小学科学人教鄂教版（2024）六年级上册17 设计与建造“植物工厂”教案

这是一份小学科学人教鄂教版（2024）六年级上册17 设计与建造“植物工厂”教案，共9页。教案主要包含了观察和聚焦问题，拓展与应用，练一练，连线题，板书设计等内容，欢迎下载使用。
人教鄂教版 六年级上册 《建造“植物工厂”》单元 17.设计与建造“植物工厂” 教学设计
单元
《建造“植物工厂”》
课题
17.设计与建造“植物工厂”
课时
1
核心 概念
13.工程设计与物化
学习内容及要求
13.1 工程需要定义和界定
5-6年级 ①定义简单工程问题，包括材料、时间或成本等限制条件，提出验收标准。
13.2 工程的关键是设计
5-6年级 ②利用示意图、影像、文字或实物等多种方式，阐明自己的创意，初步认识设计方案中各影响因素间的关系。
③基于有说服力的论证，认同或质疑某些设计方案，并初步判断其可行性和合理性。
13.3 工程是设计方案物化的结果
5-6年级 ④利用工具制作简单的实物模型，根据实际反馈结果进行改进并展示。
教学目标
科学观念（对客观事物的总体认识）科学思维（对客观事物的认识方式）
探究实践（科学探究能力 技术与工程实践能力 自主学习能力） 态度责任（科学态度 社会责任）
科学观念
知道设计一个“植物工厂”需要考虑很多因素。
科学思维
能根据设计方案分析并搜集可利用的资源。
能简单评估建造一个“植物工厂”的可行性，能够对材料的成本进行预估。
能画出“植物工厂”的简单设计图。
探究实践
1.能根据设计方案，尝试动手建造一个微型“植物工厂”。
2.能从经济效益、社会效益、环境效益等方面评价“植物工厂”的设计，并提出改进和完善的建议。
态度责任
对设计和建造“植物工厂”感兴趣，体会亲自动手建造的乐趣。
教学
重点
本课必须掌握的东西，如：科学原理需要掌握的，动手操作中需要掌握的等等。
对要改造成植物工厂的家庭或学校的一角，做出合理的设计方案，画出简单的设计图。
教学 难点
学生难以掌握的东西，如：难理解什么？难操作什么？
根据设计意图，分析可利用的资源。
简单评估完成一个产品或系统的可行性，预想使用效果。
教学 准备
教师：1.爱牛课件优化 教师：1.家庭、学校、办公楼、酒店里的植物工厂的图片或视频。2.建造“植物工厂”的相关材料：塑料箱、泡沫塑料盒、台灯、塑料管、水泵、滴箭或其他可替代材料。
学生：1.建造“植物工厂”的相关材料。2.学生活动手册，记录笔等。
教学过程
教学 环节
教学活动
设计思路
教学备注
一、观察和聚焦问题：我们的家里或学校中种植的植物在种植、摆放、管理等方面存在哪些问题？（预设5分钟）
1.图片、视频导入
教师展示教室或家庭一角种植的植物的图片，提出问题：我们的家里或学校中种植的植物在种植、摆放、管理等方面存在哪些问题？学生可以实际观察周围种植的植物，然后把发现的问题说出来。
谈话：正如同学们所说，这些场所植物的种植和管理方式存在不合理的地方，能不能建造一个微型“植物工厂”来解决这些问题呢？下面我们就来寻求解决问题的办法。
在课的开始环节，教师要从学生身边熟悉的场所入手，利用上一课学到的植物工厂的知识，引导学生分析和思考家庭或学校中种植的植物在哪些方面存在种植和管理问题。教学活动以真实的生活问题为驱动，引导学生发现问题、分析问题和解决问题。
科学实践活动：（20分钟）
（一）设计“植物工厂”
（二）建造“植物工厂”
1.设计“植物工厂”。
教师结合上一课的知识，提出问题引导学生思考：我们可以利用哪些技术手段来解决这些问题？如果在家庭或学校的一角设计并建造一个“植物工厂”，需要考虑哪些因素？
学生围绕这些问题进行讨论。
学生讨论结束后，进行交流汇报。然后进一步聚焦问题：如何设计和建造一个“植物工厂”来解决问题？
谈话：建造植物工厂首先要进行设计，这好比盖一栋大楼，要先画出设计图纸一样，我们怎样设计我们的“植物工厂”，请把它的设计图画出来，并在设计图上注明一些需要考虑的因素。
学生小组讨论如何设计“植物工厂”，并开始做出自己的设计方案。学生在设计的过程中，教师可以给出一些提示启发他们的思考：设计一个“植物工厂”，根据所选择的场地，不但要从空间利用、灌溉、光照、营养供给、温度控制、管理等方面进行考虑，还要考虑材料是否容易获得、材料成本要尽量低。此外，还要注意小组成员的分工。
设计方案完成后，开展小组间交流，在交流的过程中逐步完善各组的设计方案。
2.搜集和准备相关的材料和工具。
教师可以展示一个小组的设计方案，根据这个方案提出问题：按照这个设计方案建造“植物工厂”需要哪些材料和工具？学生作出回答并相互交流自己的看法。各组按照上面的方法，对照本组的设计方案，思考如何准备材料和工具，并根据实际的材料情况对自己的设计方案做适当的调整。最后，各组列出自己的材料和工具清单，课下搜集材料和工具。
1.建造和展示“植物工厂”。
根据选择的场地，在家庭或学校建造“植物工厂”。（如果在家建造“植物工厂”，须有成人陪同，注意一些安全事项。如果在学校建造“植物工厂”，各个小组相互合作，每个小组完成一个子项目，大家在一起完成一个“植物工厂”的建造。）各小组展示建造的“植物工厂”，说一说它的特点，如利用的是什么技术、如何实现它们的功能等。
2.对建造的“植物工厂”进行相互评议。
谈话：我们建造的“植物工厂”各具特色，它们充分体现了同学们的聪明才智和动手能力。下面小组之间相互评议，大家可以从不同角度对建造的“植物工厂”进行评价，找出它们的优点和不足。
学生观摩其他小组的“植物工厂”，找出它们的优点和不足。
最后全班交流汇报，说一说每个“植物工厂”的优点和不足。
3.改进“植物工厂”。
谈话：通过小组间的互评，同学们获得了哪些启发？针对自己的“植物工厂”的不足之处，说一说我们应该怎样改进。
学生交流和汇报自己的改进方法。
谈话：通过交流，同学们可能获得了新的灵感和启发，希望在课后对自己的作品进一步改进，使它更加科学合理。利用一些材料和工具，各小组针对“植物工厂”的不足地方进行改进。
建造“植物工厂”的关键是设计，设计方案决定了“植物工厂”的最终效果。教师要引导学生思考如何进行设计，要充分调动学生的思维，将设计方案和实际材料结合起来，使设计方案能够落到实处。
设计“植物工厂”首先要确定改造的场所，它可以是校园一角、教室一角、实验室一角或者是家里的一角，也可以是学生感兴趣的一个场所，重要的是这些地方要能够方便改造。
设计时，要从植物生长的条件和现有技术出发，不追求高大上的设计和建造方法，只要能够体现植物工厂的一些理念和某些技术即可。
设计“植物工厂”时，对于立体化利用空间和选用人工光源，学生容易想到，且操作简便。保温和通风换气基本是靠原有场所的设施，可改造性不大，不太适合作为建造“植物工厂”的技术手段。配制营养液操作起来难度较大，可以直接购买配制好的营养液，这样省时省力。管道自动灌溉技术，制作起来难度也很大，技术要求高，可以参考教科书呈现的制作方法。管理和控制技术，可以根据自身条件，有选择地使用一些身边现成的技术手段，如上一课提到的智能花草监测仪。
学生根据设计思路画好设计图。建造“植物工厂”是一个比较复杂的项目，需要做好项目分解，并对材料的成本进行预估。为了体现工程思维，可以虚拟一些材料的价格，让学生依据材料的价格来预估成本。
在搜集相关的材料时，要因地制宜，以废物利用为主，尽量降低材料的成本。
学生建造的“植物工厂”不必拘泥于教科书提供的案例，可以因地制宜地自行设计和建造，只要能够体现植物工厂里的某些技术和理念即可。
对“植物工厂”进行相互评议时，教师可以引导学生从技术手段、经济成本、环保等不同的角度进行评价，体现科学、技术和社会的联系。
教科书呈现了针对人工光源和自动灌溉进行了改进，这些改进方法可供学生借鉴。建造的“植物工厂”可因地制宜地采取不同方法进行改进。改进环节可以反复进行，直到满意为止。
三、拓展与应用（预设5分钟）
谈话：植物工厂不仅应用于农作物的生产领域，还可以应用于日常生活的各个场所，植物工厂几乎无处不在。
教师出示不同场所中的植物工厂，让学生认识到植物工厂的更多用途------美化环境、清洁空气。
最后，教师可以提出问题让学生畅想：在未来，植物工厂还会出现在哪里？它们可能会是什么样的？
学生思考这些问题，并发挥自己的想象力进行回答。
总结：植物工厂还可以为那些在特殊环境下生活的人们提供食物等生命保障系统，如在国防装备、远洋舰船、沙漠荒岛、航空航天等环境下生活的人。未来，植物工厂很可能会走出地球，走向太空，帮助人们在其他星球上建立生活家园。
在向学生介绍生活中不同场所的植物工厂时，学生可能会产生疑问：它们为什么和前面展示的规模化的植物工厂存在不同？这时教师可以向学生说明它们也利用了植物工厂的一些技术，是一种简易的植物工厂。
畅想植物工厂未来的发展是培养学生创造力的好机会，可以鼓励学生发散思维、大胆想象。
学生可能对植物工厂在航天领域的应用有一定的兴趣，教师可以搜集一些资料向学生介绍这方面的应用，如在国际空间站的一个微波炉大小的盒子里种植的生菜，我国“神舟十一号”载人飞船里的航天员在太空中种植生菜等。
四、练一练
一、判断题，对的打V,错的打X.
1.设计植物工厂需要考虑空间因素。（ ）
2.露地栽培可以实现大面积种植。（ ）
3.植物工厂能实现自动化控制和科学管理。（ ）
4.植物工厂可以控制光照，温度，适度，通风等，不受自然条件的限制。（ ）
5.动物从植物中获得能量，植物从土壤中获得能量。（ ）
二、连线题
露地栽培 利用工程技术手段进行一定程度的控制
设施栽培 用计算机和电子传感系统进行自动控制
植物工厂 受自然条件限制
参考答案：
判断
(1) ✓ （2)✓ (3) ✓ （4) ✓ （5) X
二、连线题
露地栽培 利用工程技术手段进行一定程度的控制
设施栽培 用计算机和电子传感系统进行自动控制
植物工厂 受自然条件限制
五、板书设计
17、设计与建造“植物工厂”
设计与建造“植物工厂”
设计植物工厂
建造植物工厂
无所不在的植物工厂