資源簡介

STEM學習 立體小菜園單元概要分析
一、單元整體解讀與學情分析
時代在進步，當前我國經濟社會的發展越來越依靠科技自主創新，依靠廣大公民科技素養的提高，其中，技術與工程素養的重要性日益凸顯。2017年頒布的《義務教育小學科學課程標準》新增“技術與工程領域”，是因應公民提升技術與工程素養需求的必要之舉。
技術與工程素養是一種專門的素養，應該得到專門的訓練。因此，除了在物質科學、生命科學和地球與宇宙科學領域的部分學習主題中有所滲透外，新編蘇教版教材還專設了若干針對技術與工程領域的主題單元和學習項目，STEM項目學習就是其中重要的組成部分。
作為技術與工程實踐活動的STEM項目學習，以工程設計為基石，強調學生用科學、技術、工程、數學各個領域的知識自主解決遇到的問題，不僅凸顯體驗的真實性，增加學習的意義性和趣味性，還指向科學概念的建構和高階思維的發展。在教材中增設STEM項目學習，在一定程度上彌補了以往教材為學生提供綜合運用知識解決真實情境中的復雜問題機會的不足。
在STEM項目主題的選擇上，要從學生身邊常見的問題、話題入手。一方面，隨著耕地的日益減少，工程師開始設計建造垂直農場來增加耕作面積，提高農作物產量；另一方面，隨著生活水平的提高，人們對生活品質有了更高的追求，在陽臺種植蔬菜、花卉，既綠色環保，又能在一定程度上滿足基本生活之需，這一做法正成為城鎮生活的一種新常態。本項目以“立體小菜園”為主題，既反映了一種趨勢，又回應了一種需求，從某種程度上還體現了對生活的一種引領。設計建造立體小菜園，不僅有助于學生經歷設計制作產品、完成項目的基本過程，認同創意設計能夠改善生活質量，還有助于學生建立以工程設計來滿足生活需求的工程思維。
對于高年級的小學生來說，設計建造立體小菜園這樣的活動是他們非常喜歡的。但是，他們的這種喜歡往往聚焦在動手做，在動腦想方面比較欠缺。如果沒有一個自始至終的思考作為驅動力，學生不僅做無目的，也可能做無恒心。“立體小菜園”項目的設計，沒有按照分課的形式呈現，而是按照學生可能經歷的工程設計的流程逐步展開，包括了解需求、明確問題、前期研究、設計方案、制作改進、評價反思。兩個學習項目結合學生的年齡特點，以思維為核心，以需求導向、任務驅動的方式，帶著學生真想、真做、真研究。
二、單元目標解讀與概念分析
（1）本單元通過一系列動手、動腦活動，落實《課程標準》高年段的課程目標。
科學知識：
了解技術是人們改造周圍環境的方法，是人類能力的延伸，工程是依據科學原理設計和制造物品、解決技術應用的難題、創造豐富多彩的人工世界的一系列活動；了解科學技術推動著人類社會的發展和文明進程。
科學探究：
能基于所學的知識，通過觀察、實驗、查閱資料、調查、案例分析等方式獲取事物的信息。
能基于所學的知識，運用分析、比較、推理、概括等方法得出科學探究的結論，判斷結論與假設是否一致。
能基于所學的知識，采用不同的表述方式，如科學小論文、調查報告等方式，呈現探究的過程與結論；能基于證據質疑并評價別人的探究報告。
科學態度：
能大膽質疑，從不同視角提出研究思路，采用新的方法、利用新的材料，完成探究、設計與制作，培養創新精神。
能接受別人的批評意見，反思、調整自己的探究；在進行多人合作時，愿意溝通交流，綜合考慮小組各成員的意見，形成集體的觀點。
科學、技術、社會與環境：
了解人類的好奇和社會的需求是科學技術發展的動力，技術的發展和應用影響著社會發展。
（2）本單元學習內容基于《課程標準》課程內容中“技術與工程領域”的高年段要求。
18.2 工程的關鍵是設計。
利用攝影、錄像、文字與圖案、繪圖或實物，表達自己的創意與構想。
將自己簡單的創意轉化為模型或實物。
根據現實的需要設計簡單器具、生產物品或完成任務。18.3 工程設計需要考慮可利用的條件和制約因素，并不斷改進和完善。
根據設計意圖，分析可利用的資源。
簡單評估完成一個產品或系統的可行性，預想使用效果。
從經濟效益、社會效益、環境效益等方面評價某個工程設計，并提出改進和完善建議。
三、單元構成與邏輯分析
本項目將學生可能經歷的工程設計流程上的關鍵節點作為次級主題，包括了解需求、明確問題、前期研究、設計方案、制作改進、評價反思等六個要素，構成一個連續性的整體。從工程設計的執行過程來看，上述六個要素表現為六個操作步驟，或者說構成學生要做的六件具體的事情。具體來說，通過了解需求，理解制作立體小菜園的意義和價值；通過明確問題，了解任務是什么，有哪些具體要求和限制條件；通過前期研究，突破技術難點，確定設計點；通過設計方案，將各種想法建構為一個可操作的施工藍圖；通過制作改進，將想法落到實處，對標找差，作出調整；通過評價反思，回顧整個設計建造立體小菜園的過程，評價效果，提升認識。而從工程設計的思維過程來看，這六個要素又不是線性的，它們前后關聯，學生要不斷經歷回頭看的過程。
四、單元教學目標
（1）根據任務設計一個立體小菜園，能夠說出完成任務經歷了哪些步驟。
（2）能夠就一個主題梳理回顧已有知識，并將這些知識應用到問題情境中，對解決問題產生作用。
（3）能夠識別要解決的問題，分析問題，解釋自己的想法，運用一定的策略解決問題。
（4）能夠將各種想法匯集起來，構成一個完整的設計方案。
（5）能夠基于測試結果進行評價反思，并聯系前期研究、設計方案等環節，作出調整。
五、單元活動導圖
六、課時安排
序號 課題 課時
1 STEM學習 立體小菜園 6
總課時 6

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