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基于STEAM教育理念的“智慧农业”课程教学案例——灌溉

时间:2017-10-10 09:14:00  来源:江苏科技报

  设计依据

  上海市浦东新区金陆小学秉承“七彩的童年,成就未来的你”的办学理念,引导学生在自然界中找到自己的爱好和乐趣。学校内有智能阳光房与智慧农业实验室,学校外有“百欧欢”有机农场和“长兴岛”种植农场,校内外这些实践体验基地,为学生开展“STEAM+农业”学习提供了有效的保障。同时学校开发了“智慧农业”校本课程,有种子、土壤、栽培、养料、灌溉、气候6个主题,突出跨学科、综合、实践、创新的目标,引导学生在“玩跨界”的过程中丰富自己的研究经历,提高科学素养;在“做中学”中培养学生跨学科的创新思维和应用能力。

  课例特色

  本课例是现代农业与科学的完美组合,通过系列传感器、数据采集器、相关软件来培养小学生科学探究能力,通过主题知识学习、科学实验、探究活动和拓展学习四个环节,让学生了解科学对农业发展的影响和作用,掌握科学实验和科学探究的方法。指导学生在设计实验活动和自动控制方案的过程中,产生对科学研究的兴趣;引导学生打破学科界限,尝试运用综合思维,从不同学科“跨界合作”中全面整体地认识事物,从而提高小学生的实践能力和创新精神。

  整个课例不拘泥于知识的完备性,而更加注重知识的综合性与应用性;不拘泥于预设的严谨性,而更加注重课程的生成性与开放性;不拘泥于单一文化的继承性,而更加注重个体经历的过程性与体验性。

  内容呈现

  一、主题知识学习

  1.传统灌溉

  传统的灌水方法是水从地表面进入田间,并借重力和毛细管作用浸润土壤,所以也称为重力灌水法。这种办法是最古老的,也是目前应用最广泛的一种灌水方法。

  

 

  2.现代灌溉

  现代的灌溉方法包括管道输水灌溉,它是通过机泵和管道系统,直接将低压水引入田间进行灌溉的方法。可利用专门设备将水喷射到空中,分散成细小的水滴,形成类似下雨的效果;也可利用专用设备将有压水输送分配到田间,通过灌水器以微小的流量湿润作物根部附近的土壤。

  

  请通过互联网查找相关知识,完成下面表格并交流各自的感受。

  3.动手制作

  (1)观察下列自制的浇水器

  (2)设计制作方案

  二、科学探究

  1.提出问题

  假期里,我们一家人要去旅游15天,家里种的植物没有人浇水,怎么办?

  2.分析问题

  根据上述情况,我们需要有一个自动灌溉的装置,它能判断土壤的湿度,并能根据土壤的情况自动浇水。

  3.提出方案

  制作自动灌溉器需要哪些设备?

  所需设备:土壤湿度传感器、水泵、水源、控制水泵的设备。、

  三、实践操作

  1.连接传感器、水泵与控制器。

  2.把湿度传感器插入植物土壤。

  3.调节土壤湿度值,观察水泵是否启动。

  4.确定土壤湿度的值。

  5.讨论反思:为不同植物设定的土壤湿度值是否应该一样?

  四、拓展学习

  1.沙漠中的农业奇迹

  第一次来到以色列这个国度,我们本以为看到的会是大片连绵的荒漠,但在特拉维夫到耶路撒冷的公路上,我们感受到的却是绿意盎然——公路两旁或是一片片绿油油的植物,或是挂满果实的果树,显示出一派生机勃勃的景象。

  2.飞机求甘霖

  青岛市人工影响天气办公室使用飞机增雨作业的形式实施“上天催雨”,机上的工作人员共6人,驾驶舱有两位机长“掌舵”,还有4人在座舱内播撒干冰。据实验测定,1克干冰在-4~-10℃的云层中可产生几十亿个冰晶,这些冰晶吸附周围的水汽,形成水滴,再借助水滴的自然碰撞合并过程,就能起到增加降雨量的目的。

  同学们,你们还知道哪些现代灌溉的方法?如果你知道,请跟你的伙伴们交流讨论。

  实践反思

  随着以计算机和网络为主的信息技术的发展,教育不再是人生某一阶段必须要完成的任务,而是成为伴随终生、分阶段持续进行的一项重要生活内容。选择小学生身边的场景开展跨学科综合活动,改变了传统学科之间彼此相对孤立的不足,同时促进学生将所学到的知识和技能结合起来,形成更有价值的知识体系,从而提高自身的学习能力。“智慧农业——灌溉”这一个课例就是现代农业与科学的完美组合,它以着力培养小学生科学探究能力为目标,通过“基于现象的项目学习”的教学方法,改变学习方式,关注学生规则意识的培养,帮助学生掌握探究方法,满足其个性发展,提升其核心素养。(张秋华)

  教学点评

  金陆小学开展“智慧农业”STEAM课程的研究已经有一年多时间了,学校为该课程建设了“双翼农场”,它由智能化的植物生长阳光房和室外植物种植园组成。“STEAM+农业”创新实验室是学生开展科学创新研究的实验基地,同时学校还开发了“智慧农业”校本课程纲要和教材。学校从软件和硬件上保证了“智慧农业”STEAM课程的实施。

  张秋华老师在教学中把农业中的灌溉技术作为学生科学探究的载体,让小学生观察、设计、制作灌溉器,在过程中学会动脑和动手,让灌溉器具有实用性和艺术性。教师还创设了情境,指导学生利用科学手段来解决生活中的实际问题。学生们既学习了信息化、自动化的方法,又提升了利用信息技术解决问题的能力,从这个案例可见教师抓住了STEAM教学中跨学科、综合运用、实践创新等关键点。(点评人:陈久华,浦东新区拓展型研究型课程教研员)

标签:观察;浇水;灌溉
责任编辑:秦倩清(实习)