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STEM 学习 立体小菜园 教学设计
课题 STEM 学习 立体小菜园 单元 STEM 学习 学科 科学 年级 五下
学习目标 1、了解STEM学习要经历的环节。目标解读：STEM作为一种开放融合的教育理念，融合了科学、技术、工程与数学四门学科的专业知识。本课明确了STEM学习的六个环节：了解需求、明确问题、前期研究、设计方案、制作改进、评价反思。从各个方面培养学生的思维创造能力和综合素质。2、通过前期研究设计、制作立体小菜园。目标解读：在做好前期研究的工作后，设计立体小菜园，根据自己的设计图完成制作。通过设计、制作提主操作能力及学习科学的兴趣。制作后可以与同学们交流成果和制作经验，互相评价。认识到交流与合作在科学活动中的重要性。
重点 1、了解STEM学习要经历的环节。2、通过前期研究设计、制作立体小菜园。
难点 通过前期研究设计、制作立体小菜园。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 新知导入：春生、夏长、秋收、冬藏，四季轮回。各有各的美好，都是生命最真实的展现。秋之美，在其绚烂，也在绚烂之后归于平淡。板书课题 思考并回答相关问题 激趣导入
讲授新课 活动一：了解需求据联合国粮食及农业组织预测，2050年世界总人口将达到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？工程师们想到了建造立体农场的办法。 城市立体农场是一种新型的农业生产模式，就是将农产品、牲畜养殖等农业环节放入到可模拟农作物生长环境的多层或高层建筑中，通过能源加工处理系统，实现城市粮食与能源的自给自足，以实现少用地、多生产的目的。活动二：明确问题1.立体农场有哪些优势？有哪些劣势？优势：（1）种植出来的食物都是有机生长的，没有除草剂、没有杀虫剂、没有化肥等。（2）很大程度地减少了很多农作物内部的传染病的影响范围。（3）避免了对传统农业产生不良影响的自然因素，如旱灾、水灾等。（4）节约耕地以退耕还林，促进生态系统的平衡。（5）免却了拖拉机、货车等长途运输环节，有效地减少了二氧化碳的排放量。劣势：立体农场的表面积比等面积的传统农场受到更少阳光的照射，因此需要更多的人工照明及热能才能在四季正常运作，成本太高。2.立体农场的技术是否可以迁移到建造阳台立体小菜园中？阳台上阳光充足、温度适宜，在阳台种菜，不但能给高楼大厦添一份生机，还能使全家吃上纯天然蔬菜。3.任务提出：某公寓的阳台如图所示。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。4.如果要建造一个立体小菜园，需要考虑哪些问题？活动三：前期研究1.种植要求：适合做汤菜、种植难度低、生长周期短。2.选择适合阳台种植的蔬菜。3.选择适合阳台种植的土壤。（1）直接购买培养土。 可以去市场上购买配置好的培养土。这种土的保水性、透水性和通气性都比较好，而且酸碱度适中。（2）自己配制培养土。 可以先在家附近的花园挖一些土，再到市场上买一些腐殖土，将两种土按2：1的比例混合配制。腐殖土具有丰富的营养，一般不含病毒和虫卵，肥力较好，与一般土壤混合后配制出来的土适合大多数蔬菜的种植。4.思考种植蔬菜的容器及摆放容器支架的结构。几乎任何类型的容器都可以用来种菜，只要它足够坚固，能提供足够的空间和排水通道。除了传统的花盆、花槽等专业容器外，许多生活中的器物经过改装都可利用，如塑料盆、提桶、木箱、铝皮箱等都可加以利用。但无论选用什么容器，都要保证底部有排水孔。活动四：设计方案1.集思广益，讨论立体小菜园的设计方案。讨论要点：（1）合适的容器：装土壤与种子的容器，底部要有排水孔，构造要平稳，适合摆放。（2）设计支架：三角形结构稳定性最强，省材料。（3）支架尺寸：实地测量阳台摆放位置的长、宽及最佳高度来确定支架的大小。支架不可过高，不利于浇水、施肥、采收等工作。（4）支架的材料：木材或铁架。（5）每个支架能放几个盆？需要做几个支架？2.选出最佳方案，画出设计图。活动五：制作改进1.按照设计方案，在校园里选择一个合适的地方，建造立体小菜园。2.与设计方案相比，在实际建造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？3.如何做好立体小菜园的日常管理？活动六：评价反思1.对照要求，检查自己建造的立体小菜园。2.交流成果、经验，互相进行评价。3.如果再有一次设计、建造立体小菜园的机会，你会怎么做？ 对教师所提问题展开回答。分组实验并记录 温故知新勤思考，聚集焦点解新疑。科学探索求真知，名师点拨解疑难。
课堂练习 幻灯呈现
课堂小结 通过本课的学习你有哪些收获？
板书
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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STEM学习 立体小菜园
一、填空题
1、据联合国粮食及农业组织预测，2050年世界总人口将达到97亿。经测算，要想养活这么多人口，全球粮食产量必须提高（ ）％。
2、（ ）农场可以将农作物种植在多层或高层建筑中，以实现少（ ）、多（ ）的目的。
3、选择阳台作为小菜园的种植地点主要是因为阳台的（ ）充足。
二、判断题
1、在阳台建造立体小菜园时，应选择生长周期长、耐受力好的蔬菜。（ ）
2、如果采用无土栽培的方式，那么水培应在管中加入培养液。（ ）
3、为了让蔬菜生长得更好，每天可以浇10次水。（ ）
4、阳台种菜不仅能让我们吃到新鲜无污染的蔬菜，还能美化家庭环境，提高生活质量。（ ）
5、塑料盆、提桶、塑料盒、坛子、食品罐经过改装后仍然不可以作为种菜容器。（ ）
三、选择题
1、下列蔬菜中不适合在阳台种植的是（ ）。
A．小叶茼蒿 B．鸡毛菜 C．马铃薯
2、下列说法中错误的是（ ）。
A．适当间苗，让蔬菜之间有合理的空间
B．根据当地的气候情况，在适当的时间选择适合栽种的蔬菜
C．种植黄瓜时，不需要搭架子
3、下列选项中，（ ）能解决“阳台的生菜叶子发蔫，其他蔬菜却长势良好”的问题。
A．每天中午拉上窗帘遮阴两小时
B．开灯补充光照
C．喷洒农药
4、下列选项中适合用来制作育苗盘的是（ ）。
A．废纸盒 B．废塑料盒 C．家里的瓷盘
四、连线题
将下列蔬菜的生长情况与可能的原因连线。
某种蔬菜发蔫，其他蔬菜却长势良好 连日阴雨，蔬菜缺少光照
蔬菜茎生长迅速，叶子生长缓慢 出现了病虫害
蔬菜苗被咬断或切断 夏天阳台温度高，这种蔬菜不耐热
五、综合应用
晓晓准备在自己家的阳台建造一个立体小菜园，这样就可以每天给家里提供绿色、新鲜的蔬菜了。
1、下列说法中正确的是（ ）。
A．小菜园的支架要采用上小下大的结构，这样有利于增加稳定性
B．小菜园的支架层数越多越好
C．支架的尺寸要和阳台的尺寸一样大
2、晓晓想选择好土壤来种植蔬菜，你知道好土壤有哪些标准吗？
3、晓晓从市场上买了一些腐殖土回来，然后又在家附近的花园中挖了一些土，她应该将腐殖土与普通土按（ ）的比混合配制。
A．1:1 B．2:1 C．3:1
4、腐殖土的优点是具有丰富的（ ），一般不含（ ）和（ ），肥力较好，与普通土壤混合配制后适合大多数蔬菜的种植。
5、晓晓应选择具有哪些特点的蔬菜？请你给她提一些建议。
STEM学习 立体小菜园
答案及解析
一、填空题
1、70 2、立体 用地 生产 3、阳光
二、判断题
1、× 解析：应选择生长周期短、耐受力好的蔬菜。
2、√ 3、× 4、√ 5、×
三、选择题
1、C 解析：马铃薯的生长周期长，不适合在阳台种植。
2、C 3、A 4、B
四、连线题
某种蔬菜发蔫，其他蔬菜却长势良好 连日阴雨，蔬菜缺少光照
蔬菜茎生长迅速，叶子生长缓慢 出现了病虫害
蔬菜苗被咬断或切断 夏天阳台温度高，这种蔬菜不耐热
五、综合应用
1、A
2、①疏松；②透气及排水性良好；③没有病菌和虫卵；④没有草根等杂物；⑤经过日光暴晒或加热蒸焙消毒。
3、B 4、营养 病菌 虫卵
5、建议：应选择生长周期短、耐受力好的蔬菜。（合理即可）
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新知导入
春生、夏长、秋收、冬藏，四季轮回。各有各的美好，都是生命最真实的展现。秋之美，在其绚烂，也在绚烂之后归于平淡。
STEM学习 立体小菜园
苏教版 五年级下
新知讲解
一
活动
了解需求
据联合国粮食及农业组织预测，2050年世界总人口将达到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？工程师们想到了建造立体农场的办法。
城市立体农场是一种新型的农业生产模式，就是将农产品、牲畜养殖等农业环节放入到可模拟农作物生长环境的多层或高层建筑中，通过能源加工处理系统，实现城市粮食与能源的自给自足，以实现少用地、多生产的目的。
新知讲解
二
活动
明确问题
1.立体农场有哪些优势？有哪些劣势？
优势：
劣势：
（1）种植出来的食物都是有机生长的，没有除草剂、没有杀虫剂、没有化肥等。
（2）很大程度地减少了很多农作物内部的传染病的影响范围。
（3）避免了对传统农业产生不良影响的自然因素，如旱灾、水灾等。
（4）节约耕地以退耕还林，促进生态系统的平衡。
（5）免却了拖拉机、货车等长途运输环节，有效地减少了二氧化碳的排放量。
立体农场的表面积比等面积的传统农场受到更少阳光的照射，因此需要更多的人工照明及热能才能在四季正常运作，成本太高。
新知讲解
二
活动
明确问题
2.立体农场的技术是否可以迁移到建造阳台立体小菜园中？
阳台上阳光充足、温度适宜，在阳台种菜，不但能给高楼大厦添一份生机，还能使全家吃上纯天然蔬菜。
新知讲解
二
活动
明确问题
3.任务提出：某公寓的阳台如图所示。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。
新知讲解
二
活动
明确问题
4.如果要建造一个立体小菜园，需要考虑哪些问题？
……
……
……
根据家中人数预测
怎么计算汤菜的量？
5
摆放在置物架上
怎么实现立体种植？
4
塑料花盆等
用什么容器来种？
3
3~6种
一共需要种多少？
2
营养价值高、生长速度快
种什么菜？
1
怎样解决
问题清单
序号
在小组实验活动中，注意分工与合作，才能有效地促进科学探究。还能提出的问题：每日需浇多少水、每种菜需要的光照时间……
新知讲解
三
活动
前期研究
1.种植要求：适合做汤菜、种植难度低、生长周期短。
2.选择适合阳台种植的蔬菜。
营养价值高，生长速度快，从播种到收获仅需约30天，非常适合密植。
口感脆爽，生长速度快，从播种到收获只需要30天左右，种植方便。
生长周期短，从播种到收获仅需25天左右，适合密植，单位面积产量高。
新知讲解
三
活动
前期研究
属耐寒蔬菜，最适温度为15~20℃，25℃以上生长不良。全年可以种植。
性喜冷凉，最适生长温度15~20℃，产量高，品质优。生长速度快，30天即可采收。
喜湿怕旱，生长需要充足的阳光。生长速度快，几天就能出芽，20天左右就可以采收（叶）。
菠菜
生菜
蒜
新知讲解
三
活动
前期研究
适应性强，性耐寒，忌高温，耐贫瘠和干旱，忌涝，从播种到采收约30天。
喜温、耐热、喜湿、怕旱。丝瓜从种到初收需要35~45天。
喜温、喜水，适宜温度为22~28℃。从播种到采收一般需要110天左右。
菊花脑
丝瓜
番茄
新知讲解
三
活动
前期研究
3.选择适合阳台种植的土壤。
（1）直接购买培养土。
可以去市场上购买配置好的培养土。这种土的保水性、透水性和通气性都比较好，而且酸碱度适中。
新知讲解
三
活动
前期研究
（2）自己配制培养土。
可以先在家附近的花园挖一些土，再到市场上买一些腐殖土，将两种土按2：1的比例混合配制。腐殖土具有丰富的营养，一般不含病毒和虫卵，肥力较好，与一般土壤混合后配制出来的土适合大多数蔬菜的种植。
好土壤的标准 1.疏松
2.透气及排水性良好
3.没有病菌和虫卵
4.没有草根等杂物
5.经过日光暴晒或蒸气消毒
事物档案馆
腐殖质
腐殖质是动物残体及外源有机物经微生物分解转化又重新合成的复杂的有机质，是土壤有机质的主要组成部分。能改善土壤物理性质，并含有多种养料，又有较强的吸收性，能提高土壤保肥、保水性能，有利于微生物活动和作物生长。
腐殖质
新知讲解
三
活动
前期研究
4.思考种植蔬菜的容器及摆放容器支架的结构。
几乎任何类型的容器都可以用来种菜，只要它足够坚固，能提供足够的空间和排水通道。除了传统的花盆、花槽等专业容器外，许多生活中的器物经过改装都可利用，如塑料盆、提桶、木箱、铝皮箱等都可加以利用。但无论选用什么容器，都要保证底部有排水孔。
新知讲解
四
活动
设计方案
1.集思广益，讨论立体小菜园的设计方案。
讨论要点：
（1）合适的容器：装土壤与种子的容器，底部要有排水孔，构造要平稳，适合摆放。
（2）设计支架：三角形结构稳定性最强，省材料。
（3）支架尺寸：实地测量阳台摆放位置的长、宽及最佳高度来确定支架的大小。支架不可过高，不利于浇水、施肥、采收等工作。
（4）支架的材料：木材或铁架。
（5）每个支架能放几个盆？需要做几个支架？
新知讲解
四
活动
设计方案
2.选出最佳方案，画出设计图。
新知讲解
五
活动
制作改进
1.按照设计方案，在校园里选择一个合适的地方，建造立体小菜园。
制作步骤：
①
②
③
④
⑤
根据设计图制作支架
在盆中加入培养土壤
埋下种子
按时浇水
定期观察并记录生长情况
新知讲解
五
活动
制作改进
2.与设计方案相比，在实际建造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？
（1）如果支架不够稳定，可以通过增加三角形结构，加强支架的稳定性。
（2）较软的材料，承受力较差。制作过程中，发现材料易变形，及时更换材料。
（3）在制作过程中，还有很多不确定因素，要根据实际情况及时修改方案。
新知讲解
五
活动
制作改进
3.如何做好立体小菜园的日常管理？
（1）定时、定量浇水。高温时早、晚浇水，少量勤浇为佳，但忌水涝，生长前期适合控水，保持湿润即可。
（2）生菜、樱桃萝卜、大蒜叶需要保证充足的光照；
茼蒿、鸡毛菜、菊花脑在弱光环境下即可。
（3）测量室内温度，如果天气较冷，可以给蔬菜搭建
小型的保温棚。
（4）立体小菜园要放在阳台最透风处，否则易发生病虫害。
（5）播种两周，于行间撒肥料；播种三周后，再追施1次。
新知讲解
六
活动
评价反思
1.对照要求，检查自己建造的立体小菜园。
要求 评价结果
采用立体种植方式 ☆ ☆ ☆ ☆ ☆
种植适合做汤的蔬菜 ☆ ☆ ☆ ☆ ☆
每周至少能提供两餐的汤菜 ☆ ☆ ☆ ☆ ☆
新知讲解
六
活动
评价反思
2.交流成果、经验，互相进行评价。
对自己的小菜园 对他人的小菜园
1.小菜园的特点是什么 1.评价立体小菜园的设计方案和建造工艺
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.在建造过程中遇到了哪些困难，是如何解决的 3.有哪些好的建议
…… ……
在评价时，可以确定几个方面进行评价。如蔬菜的多样性、采收率，支架的稳定性、承受力、美观性等。
新知讲解
3.如果再有一次设计、建造立体小菜园的机会，你会怎么做？
（1）根据同学们的评价及已有的经验，修改设计。
（2）支架方面除了要考虑其稳定性和承受力外，还要考虑支架的美观性、实用性等。
（3）对于生长不好的蔬菜，可以查阅资料，找到影响蔬菜生长的条件，如温度、湿度、土壤的养分、光照时间等。
六
活动
评价反思
课堂练习
1、种植蔬菜的土壤不需要养分。（ ）
一、判断
2、只要是蔬菜，都适合在家里的阳台种植。（ ）
3、放置蔬菜容器的支架可以利用三角形结构，因为三角形结构最稳固。（ ）
×
×
√
课堂练习
二、选择题
1、（ ）可以让小菜园健康成长。
A.半个月观察一次
B.定时浇水，及时通风
C.不需要通风
A
课堂练习
二、选择题
2、设计方案前，我们应该做好（ ）工作。
A.明确问题、前期研究
B.画图设计
C.制作成品
B
课堂小结
通过本课的学习你有哪些收获？
板书设计
STEM
学习立体小菜园
本课思维导图
了解要求
设计建造立体小菜园
……
明确问题
种什么菜？
需要种多少种
……
前期研究
菜的种类及数量
配置土壤 选择容器
支架……
设计方案
设计支架
选择容器
……
制作改进
评价反思
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