1、STEM 学习 立体小菜园单元概要分析一、单元整体解读与学情分析一、单元整体解读与学情分析时代在进步，当前我国经济社会的发展越来越依靠科技自主创新，依靠广大公民科技素养的提高，其中，技术与工程素养的重要性日益凸显。2017 年颁布的义务教育小学科学课程标准新增“技术与工程领域”，是因应公民提升技术与工程素养需求的必要之举。技术与工程素养是一种专门的素养，应该得到专门的训练。因此，除了在物质科学、生命科学和地球与宇宙科学领域的部分学习主题中有所渗透外，新编苏教版教材还专设了若干针对技术与工程领域的主题单元和学习项目，STEM 项目学习就是其中重要的组成部分。作为技术与工程实践活动的 STEM 项
2、目学习，以工程设计为基石，强调学生用科学、技术、工程、数学各个领域的知识自主解决遇到的问题，不仅凸显体验的真实性，增加学习的意义性和趣味性，还指向科学概念的建构和高阶思维的发展。在教材中增设 STEM 项目学习，在一定程度上弥补了以往教材为学生提供综合运用知识解决真实情境中的复杂问题机会的不足。在 STEM 项目主题的选择上，要从学生身边常见的问题、话题入手。一方面，随着耕地的日益减少，工程师开始设计建造垂直农场来增加耕作面积，提高农作物产量；另一方面，随着生活水平的提高，人们对生活品质有了更高的追求，在阳台种植蔬菜、花卉，既绿色环保，又能在一定程度上满足基本生活之需，这一做法正成为城镇生活的
3、一种新常态。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。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，还有助于学生建立以工程设计来满足生活需求的工程思维。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，他们的这种喜欢往往聚焦在动手做，在动脑想方面比较欠缺。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，而是按照学生可能经历的工程设计的流程逐步展开，包括了解需求、明确问题、前期研究
4、、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。二、单元目标解读与概念分析二、单元目标解读与概念分析（1）本单元通过一系列动手、动脑活动，落实课程标准高年段的课程目标。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物的信息。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
5、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
6、影、录像、文字与图案、绘图或实物，表达自己的创意与构想。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行性，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。三、单元构成与逻辑分析三、单元构成与逻辑分析本项目将学生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
7、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，了解任务是什么，有哪些具体要求和限制条件；通过前期研究，突破技术难点，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，回顾整个设计建造立体小菜园的过程，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。四、单元教学目标四、单元教学目标（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，构成一个完整的设计方案。（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，作出调整。五、单元活动导图五、单元活动导图六、课时安排六、课时安排序号课题课时1STEM 学习立体小菜园6总课时6
