跨學科STEAM項目式教學《智慧農(nóng)場自動延時拍攝》實驗教學說課（教案）六年級下冊科學教科版

小學6年級跨學科STEAM項目式教學：《智慧農(nóng)場自動延時拍攝》一、教材及教學設想學科類別：跨學科STEAM項目式教學開展年段：6年級課程名稱：智慧農(nóng)場自動延時拍攝系統(tǒng) 教學設想：1、在學科核心素養(yǎng)中尋找STEAM項目教學式的融合點本次項目式教學，力圖在小學科學、小學信息科技、小學勞動教育等學科中，找到深度融合點。義務教育階段的課程標準分別指出和強調（如圖1）：義務教育信息科技課程標準要求：內容圍繞信息意識、計算思維，數(shù)字化學習與創(chuàng)新，信息社會責任四個方面的核心素養(yǎng)，以數(shù)據(jù)、算法，網(wǎng)絡、信息處理，信息安全，人工智能為課程邏輯主線，按照義務教育階段學生認知發(fā)展規(guī)律，體現(xiàn)出循序漸進和螺旋式發(fā)展的特征，其中，小學低年級注重學生的生活體驗，小學中高年級引導學生初步學習基本概念和基本原理，并體驗其應用，強調跨學科主題。義務教育勞動教育課程標準指出：是中國特色社會主義教育制度的重要內容，是全面發(fā)展教育體系的重要組成部分，強調新技術的體驗與運用，如三維打印技術，激光切割技術，智能控制技術等，通過進行勞動體驗和技術運用，改變傳統(tǒng)加工方式，提高生產(chǎn)效率和生活品質，感受新技術在提高生產(chǎn)效率，產(chǎn)品質量及創(chuàng)造性解決問題等方面的重要作用，感受現(xiàn)代勞動教育中的創(chuàng)新精神。義務教育科學課程標準強調：利用學校、家庭、社區(qū)的各種資源，創(chuàng)設良好的學習情境，設計適宜的探究問題，引發(fā)學生認知沖突，激發(fā)積極思維。倡導以探究和實踐為主的多樣化學習方式，讓學生主動參與、動手動腦、積極體驗，經(jīng)歷科學探究以及技術與工程實踐的過程;重視師生互動和生生互動，引導學生對所學知識和方法進行總結、反思、應用和遷移，促進學生自主學習和合作學習。圖1新課程標準學科融合點2、根據(jù)真實問題，營造教學情境本次項目教學來源于學生的真實生活情景：蒲江縣位于成都市的西南近郊，是成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟圈的重要節(jié)點，作為成都市的農(nóng)業(yè)大縣，在蒲江縣域內種植有10萬畝的優(yōu)質茶葉，10萬畝的獼猴桃，還有25萬畝柑橘，三大農(nóng)業(yè)產(chǎn)品全部獲得國家地理標志，品牌價值超過500億。但是近年來，蒲江果品的價格卻一只下滑，是什么原因造成的呢？項目式教學的問題情景油然而生，如圖2。圖2問題情景預設面對真實情景的問題，需要多學科的融合，通過項目式教學來解決，這其中主要涉及的學科有小學科學、小學勞動、小學信息科技等，如圖3。圖3涉及跨學科內容二、實驗器材：本次項目式教學需要用到的器材有問題調查階段：網(wǎng)絡環(huán)境、計算機電腦，如圖4.圖片4網(wǎng)絡環(huán)境實驗對比階段：黃豆實用小蘇打檸檬酸天平秤，如圖5。圖5實驗模擬器材問題解決階段：行空板供電電源攝像頭3D打印機，如圖5圖6延時攝影設備開源設備三、實驗及創(chuàng)新要點：對比實驗階段：將培養(yǎng)皿中，分別導入檸檬酸、小蘇打，純凈水模擬豆芽發(fā)芽的土壤環(huán)境，用于觀察黃豆的發(fā)芽過程。如圖7圖片7黃豆在不同酸堿度土壤中的發(fā)芽情況創(chuàng)新要點：面對豆芽發(fā)芽這個持續(xù)的過程，如何方便形象觀察，并將記錄可視化呢？信息科技的加入，讓學生制作延時自動拍攝裝置，能夠有效的解決這個問題。如圖8圖片8延時攝影解決可視化觀察問題四、實驗原理/實驗設計思路：通過模擬酸堿程度不一的土壤環(huán)境，觀察豆芽發(fā)芽過程中的異同，從而了解土壤的酸堿程度對果品種植的影響，在實驗室完成以后，通過土壤酸堿度檢測系統(tǒng)，檢測實際果園土壤情況。五、內容及過程自動延時拍攝裝置的制作步驟將行空板與Mind+進行連接，并正確的加載配套的硬件【攝像頭、太能點電路板、LED燈組】，如圖9圖片9加載開源硬件使用Python模式，加載開源硬件行空板及相應的硬件。如圖10。圖10加載行空板（3）編寫延時攝影的程序，并燒錄到行空板中，可以脫離電腦使用，其中LED燈光可以根據(jù)室內的光線強弱開啟，保證夜間的延時拍攝。如圖11圖11編寫延時攝影程序六、實驗效果評價通過制作延時拍攝系統(tǒng)，學生可以將豆芽發(fā)芽的過程完成的記錄下來，解決了觀察以及記錄問題，學生發(fā)現(xiàn)學生發(fā)現(xiàn)，豆芽在中性土壤中生長的比較好，在酸性土壤和堿性土壤中生長遲緩、甚至潰爛。在實驗室完成了試驗后，將實驗延申到真實學校果園，學生通過酸堿度的測量，形成了可視化的數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)。如圖12圖12果園酸堿度可視化分析面對真實土壤的酸堿度報告，學生通過遠程連線農(nóng)業(yè)專家，獲得了對數(shù)據(jù)結果的分析解釋，從而解決了土壤酸堿度對果品的影響的結論。如圖13圖13遠程連線勞模專家獲得問題支持七，將實驗學習到的知識，運用到實際果品種植中學生在了解的土壤酸堿度對果品的影響后，來到有機果園實地考察“兩個替代”工程，什么是兩個替代工程呢？是指：有機肥替代化肥、生物除蟲替代化學除蟲。學生們近距離學習到了變廢為寶，有機化肥的制作過程：有機肥替代化肥、綠色防控替代化學防治。在有機農(nóng)場酵素生產(chǎn)基地，學生們發(fā)現(xiàn)，剩菜殘渣、樹葉、殘次果子，只要是