我们能否为它们设计一个更利于生长和管理的微型 “植物工厂” 呢？ （学生：在家里种植时，植物容易受到天气变化的影响，有时会因为光照不足而生长不良。在学校种植时，植物的位置也需要定期调整以获得足够的阳光。） 老师：大家提到的问题都很实际。那么，如果我们能够设计并建造一个专门的 “植物工厂”，这些问题是否可以得到解决呢？ （学生：可以通过控制环境因素如温度、光照、湿度等，使植物在更稳定的环境中生长。） 老师：非常好！今天我们就来一起学习如何设计与建造一个有利于植物生长的 “植物工厂”。 二、科学实践活动：设计 “植物工厂” （1）讨论设计因素 谈话： 如果我们要在教室的墙角设计一个 “植物工厂”，我们需要考虑哪些因素？要建造的 “植物工厂” 是什么样的？请画出它的设计图。 （学生分组讨论，记录下需要考虑的因素，如空间大小、光照、水源、通风等。每组选出一名代表上台展示设计图，并解释设计思路。） （学生 1：我们组设计的 “植物工厂” 是一个三层结构，每一层都有 LED 灯提供光照，底部有水槽和水泵系统，顶部是通风口。） （学生 2：我们组考虑到空间有限，设计了一个垂直式的 “植物工厂”，利用架子层层叠加，每一层都有独立的光照和供水系统。） 老师：大家的设计都非常有创意！现在请大家根据其他小组的意见，完善自己的设计图。 （学生回到小组中，根据反馈意见进行修改和完善。） （老师提示：大家可以思考一下如何合理利用空间，以及如何使光照和通风更加均匀。） （学生 3：我们决定在每一层都设置多个小孔，这样可以增加通风效果。还可以在不同位置安装 LED 灯，确保光照均匀。） （2）准备材料 谈话： 根据我们的设计，准备相关的材料和工具。 （学生分组列出材料和工具清单，将材料和工具清单中的准备材料进行任务分配，大家共同准备材料和工具。） （学生 1：我们组需要准备塑料箱、泡沫塑料盒、LED 灯、塑料管、水泵、滴箭等材料。） （学生 2：我们还需要一些工具，如螺丝刀、剪刀、胶带等。） 老师：在准备材料和工具时，要注意安全，同时也要注意材料的成本尽可能低。大家可以思考一下如何自制或购买这些材料。 （学生讨论怎样自制和购买工具和材料。） （学生 4：我们可以用废旧的塑料瓶制作灌溉系统，这样既环保又经济。） 老师小结：在材料的自制和准备过程中，大家要注意安全，并且尽可能选择成本低的材料。这样我们的 “植物工厂” 才能更经济实惠。 三、科学实践活动：建造 “植物工厂” （1）建造过程 谈话： 根据我们的设计方案和准备的材料，开始建造微型 “植物工厂”。 （学生课堂和课下相结合，完成 “植物工厂” 的建造。） （学生 1：我们先把塑料箱固定在支架上，然后安装 LED 灯。） （学生 2：我们正在铺设塑料管和水泵，确保水循环系统畅通。） 老师：大家都做得很好！在建造过程中，要注意每个部件的安装顺序和安全性。有什么问题可以随时向我提问。 （老师巡视，帮助学生解决建造过程中遇到的问题。） （学生 3：我们在安装 LED 灯时遇到了一些困难，不知道该怎么固定。） 老师：你们可以尝试使用扎带或者热熔胶来固定 LED 灯。这样不仅稳固，还能避免电线松动。 （学生在老师的指导下，逐步完成 “植物工厂” 的各部分建造。） （2）展示和评议 谈话： 展示各小组建造的 “植物工厂” 并相互评议，说一说它们的优点和不足。 （每组依次展示自己的 “植物工厂”，其他小组提出意见和建议。） （学生 1：他们的 “植物工厂” 设计很合理，但是我觉得灯光可以再调整一下，有些地方光线不足。） （学生 2：他们的水循环系统很完善，但我觉得还可以增加一些通风设施，防止植物过热。） 老师：大家的评议都非常中肯，也提出了很多有价值的建议。请大家根据这些评议，改进自己的 “植物工厂”。 （学生分组改进自己的 “植物工厂”。） （学生 3：我们增加了几个小风扇，这样可以更好地通风。） 老师小结：科学技术的发展日新月异，希望同学们在课后，将所学的新技术、新材料应用到 “植物工厂” 之中，不断对 “植物工厂” 进行改进和完善，使植物生长更好更快、更节能。 四、拓展与应用 谈话： 植物工厂使随时随地获得植物产品成为了可能。在不久的将来，有望实现植物工厂的 “无处不在”。 （学生阅读书本第 65 面图文，说一说植物工厂主要应用于哪些领域。） （学生 1：植物工厂可以应用于家里，让我们在家里就能种植各种蔬菜和水果。） （学生 2：植物工厂也可以应用于办公楼和酒店，为员工和客人提供新鲜的绿色食品。） （学生 3：校园里也可以建造植物工厂，让学生参与实践，了解现代农业技术。） 老师小结：植物工厂的应用范围非常广泛，可以在家里、办公楼、酒店和校园等不同场所实现植物产品的生产。这种技术的发展将极大提高我们的生活质量。 课后作业 （1）根据本节课的设计方案，列出至少三种可用于建造微型 “植物工厂” 的可替代材料，并简述其优势。 （2）小组合作，利用课余时间，尝试建造一个简易的微型 “植物工厂”，并书写建造报告，包括建造过程、遇到的困难及解决方法。 学科网（北京）股份有限公司 $