17《設計與建造“植物工廠”》 教學設計-2024-2025學年科學六年級上冊人教鄂教版

17《設計與建造“植物工廠”》教學設計-2024-2025學年科學六年級上冊人教鄂教版主備人備課成員教學內(nèi)容《設計與建造“植物工廠”》教學設計，針對2024-2025學年科學六年級上冊人教鄂教版教材。本節(jié)課主要內(nèi)容包括：教材第17章《設計與建造“植物工廠”》，涉及以下內(nèi)容：

1.植物工廠的定義、特點及意義；

2.植物工廠的設計原則和方法；

3.植物工廠的建造過程及關鍵要素；

4.植物工廠在實際生產(chǎn)中的應用；

5.植物工廠在我國的發(fā)展現(xiàn)狀及前景。核心素養(yǎng)目標1.培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維，通過設計植物工廠方案，提高解決問題的能力；

2.發(fā)展學生的科學探究精神，通過實驗和觀察，了解植物生長條件；

3.增強學生的實踐操作能力，通過動手搭建植物工廠模型，掌握實際操作技能；

4.提升學生的團隊協(xié)作能力，在小組活動中共同完成設計與建造任務；

5.培養(yǎng)學生的社會責任感，了解植物工廠對環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展的影響。教學難點與重點1.教學重點

本節(jié)課的核心內(nèi)容包括：

-植物工廠的概念及其與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的區(qū)別，重點理解植物工廠如何通過科技手段優(yōu)化植物生長環(huán)境（如光照、溫度、濕度控制）。

-植物工廠的設計原則，包括空間布局、照明系統(tǒng)、灌溉系統(tǒng)等的設計要點，重點掌握如何平衡成本與效果，實現(xiàn)高效生產(chǎn)。

-植物工廠的建造過程，重點學習如何根據(jù)設計圖紙進行材料選擇和結構搭建。

2.教學難點

本節(jié)課的難點內(nèi)容有：

-理解植物工廠的自動化控制系統(tǒng)，難點在于如何將理論知識與實際操作相結合，例如，如何通過編程控制LED燈的亮度和工作時間。

-設計植物工廠的光照方案，難點在于如何根據(jù)不同植物的光照需求設計合適的光照系統(tǒng)，例如，如何選擇合適的光源和光周期。

-搭建植物工廠的模型，難點在于如何準確把握設計圖紙，將設計理念轉化為實際模型，例如，如何確保灌溉系統(tǒng)的均勻性和有效性。學具準備多媒體課型新授課教法學法講授法課時第一課時師生互動設計二次備課教學方法與手段教學方法：

1.講授法，通過講解植物工廠的基本概念、設計原則和建造過程，為學生提供系統(tǒng)知識。

2.討論法，組織學生分組討論，探討植物工廠的設計方案，激發(fā)學生的創(chuàng)新思維。

3.實驗法，通過搭建植物工廠模型，讓學生親身體驗建造過程，增強實踐操作能力。

教學手段：

1.使用多媒體設備，展示植物工廠的實例圖片和視頻，直觀展示其結構和功能。

2.利用教學軟件，模擬植物工廠的環(huán)境控制系統(tǒng)，讓學生更深入理解其工作原理。

3.通過網(wǎng)絡資源，提供相關資料和案例，幫助學生擴展知識面，提高學習效率。教學過程1.導入（約5分鐘）

-激發(fā)興趣：展示一張現(xiàn)代植物工廠的圖片，提問學生：“你們知道這是在哪里嗎？這樣的農(nóng)場和傳統(tǒng)農(nóng)場有什么不同？”

-回顧舊知：簡要回顧上一節(jié)課學習的植物生長的基本條件，如光照、水分、溫度等。

2.新課呈現(xiàn)（約30分鐘）

-講解新知：詳細介紹植物工廠的定義、特點及其在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要性。

-舉例說明：通過展示幾個不同類型的植物工廠案例，解釋其設計原則和建造過程中的關鍵要素。

-互動探究：將學生分成小組，每組設計一個簡單的植物工廠模型，并討論其設計理念和預期效果。

3.鞏固練習（約20分鐘）

-學生活動：每組學生根據(jù)討論結果，動手搭建一個簡易的植物工廠模型，并嘗試解決可能遇到的問題。

-教師指導：在學生活動過程中，教師巡回指導，幫助學生解決實際問題，并提供必要的建議。

4.總結與反饋（約10分鐘）

-總結：邀請每組學生分享他們的設計理念和建造過程中的體會，教師進行點評和總結。

-反饋：教師根據(jù)學生的表現(xiàn)和反饋，對本次課程的教學效果進行評估，并給予學生建設性的反饋。

5.作業(yè)布置（約5分鐘）

-布置作業(yè)：要求學生根據(jù)今天的課堂學習，撰寫一篇關于植物工廠的短文，介紹其優(yōu)勢和可能的挑戰(zhàn)。

6.課堂結束語（約5分鐘）

-結束語：強調(diào)植物工廠作為現(xiàn)代科技在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用價值，鼓勵學生繼續(xù)探索相關領域的知識。學生學習效果學生在完成《設計與建造“植物工廠”》這一章節(jié)的學習后，應取得以下效果：

1.知識掌握方面：

-學生能夠準確描述植物工廠的定義、特點和意義，理解其與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的區(qū)別。

-學生能夠闡述植物工廠的設計原則和方法，以及建造過程中的關鍵要素。

-學生能夠列舉植物工廠在實際生產(chǎn)中的應用案例，了解其在農(nóng)業(yè)發(fā)展中的作用。

2.技能提升方面：

-學生通過設計植物工廠方案，提高了創(chuàng)新思維和問題解決能力。

-學生通過搭建植物工廠模型，掌握了實際操作技能，增強了實踐操作能力。

-學生在小組討論中，提升了團隊協(xié)作能力和溝通能力。

3.素養(yǎng)發(fā)展方面：

-學生在探究植物工廠的設計與建造過程中，培養(yǎng)了科學探究精神，提高了實驗和觀察能力。

-學生通過了解植物工廠對環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展的影響，增強了社會責任感和環(huán)保意識。

-學生在學習過程中，學會了運用所學知識解決實際問題，提高了知識運用能力。

4.思維品質(zhì)方面：

-學生能夠從多個角度思考問題，提出獨到的見解和創(chuàng)新的解決方案。

-學生能夠批判性地分析植物工廠的優(yōu)缺點，提出改進意見。

-學生能夠?qū)⑺鶎W知識與現(xiàn)實生活相結合，認識到科技在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要性。

5.情感態(tài)度方面：

-學生對植物工廠產(chǎn)生濃厚的興趣，愿意深入了解相關領域的知識。

-學生對科學探究持有積極態(tài)度，樂于參與實驗和實踐活動。

-學生對農(nóng)業(yè)發(fā)展充滿信心，對未來農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新持有樂觀態(tài)度。典型例題講解例題1：設計一個植物工廠的光照系統(tǒng)

題目：假設你負責設計一個植物工廠的光照系統(tǒng)，該工廠主要種植葉菜類植物。請描述你的設計思路，包括光源選擇、光照強度和光周期的設定。

答案：我會選擇LED光源，因為它們能提供植物生長所需的光譜，且能耗較低。光照強度應設置為300-500μmol/m2·s，以促進葉菜類植物的生長。光周期可以設置為16小時光照和8小時黑暗，以模擬自然光周期。

例題2：分析植物工廠的灌溉系統(tǒng)設計

題目：請分析一個植物工廠的灌溉系統(tǒng)設計，包括灌溉方式、灌溉時間和灌溉頻率的選擇。

答案：植物工廠的灌溉系統(tǒng)通常采用滴灌或噴霧灌溉，以保證水分均勻分布。灌溉時間可以設置為早晨和傍晚，以減少水分蒸發(fā)。灌溉頻率取決于植物類型和生長階段，通常每天1-2次。

例題3：計算植物工廠的能耗

題目：一個植物工廠每天運行16小時，其中光照系統(tǒng)功率為10千瓦，空調(diào)系統(tǒng)功率為5千瓦。請計算該植物工廠一天的能耗。

答案：光照系統(tǒng)一天的能耗為10千瓦×16小時=160千瓦時，空調(diào)系統(tǒng)一天的能耗為5千瓦×16小時=80千瓦時。因此，植物工廠一天的能耗為160千瓦時+80千瓦時=240千瓦時。

例題4：評估植物工廠的環(huán)境控制系統(tǒng)

題目：請評估一個植物工廠的環(huán)境控制系統(tǒng)，包括溫度、濕度和二氧化碳濃度的控制。

答案：環(huán)境控制系統(tǒng)應保持溫度在18-25攝氏度之間，濕度在40%-70%之間，二氧化碳濃度在400-1000ppm之間。這些條件有助于植物的最佳生長。

例題5：討論植物工廠的社會和環(huán)境影響

題目：討論植物工廠對當?shù)厣鐓^(qū)和環(huán)境可能產(chǎn)生的正面和負面影響。

答案：植物工廠的正面影響包括減少土地使用、降低水資源消耗、減少化學肥料使用和提供新鮮農(nóng)產(chǎn)品。負面影響可能包括較高的初始投資成本、能源消耗和可能對當?shù)剞r(nóng)業(yè)經(jīng)濟的沖擊。板書設計1.植物工廠的基本概念與特點

①植物工廠定義

②植物工廠與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的區(qū)別