STEM学习 《立体小菜园》（教学设计）-2025-2026学年苏教版五年级下册科学

STEM学习 《立体小菜园》 一、教材分析 本课是苏凤凰教育出版社小学科学STEM学习模块的核心内容，以“立体农场”为切入点，引导学生将现代农业技术迁移到家庭阳台场景，完成“立体小菜园”的设计与实践。教材内容遵循“了解需求—明确问题—前期研究—设计方案—制作改进”的工程实践流程，既包含立体农场的科学原理、阳台种植的生命科学知识，也涵盖工程设计、材料利用等技术与工程实践内容，完美对接课标中“技术与工程实践”“生命科学观念”的核心要求。 教材通过真实数据、生活任务、案例图片等具象化素材，将抽象的粮食问题转化为可操作的家庭任务，既培养学生的资源意识与可持续发展观念，又锻炼其问题拆解、方案设计与实践改进的能力，符合六年级学生的认知水平与探究需求，是落实“做中学、用中学”理念的典型载体。 二、教学目标 （一）科学观念 1.知道立体农场是将农作物种植在多层建筑中，能实现少用地、多生产的目的，理解其在解决粮食生产问题中的价值。 2.认识适合阳台种植的蔬菜特征（生长周期短、易种植、适合做汤菜），了解阳台种植土壤的选择标准。 3.知道立体种植是利用空间分层布局，能在有限阳台面积内提升蔬菜产量。 （二）科学思维 1.能对比分析立体农场的优势与劣势，将立体农场技术迁移到阳台小菜园设计中。 2.能围绕“建造阳台立体小菜园”拆解任务，梳理问题清单，形成解决实际问题的工程思维。 3.能根据阳台尺寸、家庭需求和材料条件，设计合理的立体种植方案。 （三）探究实践 1.能通过查阅资料、案例分析，选择适合阳台种植的蔬菜和土壤。 2.能小组合作完成立体小菜园的设计图绘制，明确容器、支架和种植布局。 3.能在模拟建造过程中调整方案，体验工程设计的迭代改进过程。 （四）态度责任 1.感受立体农业在应对人口增长、土地资源紧张问题中的意义，树立节约资源、可持续发展的意识。 2.乐于参与小组合作，主动承担任务，体验利用废旧材料解决生活实际问题的乐趣。 3.关注家庭劳动与科学实践的结合，养成珍惜粮食、热爱劳动的品质。 三、教学重难点 教学重点：理解立体农场的核心优势，能结合阳台条件设计立体小菜园方案。 教学难点：将立体农场技术迁移到阳台场景，平衡种植需求、空间限制与材料条件。 四、教学准备 教师准备：多媒体课件（立体农场案例、阳台尺寸示意图、蔬菜种植资料、土壤选择资料）、立体种植支架模型、废旧材料样品（塑料瓶、木板等）。 学生准备：学生活动手册、草稿纸、彩笔、直尺。 五、教学过程 第一课时：了解需求与明确问题 （一）情境导入：粮食危机与立体农场（5分钟） 1.教师呈现教材中联合国粮农组织数据：“2050年世界总人口将达97亿，全球粮食产量需提高70%，但可开垦土地已接近枯竭”，提问：“我们可以用什么办法解决吃饭问题？” 2.引出“立体农场”概念，展示教材中立体农场图片，讲解其定义：将农作物种植在多层或高层建筑中，实现少用地、多生产。 3.过渡：“立体农场的技术能不能搬到我们家的阳台上，打造一个‘立体小菜园’？” 设计意图：通过教材真实数据引发学生对粮食问题的关注，自然引入立体农场概念，激发探究兴趣，对接课标“技术与工程能解决人类面临的问题”的要求。 （二）任务驱动：明确立体小菜园需求（15分钟） 1.呈现教材任务：某公寓阳台尺寸（高282cm、宽130cm、长372cm），住户为三口之家，需求是“每周能吃两次不重样的汤菜，两周内完成，利用废旧材料建造”。 2.小组讨论：“立体农场有哪些优势？有哪些劣势？” 优势：节约土地、产量高、空间利用率高； 劣势：建造复杂、光照和通风管理难度大、成本较高。 3.引导学生思考：“立体农场的技术可以迁移到阳台小菜园吗？哪些技术可以用？”（如分层种植、空间优化） 4.小组合作梳理问题清单，填写学生活动手册： 种什么菜？ 一共需要种多少？ 用什么容器来种？ 怎么实现立体种植？ 怎么计算汤菜的量？ …… 设计意图：通过教材生活任务驱动学习，让学生在讨论中拆解问题，形成工程任务意识，培养分析与迁移能力，落实课标“技术与工程实践需要明确问题与需求”的要求。 （三）前期研究：选择适合阳台的蔬菜（20分钟） 1.展示教材中适合阳台种植的蔬菜资料（小叶茼蒿、樱桃萝卜、鸡毛菜），讲解其生长特点：生长周期短（25-30天）、易种植、适合做汤菜。 2.呈现教材可选蔬菜（菠菜、生菜、菊花脑、蒜、丝瓜、番茄），小组讨论：“哪些蔬菜同时满足‘适合做汤菜、种植难度低、生长周期短’的要求？” 推荐选择：菊花脑、鸡毛菜、菠菜等。 3.引导学生结合三口之家每周两次汤菜的需求，估算需要种植的蔬菜种类和数量，填写学生活动手册。 4.小结：阳台蔬菜选择要兼顾家庭需求、生长特性和空间条件。 设计意图：让学生在教材资料分析与讨论中学会筛选信息，结合实际需求做决策，培养生命科学认知与工程规划能力，对接课标“基于证据进行判断与选择”的要求。 第二课时：前期研究与设计制作 （一）前期研究：土壤与立体种植案例（10分钟） 1.讲解教材中阳台种植土壤的选择： 直接购买配置好的培养土（保水、透气、酸碱度适中）； 自制培养土（普通土与腐殖土按2:1混合，需满足疏松、透气、无病菌等标准）。 2.展示教材中立体种植案例（分层支架、垂直管道、悬挂花盆等），提问：“这些案例对我们设计阳台立体小菜园有什么启发？” 3.引导学生思考容器与支架的选择：可以利用废旧塑料瓶、木板、旧架子等材料，设计分层或悬挂式立体结构。 设计意图：通过教材土壤知识学习与案例分析，为后续设计提供技术支撑，让学生感受废旧材料的再利用，落实课标“技术与工程实践需要利用现有材料与技术”的要求。 （二）方案设计：绘制立体小菜园设计图（20分钟） 1.小组讨论设计方案： 支架层数：推荐3层，兼顾光照与操作便捷； 容器选择：塑料花盆、废旧塑料瓶等； 尺寸设计：结合阳台尺寸，参考教材示例（支架高78cm、长75cm）； 种植布局：上层种喜光蔬菜，下层种耐阴蔬菜，保证产量与光照。 2.学生绘制设计图，标注尺寸、容器、种植蔬菜种类，填写学生活动手册。 3.小组展示设计方案，其他小组提出修改建议。 设计意图：让学生在合作设计中整合教材知识，将抽象需求转化为具体方案，培养绘图表达与交流评价能力，落实课标“技术与工程实践需要设计与表达方案”的要求。 （三）模拟制作与改进（10分钟） 1.展示教材中立体小菜园建造过程图片，讲解制作步骤：搭建支架→准备土壤与容器→播种→浇水→日常管理。 2.引导学生思考：“实际建造中可能会遇到哪些问题？需要修改设计吗？” 可能修改：调整支架高度以保证光照、更换更轻便的废旧材料、优化种植密度。 3.小结：工程设计需要不断迭代改进，才能更好满足实际需求。 设计意图：通过教材模拟制作与反思，让学生体验工程实践的迭代过程，培养问题解决与反思改进能力，对接课标“技术与工程实践需要测试与改进”的要求。 6、 教学反思 教材使用的有效性：本课严格依托教材素材展开教学，从粮食危机数据到阳台任务、蔬菜选择、土壤标准、设计案例，均以教材为核心依据，保证了教学内容不超纲、不偏离。但部分学生对教材中“计算汤菜量”“空间尺寸匹配”等问题的理解仍较模糊，后续可增加教材案例拆解的微视频，帮助学生具象化理解工程任务。 知识迁移的落实：从立体农场到阳台小菜园的技术迁移是本课难点，课堂中通过教材案例对比与讨论，大部分学生能理解分层种植、空间优化的核心逻辑，但在设计图绘制时，仍有学生忽略光照、通风等实际条件，说明知识向实践的转化需要更多教材范例的引导。 学生活动的参与度：小组合作讨论与设计环节，学生参与热情较高，但存在个别学生“搭便车”现象，后续需优化小组分工，明确每个人的任务，确保全员参与。同时，在展示交流环节，应给予更多学生表达的机会，提升其逻辑表达与评价能力。 课标理念的贴合：本课较好落实了课标中“技术与工程实践”“生命科学观念”的要求，让学生在解决真实问题中学习科学知识。但在可持续发展意识的渗透上，还可以结合教材中废旧材料利用的内容，增加更多生活案例，让学生更深刻感受节约资源的意义。 教学时间的把控：第一课时中问题清单梳理环节耗时较长，导致第二课时模拟制作环节时间紧张，后续需优化教学节奏，合理分配各环节时间，保证学生有充分的时间进行设计与反思。 七、教学总结 这两节课里，我们紧紧依托教材，从全球粮食危机出发，一步步拆解了建造阳台立体小菜园的任务。孩子们在讨论中学会分析问题，在设计里感受工程的魅力，既懂了立体种植的科学道理，也体会到用知识解决生活难题的快乐。看着他们认真画设计图的模样，我真切感受到科学教育的温度——知识从来不是书本里的文字，而是能点亮生活的力量。 学科网（北京）股份有限公司 $