新苏教版五年级科学下册STEM学习、专项学习教学设计

 

《STEM学习----立体小菜园》教学设计【课标落实】科学知识：了解技术是人们改造周围环境的方法，是人类能力的延伸，工程是依据科学原理设计和制造物品、解决技术应用的难题、创造丰富多彩的人工世界的一系列活动；了解科学技术推动着人类社会的发展和文明进程。

科学探究：能基于所学的知识，通过观察、实验、查阅资料、调查、案例分析等方式获取事实的信息能基于所学的知识，运用分析、比较、推理、概括等方法得出科学探究的结论，判断结论与假设是否一致能基于所学的知识，采用不同的表述方式，如科学小论文、调查报告等方式，呈现探究的过程与结论；能基于证据质疑并评价别人的探究报告。

科学态度：能大胆质疑，从不同视角提出研究思路，采用新的方法、利用新的材料，完成探究、设计与制作，培养创新精神能接受别人的批评意见，反思、调整自己的探究；在进行多人合作时，愿意沟通交流，综合考虑小组各成员的意见，形成集体的观点。

科学、技术、社会与环境：了解人类的好奇和社会的需求是科学技术发展的动力，技术的发展和应用影响着社会发展（2）本单元学习内容基于《课程标准》课程内容中“技术与工程领域”的高年段要求18.2工程的关键是设计。

利用摄影、录像、文字与图案、绘图或实物，表达自己的创意与构思将自己简单的创意转化为模型或实物根据现实的需要设计简单器具、生产物品或完成任务18.3工程设计需要考虑可利用的条件和制约因素，并不断改进和完善。

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能性、预想使用效果从经济效益、社会效益、环境效益等方面评价某个工程设计，并提出改进和完善建议【教材分析】本项目以“立体小菜园”为主题，既反映了一种趋势，又回应了一种需求，从某种程度上还体现了对生活的一种引领。

通过设计建造立体小菜园，不仅有助于学生经历设计制作产品、完成项目的基本过程，认同创意设计能够改善生活质量，还有助于帮助学生建立以工程设计来满足生活需求的工程思维本项目将学生所可能经历的工程设计流程上的关键节点作为次级主题，包括了解需求、明确问题、前期研究、设计方案、制作改进、评价反思等六个要素，构成一个连续性的整体。

从工程设计的执行过程来看，上述六个要素表现为六个操作步骤，或者说构成学生要做的六件具体的事情具体来说，通过了解需求，理解制作立体小菜园的意义和价值；通过明确问题，了解到任务是什么，有哪些具体要求和限制条件；通过前提研究突破技术难题，确定设计点；通过设计方案，将各种想法建构为一个可操作的施工蓝图；通过制作改进，将想法落到实处，对标找差，作出调整；通过评价反思，回顾整个设计制作立体小菜园的过程，评价效果，提升认识。

而从工程设计的思维过程来看，这六个要素又不是线性的，它们前后关联，学生要不断经历回头看的过程【学情分析】对于高年级的小学生来说，设计、建造立体小菜园这样的活动是他们非常喜欢的但是，他们的这种喜爱往往聚焦在动手做，在动脑思的方面比较欠缺。

如果没有一个自始至终的思考作为驱动力，学生不仅做无目的，也可能做无恒心《立体小菜园》项目的设计，没有按照分课的形式呈现，而是按照学生所可能经历的工程设计的流程逐步展开的，包括了解需求、明确问题、前期研究、设计方案、制作改进、评价反思。

两个学习项目结合学生的年龄特点，以思维为核心，以需求导向、任务驱动的方式，带着学生真想、真做、真研究【教学目标】1．根据任务设计一个立体小菜园，能够说出完成任务经历了哪些步骤2．能够就一个主题梳理回顾已有知识，并将这些知识应用到问题情境中，对解决问题产生作用。

3．能够识别所要解决的问题，分析问题，解释自己的想法，运用一定的策略解决问题4．能够将各种想法汇集起来，设计成一个完整的建设方案5．能够基于测试结果进行评价反思，并联系前期研究、设计方案等环节，做出调整。

【教学重难点】重点：经历立体小菜园项目的全过程；针对问题进行前期研究；做出立体小菜园的设计方案难点：确定从哪些点上考虑立体小菜园的设计方案；结合立体小菜园的建造情况，开展评价反思【教学准备】教师材料：关于立体农场、阳台种植技术、适合阳台种植的蔬菜、配置培养土的方法等方面的文字、视频资料，教学PPT课件等。

学生材料：（1）用于“明确问题”的问题清单；（2）用于“前提研究”的各种文字、视频资料；（3）用来配制土壤的营养土、腐殖土、花园土等，花盆、小铲子等工具；（4）用来制作立体小菜园的材料，如PVC管、矿泉水瓶、花盆等，或者是现成的制作套件；相关的工具，如钉锤、老虎钳、螺丝刀等。

（5）用来画设计图的方格绘图纸、2B铅笔、直尺、橡皮等【教学时间】6课时【教学过程设计】第一课时一、了解需求1．出示全球人口总量增长的折线图、粮食产量的现状及土地资源的图片2．谈一谈，看了这些数据你有什么感想？。

3．学生思考并回答：人口过多，粮食稀缺，种植的土地不够……4．是啊，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?。

5．学生思考并回答：可以模仿立体停车场，设计立体农场6．谈话：立体农场对于解决粮食短缺的问题有什么优势吗？7．学生分析立体农场的优势：①整个设施可以放在城市中心、楼顶，避免物流运输带来的损耗②栽培密度很大，能够实现较大程度的机械化和自动化。

③可以随时提供新鲜的蔬菜8．谈话：既然那么好，所有土地都拿来建设立体农场好不好？9．学生分析立体农场得劣势：不全是，立体农场需要一定的人力成本，对光照、温度、水源的控制有一定要求前期搭建设施的投入较高，而且并不适宜种植所有的农作物。

10．同学们分析得非常全面，那么接下来这个问题请你们一起来分析分析［设计意图：做这个项目之前，首先要让学生知道为什么要做因此，这里向学生揭示了当前世界粮食需求日益增长与可供开垦土地紧缺的严峻局面，可以引导学生思考通过立体农场这个项目解决土地资源的迫切需要，认识到可以通过工程技术实现少用地、多生产的特点。

]二、明确问题1．出示情境：受新冠疫情影响，居家隔离中如何吃上干净新鲜的蔬菜成了需要解决的问题，立体农场的技术是否可以迁移到建阳台小菜园呢？2．提出任务：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3．谈话：如果要设计一个立体小菜园，需要考虑哪些问题?

4．大家可以请以小组为单位进行讨论，把建造立体小菜园的任务、要求及问题清单填写在表格里5．我们一起来看看同学们的结果吧6．学生汇报问题清单：（1）种什么菜?（2）用什么土壤在阳台种植呢？（2）一共需要种多少?。

（3）用什么容器来种?（5）怎么实现立体种植?（6）怎么计算汤菜的量?……7．对于这些问题，你们有解决方法吗？大家可以回家查阅资料或者询问周围有经验的大人，我们下节课一起分析讨论［设计意图：这里从现实生活出发，给提出了具体的任务和限制条件，同时将评价标准前置，让学生清晰地知道该怎么做，促使学生去考虑建立体小菜园需要注意的问题。

]第二课时三、前期研究问题一：如何选择适合在阳台种植的蔬菜1．同学们通过查阅资料，哪些蔬菜适合种植在阳台上呢？2．学生分享3．小结：西红柿、豆角、生菜、辣椒、樱桃萝卜、小菠菜等，这些蔬菜生命力顽强，不需要太深厚的土壤，可以在花盆中种植。

4．要完成“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”要在两周内完成，我们还需要考虑什么呢？5．需要考虑植物的生长周期，植物从萌发到完全成熟的生长全过程它取决于植物生长对环境的要求。

6．种植时需要考虑对温度、光照、水份、土壤要求不高的植物，同时要选择不易患病的品种。7．小结：常见的生长周期短的蔬菜有大蒜、萝卜、鸡毛菜、生菜等。

8．将要求与相符合的蔬菜品种连线问题二：如何选择阳台种植的土壤1．阅读课本52页土壤小资料2．补充资料：腐殖土是森林中表土层树木的枯枝残叶经过长时期腐烂发酵后形成的也可以用普通的土壤与各类有机垃圾（厨余垃圾）混合制成。

水培技术是无土栽培技术的一种，采用营养液代替土壤进行植物培植需注意的是营养液是经过专业的技术调配而成的3．谈话：参考这些资料，谈一谈你在栽培技术方面的构想4．学生分享交流问题三：如何选择搭建立体小菜园材料、容器。

1．你想搭建什么样的立体小菜园呢？你可以参考课本53页的案例，也可以根据自己查阅的资料，进行材料和容器的构想2．小组讨论3．汇报交流请同学们测算三口之家一顿汤菜所需的蔬菜量，以及需要种植的数量和面积填写在表格中。

尽量选择能同时满足多个限制条件的蔬菜来种植

［设计意图：这里实际上是给学生做了一个示范，首先提供了三种适合在阳台种植的蔬菜，提示学生需要研蔬菜的生长周期、营养、口感等，这样能让学生知道该研究蔬菜的哪些信息，选择能满足限制条件的蔬菜来种植然后，用相关资料补充说明了种植时还需要综合考虑土壤配制等栽培技术以及支架的设计与搭建。

引导学生在项目开始时要学会多方考虑，做好充足的准备工作]第三课时四、设计方案1．经过上节课的讨论，我们知道了适合种植在阳台的植物，种植土壤，同学选择了自己想要搭建的材料和容器，项目一步一步地推进，下一步你们打算做些什么呢？

2．学生：设计立体小菜园3．生集思广益，讨论立体小菜园的设计方案：测量小菜园的大小、支架的层数、稳定性、每层摆放的蔬菜的数量、支架的材质和数量……4．学生等比例画出设计图。

温馨提示：设计图中要标注清楚立体支架占地的长和宽，以及总高度每层层板上放置多少个花盆、花盆摆放在何处都要根据层板的长和宽做好合理规划，同时应调节好层板间的高度，以保证植物有充足的生长空间5．各小组分享交流方案。

6．学生对照标准，改进方案，选择最佳方案［设计意图：这里是在前期调查研究的基础上，先让学生讨论交流设计中需注意的问题，然后进行立体小菜园的方案设计告诉学生工程设计不是盲目地画图，而是在充分考虑项目标准的前提下，先形成最佳方案然后再画设计示意图，促进学生形成工程思维。

]第四、五课时五、制作改进学生根据设计方案提前准备搭建立体小菜园的材料1．以小组为单位，按照设计图，拼接各小组的立体小菜园2．立体小菜园的制作需要做好小组做好分工合作，按照搭支架、配制土壤、播种、浇水、摆放花盆的步骤完成制作。

3．教师需要督促学生对照设计图纸，一边制作一边在图纸上用彩笔标注好真实搭建时的方案，并在旁边备注修改的理由4．谈话：与设计方案相比，在实际制作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?5．学生分享交流

6．搭建好的小菜园，还需要注意什么呢？7．如何做好立体小菜园的日常管理？［设计意图：学生在这个环节真正开始了项目制作，唯有亲手制作才能意识到真实情况与设计方案的差别，因此，这里要求学生按照设计方案制作立体小菜园的同时，要不断进行修改，从而产生改进的意识。

]第六课时六、评价反思1．对照任务，检查自己建造的立体小菜园。

2．交流成果、经验，互相做出评价

3．如果再有一次设计、制作立体小菜园的机会，你会怎么做？记录你的评价和反思［设计意图：这里用了两张表格，首先引导学生对照清单，检查自己建造的立体小菜园的任务达成度，体验工程验收这一重要步骤，然后对自己和他人的小菜园进行评价。

在“回头看”的过程中，培养学生的反思意识，告诉学生制作的完成并不意味着项目的结束，还可以继续研究]【板书设计】立体小菜园了解需求明确问题（做一个阳台里的立体小菜园）前期研究设计方案制作改进评价反思《专项学习：像科学家那样……》教学设计

【课标落实】小学科学课程的总目标是培养学生的科学素养，并为他们继续学习、 成为合格公民和终身发展奠定良好的基础这就意味着科学课程不能只教给学生科学知识，更重要的是让他们认识到科学是什么，科学家怎么做科学研究，小孩子怎么学着科学家的样子做科学研究。

课程标准明确指出，科学探究是获取科学知识的主要途径，是通过多种方法寻找证据、运用创造性思维和逻辑推理解决问题，并通过评价与交流 等方式达成共识的过程在科学探究总目标中，要求学生知道科学探究需要 围绕已提出和聚焦的问题设计研究方案，通过收集和分析信息获取证据，经过推理得出结论，并通过有效表达与他人交流自己的探究结果和观点；能运用科学探究方法解决比较简单的日常生活问题。

要在探究过程中，初步了解分析、综合、比较、分类、抽象、概括、推理、类比等思维方法，发展学习能力、思维能力、实践能力和创新能力，以及运用科学语言与他人交流和沟 通的能力在科学探究活动的过程中，学生通过观察、实验等活动获取信息（证据），并通过思维活动处理加工，获得概念性知识。

专项学习“像科学家那样”以落实课程标准对科学探究能力发展的目标为指向，促进学生反思性思考，有助于学生对科学方法、步骤、程序有更完整的认识在一二年级的该专项学习中，突出了提出问题、搜集证据和分享交流三个过程要素，并以适合一、二年级学生年龄特点的方式，表述为发现问题、寻找证据、分享交流。

从三年级开始，进一步拓展到全部的探究过程环节，主要为：提出问题、作出假设、设计方案、搜集证据、处理信息、得出结论、分享交流几个方面到了五年级，又将查阅文献这一通过资料探究的独特探究方式专门提出介绍【教材分析】

苏教版科学五年级下册的专项学习《像科学家那样》通过提出“什么原因导致了野外萤火虫数量减少甚至消失？”的问题，让学生自主分析讨论，并对问题进行探究本专项学习主要分成两部分第一部分介绍了科学家在研究得到成果后分享成果的方式。

科学家要把自己研究的过程、结果以及取得的证据，通过报告、论文、著作等形式发表出来，让他人分享成果或做重复性实验进行验证当科学家的研究被认可之后，他的研究成果就会成为被大家接受的公共知识第二部分从萤火虫的现状入手，引发学生提出问题、作出假设、查阅文献、设计方案、搜集证据、处理信息、得出结论、分享交流。

在查阅文献阶段，引导学生合理利用各种资源与途径，依靠关键词预先了解与研究有关的知识【学情分析】通过一、二、三、四年级下册专项学习《像科学家那样》的学习，学生已经掌握了科学探究的发现问题、寻找证据、分享交流等几个步骤，学生的科学探究能力已经有了很大的提高，在此基础上，进行本节课内容的学习，进一步促进学生科学探究能力螺旋式上升。

【教学目标】1．通过自主阅读和交流介绍，了解科学家们向他人分享研究成果的方式2． 能够从问题情境中发现并提出问题，亲历科学探究的过程，并通过回顾这一探究过程，形成对科学探究活动要素的较为整体的认识3．着重培养学生根据问题自主查阅文献资料的能力，能够用合适的方式记录并整理分析信息。

【教学重点】了解和掌握查阅文献的新要求【教学难点】培养学生根据问题自主查阅文献资料的能力【教学准备】教师材料：资料、课件学生材料：与萤火虫有关的资料【教学时间】建议2～3课时【教学过程设计】一、阅读资料，了解科学家分享研究成果的方式。

1．提问：科学家经过坚持不懈的研究，终于得到了研究成果如果你是科学家，你会如何将你的研究成果分享给他人知晓呢？2．学生思考，发言，提出自己的方法3．教师出示图片，讲解科学家分享研究成果的方式4．小结：科学家要把自己研究的过程、结果以及取得的证据，通过报告、论文、著作等形式发表出来，让他人分享成果或做重复性实验进行验证。

当科学家的研究被认可之后，他的研究成果就会成为被大家接受的公共知识［设计意图：在四年级基础上，再认识科学家所具备的一些共同的专业素养，加深对科学家的认识，从而更好地像科学家那样进行研究]二、学习查阅资料。

（一）了解萤火虫1．出示萤火虫图片2．提问：你见过萤火虫吗？关于萤火虫，你都知道些什么？3．学生思考，讲述自己对萤火虫的认识4．提问：你是怎么知道这些的？5．学生讲述自己有关萤火虫的知识来源6．提问：我们可以通过什么方法，了解到更多关于萤火虫的知识？。

7．学生思考，提出更多获取知识的方法：看课外书、查百度……8．谈话：请同学们利用你们想到的方法，去收集更多有关萤火虫的知识9．教师组织学生到图书馆查阅资料10．教师在图书馆内现场组织“萤火虫知识分享会”，学生现场分享查到的有关萤火虫的知识。

［设计意图：通过学生的前知识，了解学生对萤火虫的理解及现阶段已掌握的查阅资料的方法，为后续进一步学习做铺垫]（二）探寻萤火虫的现状1．提问：在美丽的厦门，有一处美丽的萤火虫公园可在野外其他地方，我们已经很难找到野生萤火虫的身影了。

你知道这是为什么吗？萤火虫现在的生存状况又是如何的呢？2．学生小组讨论，发言，根据自己了解到的有关萤火虫的知识进行猜测3．谈话：要想知道这个问题的答案，我们还需要更多的有关萤火虫现状的资料你会用什么方法寻找这个问题的答案？请同学们在小组内讨论一下。

4．学生思考，组内讨论，发言5．教师出示两份有关萤火虫的资料（一份来自专家学者，一份来自普通民众），提问：他们都对萤火虫的现状进行了研究，你认为谁的更具有参考价值？6．学生思考，讨论，发表见解7．教师引导学生了解，我们可以通过专业杂志或专业机构的网站、学术期刊网站等处的文献，以及图书馆内的书籍资料等，了解专家学者对该问题的研究。

8．教师组织学生再次来到图书馆查阅相关资料，利用信息技术在专业网站上查阅资料9．教师组织“萤火虫生存现状汇报会”，学生分组汇报查阅到的资料10．谈话：相信查阅了文献之后，同学们对萤火虫的现状都有了更深入的了解。

那么，如何针对我们提出的问题进行研究呢？研究过程中有什么需要注意的？请同学们小组讨论，制定出本小组的研究方案11．学生分组讨论，制定本组的研究方案12．分小组在班级汇报本组研究方案，共同讨论，提出改进建议，完善本组方案。

［设计意图：要让学生了解到进行科学研究前需要进行资料的积累，可以使用多种方法查阅文献、收集资料同时，让学生通过集体讨论、制定方案、交流修改等环节，明确研究内容与过程，更好地开展研究活动]（三）搜集证据与处理信息。

1．教师组织学生汇报研究取得的阶段性成果2．提问：我们前期查阅的都是他人的资料，要想让我们的研究更加具有可信度，我们也要自己主动收集相关的证据，验证我们的猜想我们可以用什么方法呢？3．学生小组讨论，发言，提出搜集证据的方法：现场调查、采访专家……。

4．提问：前期大家都查阅了相关的文献，但是在刚才的汇报中，不同小组的文献资料中的观点或证据出现了不一致如果遇到这种情况，你该怎么办？5．学生讨论，发言，教师引导：要进行区分辨别运用交叉考证的方法，有助于提高证据的可信度。

6．谈话：接下来就请同学们结合我们课堂上学习的方法，根据本小组的研究方案开始进行研究吧7．教师鼓励学生利用课余时间及周末开展科学研究活动［设计意图：指导学生通过多种方法搜集证据，有助于学生多角度、全方位地对问题开展研究。

研究过程中，要注意指导学生用合适的方法对收集到的信息进行处理与分析，以得出相对科学的结果]（四）得出结论、分享交流1．提问：通过研究，你得到了什么结论？2．学生分小组进行组内小结，在研究方案的末尾补充研究得到的结论。

3．教师组织学生自选形式进行汇报，汇报内容包括：研究的问题、提出的假设、研究方法、研究过程、研究结论等4．提问：你还有没有其他方法向别人分享你的发现？5．教师指导学生结合整个研究过程，尝试写研究论文［设计意图：回顾本课学生研究经历的科学研究的过程，指明学生经历了和科学家进行科学研究的过程相同。

]三、运用与拓展1．提问：通过这段时间的研究活动，你有什么收获？2．学生思考，发言，谈自己的收获3．谈话：希望同学们在今后的学习生活中，遇到自己感兴趣的问题，也能够像今天这样，像科学家一样，经历完整的研究过程，得到令人信服的结果。

［设计意图：体会自己的研究过程和科学家的探究过程相同]【板书设计】像科学家那样提出问题→作出假设→查阅文献→设计方案→搜集证据→处理信息→得出结论→分享交流查阅文献：专业网站、学术期刊网站、书籍资料……→区分、辨别。

分享交流：报告、论文、著作……声明：资源来自网络，供教师教学使用与参考，若有侵权请联系我们删除。

免责声明：本站所有信息均搜集自互联网，并不代表本站观点，本站不对其真实合法性负责。如有信息侵犯了您的权益，请告知，本站将立刻处理。联系QQ：1640731186