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鱼菜共生系统教学设计2
2025-09-30 22:42:00 责编:小OO
文档
科学课程探究实践活动教学设计

姓   名***

学校***

年级五年级
活动名称鱼菜共生系统
涉及课程标准的内容核心概念6:生物体的稳态与调节

6.2植物能制造和获取养分来维持自身的生存

5-6年级:①知道植物可以利用阳光、空气和水分在绿色叶片中制造其生存所需的养分。

核心概念13:工程设计与物化

13.2工程的关键是设计    

5-6年级: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。

学习任务学生先通过水产养殖和蔬菜种植中出现的问题进行思考,将学习活动聚焦于鱼菜共生系统。学生完成原理学习后开展鱼菜共生系统工程实践活动,活动中学生需要了解工程实践的整体步骤,并学习不同工具的功能和使用方法,在具备整体实践思路下完成鱼菜共生系统的探究。学生完成学习后打造鱼菜共生系统并思考自己设计系统存在的缺点,继而引发后续的改进活动,最终改善鱼菜共生系统设计,促进学生工程思维的发展。
学习目标1.理解鱼菜共生系统的结构组成和生态设计;能基于所学科学原理提出多种设计方案,能对设计方案进行比较,选择并优化设计方案。

2.能基于检验数据发现鱼菜共生系统存在的不足,提出合理的改进计划。

3.初步掌握工程实践的过程,具备初步使用工具、制作实物的能力。

4.体会展示数据成果的喜悦感和成就感,形成尊重他人、认真倾听、敢于发表意见的品质。

实施规划(6课时)

学习流程实践任务课时
基于真实情境,提出问题任务1:针对现实生活中的真实问题,提出问题。分析并定义问题,明确要完成的科学探究实践及技术工程实践等任务。

任务2:提出并制定任务成功完成的评估标准(考虑特定规格及约束条件)。

1
调查分析,设计方案任务3:调查不同的鱼菜共生系统,并比较其适用范围及优缺点。

任务4:利用表格等整理不同鱼菜共生系统的生物种类选择、比例及工程结构。

1
任务5:根据前期准备,做出鱼菜共生系统设计方案(综合考虑功能、技术可行性、成本、维修、产量等)。

1
实施计划,检验作品任务6:制作鱼菜共生系统。

1
  任务7:测试与改进(测试有效性、效率和耐用性等,根据实际效果对方案进行比较和优选)

1
发布成果,改进完善任务:8:鱼菜共生系统成果发布,并反思改进(进一步迭代)。

1
第 1课时 

学习任务任务1:针对“养殖鱼为保持水质频繁换水以及种植蔬菜大规模施肥等”的真实问题,提出工程问题。分析并定义问题,明确与“鱼菜共生系统”相关科学探究实践及技术工程实践等任务。

任务2:提出并制定任务成功完成的评估标准(考虑“自鱼菜共生系统阶段”特定规格及约束条件)。

学习目标1.通过了解鱼类养殖和蔬菜种植的过程,关注“如何解决养鱼不换水而无水质忧患,种菜不施肥而正常成长”的问题,提出“设计与制作鱼菜共生系统”的工程问题。

2.能分析传统鱼类养殖和蔬菜种植模式,对传统模式的问题进行描述、解释。

3.理解技术与工程涉及明确问题、设计方案、实施计划、检验作品、改进完善、发布成果等要素,能根据劳动基地的具体情况,制定合理的实施计划。

4.对鱼菜共生系统问题具有探究热情,发展与同学合作完成任务的意识。

重点难点重点:

明确“设计与制作鱼菜共生系统”的工程问题及实践任务。

难点:

借助跨学科知识和相关材料,与同学合作提出成功解决问题的评价标准。

学情分析学生已经对生物生存的条件、环境及生物生长需要的物质有了丰富的感知和全面的认识,学会了观察和记录方法,拥有一定的实验、分析能力。

但学生对生态系统的组成及生态平衡的认识还缺乏全面、整体性的科学认识。学生需在本课中理解生态系统中植物、动物、微生物之间的关系,建立共生系统的概念,理解生态平衡的重要意义,将之前的零散认知进行系统建构,形成对共生系统和生态平衡的认识。

课时活动设计表

第 2课时 

学习任务任务3:收集调查不同的鱼菜共生系统,并比较其设计适用范围及优缺点。

任务4:利用表格等整理不同鱼菜共生系统的生物种类选择、比例及工程结构,通过网络以及书本资源查找所涉及的资料。

学习目标1.在收集并记录不同种类的鱼菜共生系统过程中,认识到不同的鱼菜共生系统设计会有不同的优点和缺点。

2.通过分析获得的资料,归纳不同鱼菜共生系统设计的优点和缺点,学会根据现实和自己的技能水平判断适合自己的设计。

3.利用网络资源和书本资源收集鱼菜共生系断出适统的设计资料。

4.能够正确规范地使用网络资源,体会到科技发展对学习探究带来了便利。

重点难点重点:

调查不同的鱼菜共生系统,并比较其适用范围及优缺点。

难点:

利用表格与同学整理不同鱼菜共生系统的生物种类选择、比例及工程结构。

学情分析学生已经对鱼菜共生系统有了丰富的感知和全面的认识,学会用表格整理类比和记录,拥有一定的实验、分析能力。

但学生对生态系统的组成及生态系统的优缺点的认识还缺乏全面、整体性的科学认识。学生需在调查不同的鱼菜共生系统中,找到贴合实际需要的生物种类、比例以及工程。

第 3课时 

学习任务任务5:根据前期准备,做出鱼菜共生系统设计方案(综合考虑功能、技术可行性、成本、维修、产量等)。

学习目标1.通过在前期的准备过程中,综合考虑到鱼菜共生系统的功能、技术可行性、成本、维修、产量等问题。

2.通过分析对所做出的鱼菜共生系统设计方案,学会根据已有的工具以及制作水平设计出适合的鱼菜共生系统方案。

3.利用现有的鱼菜共生系统水平设计出方案。

4.对鱼菜共生系统设计方案具有探究热情,发展与同学合作完成的意识。

重点难点重点:综合考虑到鱼菜共生系统的功能,技术可行性、成本、维修、产量等因素。

难点:根据现有的工具和技术水平设计出合适的鱼菜共生系统。

学情分析学生在前期的学习过程中,对鱼菜共生系统系统已经有了一定的了解,对于鱼菜共生的理论知识较强,但在实践操作这一方面还有待进一步提高,通过对鱼菜共生系统的设计方案的实际操练过程中,学生的动手绘制方案得到大大提升,在分析鱼菜共生系统的功能等因素过程中逻辑思维能力得到提升。
第 4课时 

学习任务任务6:制作鱼菜共生系统。

学习目标1.知道鱼菜共生系统的制作流程以及选择适合的制作工具。

2.通过现有的材料工具和制作水平制作,学会根据现实需求和自己的技能水平制作鱼菜共生系统。

3.利用网络资源和书本资源以及现有的工具制作鱼菜共生系统。

4.乐于尝试运用多种思路和方法完成制作,初步具有创新的兴趣。

重点难点重点:选择适合的制作工具进行制作鱼菜共生系统。

难点:根据现实的需求和实际制作水平制作鱼菜共生系统。

学情分析学生已经对制作鱼菜共生系统有了一定的理论基础,在前期的学习过程中,学生已经学会自己制作适合的鱼菜共生系统方案。

但亲身制作鱼菜共生系统,对学生来说还是第一次,学生在实践动手操作中的经验不够。因此,在学生的实践操作过程中教师应该给学生提供及时的帮助与指导。

第 5课时 

学习任务 任务7:测试与改进(测试有效性、效率和耐用性等,根据实际效果对方案进行比较和优选)

学习目标

1.对已经制作好的鱼菜共生系统进行测试。

2.通过对制作好的鱼菜共生系统的测试结果进行分析,学会根据测试的数据对鱼菜共生系统进行改进和优化。

3.利用网络资源及书本资源对现有的鱼菜共生系统进行改进。

4.对鱼菜共生系统的改进具有探究意识,发展与同学合作改进的意识。

重点难点重点:知道怎样对制作好的鱼菜共生系统进行测试。

难点:学会根据测试的结果对鱼菜共生系统进行改进。

学情分析学生已经对制作鱼菜共生系统有了一定的实践基础,在之前的实践过程中,学生已经学会自己制作鱼菜共生系统。

但对于怎样对制作好的鱼菜共生系统进行测试,对学生来说还是陌生的,学生在实践动手测试中的经验不够。因此,在学生的实践测试过程中教师应该给学生提供及时的帮助与指导,指导学生对测试结果进行分析。

第 6课时 

学习任务任务:8:鱼菜共生系统成果发布,并反思改进(进一步迭代)。

学习目标1.反思现有的鱼菜共生系统。

2.根据鱼菜共生系统的反馈情况进行迭代改进,最后完善鱼菜共生系统。

3.理解技术和工程涉及的鱼菜共生系统的功能问题,并对鱼菜共生系统进行进一步改进。

4.对鱼菜共生系统的进一步迭代具有探究热情,发展与同学合作完成任务的意识。

重点难点重点:对已发布的鱼菜共生系统进行反思。

难点:根据鱼菜共生系统的反馈情况进行迭代改进。

学情分析学生在之前的理论和实践学习过程中,已经掌握了鱼菜共生系统所需要的工具和实践方法。

但在对鱼菜共生系统进行进一步迭代更新上,缺乏理论创新的意识与实践操作的意识。学生需要在已有的知识储备上不断学习有关鱼菜系统理论,丰富该方面的知识储备。

活动过程
实践任务设计意图学生活动教师组织
任务1:针对“养殖鱼为保持水质频繁换水以及种植蔬菜大规模施肥等”的真实问题,提出工程问题。

分析并定义问题,明确与“鱼菜共生系统”相关科学探究实践及技术工程实践等任务。

了解传统种养殖的过程,为后面的项目学习做好经验准备。

问题来自生活中的真实情境,能激发学生的问题解决需求。

联系生活实际请情况,将问题定义为一个学生能够解决的真实问题

1.活动开展前组织学生参与学校劳动基地的田园劳动,分工种植田园的蔬菜和养殖鱼池中的鱼,在劳动中了解蔬菜种植和鱼类养殖过程中的管理措施。

2.定义问题:我们要研究的问题是什么?参考“定义问题”学习单。(见附录1)

(1)如何养鱼不换水而无水质忧患,种菜不施肥而让蔬菜正常成长?

(2)能否将它们形成一个生态共生系统?这个系统装置要达到哪些性能要求?

(3)我们面临什么样的约束条件?

3. 精确地描述工程实践问题

我们需要设计养鱼不换水而无水质忧患,种菜不施肥而正常成长的生态共生系统。这样就可以在养殖鱼类时节约水资源,还能种植出无公害的绿色蔬菜。

1.教师组织学生参与学校劳动基地的田园劳动活动。

  2.基于情境提出问题:养殖鱼为保持水质频繁换水以及种植蔬菜大规模施肥,换水会浪费大量水资源,往土地大量施肥会破坏土壤的酸碱环境和产生盐害或造成土壤盐渍化趋势,如何能够解决上述问题?

任务2:提出并制定任务成功完成的评估标准(考虑“自鱼菜共生系统阶段”特定规格及约束条件)。

在定义清楚问题的基础上,学生对将要实现的鱼菜共生系统进行初步的评估设计。为后续的任务完成提供方向性。1.学生根据需求,进行头脑风暴,交流自己的评价标准。

2.按照项目小组对将来制作的鱼菜共生系统制定初步的评估标准。

3.班级交流,形成初步的作品评估量表。

1.教师讲述:为了保障鱼菜共生系统的安全稳定运行,我们需要对它进行工艺检测和系统稳定性检测。

2.教师组织:大家尽可能将自己想到的评估标准进行交流论证,制定出初步的评估表。

3.组织班级交流

任务3:调查不同的鱼菜共生系统,利用表格等整理不同鱼菜共生系统的生物种类选择、比例及工程结构,选出合适的鱼菜共生系统设计。在收集调查不同的鱼菜共生系统的过程中,选择最适合的鱼菜共生设备。整理不同鱼菜共生系统时,学生对生物种类的选择、比例及工程结构有一个全方位的了解,为接下来制作鱼菜共生系统奠定理论基础。1.收集不同种类的鱼菜共生系统,对它们进行分析总结。

2.参考收集到的数据进行优缺点比较与分析。

3.小组合作交流并筛选出最适合的鱼菜共生系统。

4.学生根据表格数据,进行测量分析得出结论。

5.按照整理好的表格数据,制定出初步的鱼菜共生系统结构图。

6.小组合作制作出初步的工程结构图

1.教师组织学生利用网络资源和书本资源收集鱼菜共生系统判断出适合的设计资料。

2.教师组织:大家尽可能将自己筛选出的最适合的系统以及对表格数据进行分析并交流论证,选出最适合的系统。

    

3.教师组织:大家在制定鱼菜共生系统时尽量按照生物种类选择、比例及工程结构。

1.同桌合作制作工程结构图。

任务5:根据前期准备,做出鱼菜共生系统设计方案(综合考虑功能、技术可行性、成本、维修、产量等)。在设计制作鱼菜共生系统的方案过程中,学生对系统的功能、技术可行性、成本、维修以及产量有一个直观的感受,为后续制作鱼菜共生系统提供可行性方案。1.学生对系统的功能、技术可行性、成本、维修及产量做分析比较。

2.根据前期的准备工作,制定出可行性的鱼菜共生系统设计方案。

3.小组合作制作出初步的设计方案。

1.教师组织学生对系统的功能、技术可行性、成本、维修及产量进行分析比较。

2.教师组织:大家在设计鱼菜共生系统时要考虑到设计的可行性。

3.小组合作设计方案。

任务6:制作鱼菜共生系统。在制作鱼菜共生系统时,提高学生的动手实践能力,在实践过程习得知识。1.学生准备好制作鱼菜共生系统的工具。

2.根据教师的讲解以及网络上的教学视频学习制作系统。

3.分组合作制作鱼菜共生系统。

1.教师组织学生准备好要进行制作的工具。

2.教师讲述:学生在制作过程需要注意的事项,对学生出现的问题进行及时的指出并督促学生改正。

3.组织学生分作制作鱼菜共生系统。

任务7:测试与改进(测试有效性、效率和耐用性等,根据实际效果对方案进行比较和优选)

在测试与改进的过程中,学生知道如何根据实际效果对设计方案进行优化。1.学生对制作好的系统进行测试分析。

2.根据测试的结果对设计方案进行优化升级。

3.班级交流,形成初步的测试分析表。

1.教师组织学生对系统进行测试。

2.教师组织:学生根据测试的结果对设计方案进行优化升级。

3.组织班级交流。

任务8:鱼菜共生系统成果发布,并反思改进(进一步迭代)。在鱼菜共生系统制作并完成后,学生在实践操作以及修改完善的过程中综合能力得到提升。1.学生对鱼菜共生成果进行展示并解说制作过程的难点。

2.学生对鱼菜共生系统进行进行持续观察和记录。

3.小组合作并展示制作成果。

1.教师组织学生对鱼菜共生成果进行展示并引导学生解说制作过程遇到的困难。

2.教师组织:学生对鱼菜共生系统进行持续观察和记录,以便随时对系统进行完善。

3.小组展示成果。

附录1:“定义问题”学习单

研讨内容我们要研究的问题是什么?
研讨记录
这个系统装置要达到哪些性能要求?
我们面临什么样的约束条件:
附录2

附录3

附录4

附录5下载本文

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专题