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人教版小学六年级科学上册《第五单元 建造“植物工
厂”》大单元整体教学设计
一、内容分析与整合
二、《义务教育课程标准（2022 年版）》分解
三、学情分析
四、大主题或大概念设计
五、大单元目标叙写
六、大单元教学重点
七、大单元教学难点
八、大单元整体教学思路
九、学业评价
十、大单元实施思路及教学结构图
十一、大情境、大任务创设
十二、学科实践与跨学科学习设计
十三、大单元作业设计
十四、“教-学-评”一致性课时设计
十五、大单元教学反思
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一、内容分析与整合
（一）教学内容分析
《第五单元 建造“植物工厂”》是人教版小学科学六年级上册中一个极具创新性和实践性的教学内容。
本单元以“植物工厂”为主题，通过一系列精心设计的科学实践活动，引领学生踏入现代农业技术的前沿领
域，探索科技如何改变传统的农业生产方式。
本单元的核心内容分为两大板块：“走进植物工厂”和“设计与建造‘植物工厂’”。在“走进植物工
厂”这一部分，学生们将深入了解植物工厂的基本概念，包括其定义、构成要素以及运行原理。他们还将学
习植物工厂在现代农业中的应用，了解如何通过控制环境条件，如光照、温度、湿度和营养供给，来优化植
物的生长周期和产量。这部分内容不仅丰富了学生的科学知识，还激发了他们对现代农业技术的兴趣。
而在“设计与建造‘植物工厂’”这一部分，学生们将亲身体验科学实践的全过程。他们需要运用所学
知识，设计并规划一个植物工厂模型，考虑如何选择合适的植物、如何配置光照和营养供给系统，以及如何
控制环境条件以优化植物生长。在实践过程中，学生们将动手制作植物工厂模型，并进行实验观察，记录植
物的生长情况，分析并优化设计方案。这一实践活动不仅培养了学生的科学思维和动手能力，还激发了他们
的创新思维和解决问题的能力。
通过本单元的学习，学生们不仅能够深入了解现代农业技术的最新进展，还能够亲身体验科学实践的全
过程，从理论到实践，全面提升他们的科学素养和实践能力。这一单元也强调了创新思维和团队合作的重要
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性，为学生们未来的学习和生活打下了坚实的基础。
（二）单元内容分析
1. 走进植物工厂：本部分作为单元的开篇，首先为学生们揭开了植物工厂的神秘面纱。通过详尽的介绍，
学生们将了解到植物工厂的定义、特点和作用，认识到它作为一种现代农业生产方式的独特优势。植物工厂
不受季节和气候的限制，能够在任何时间、任何地点提供稳定的农作物产出，同时其高效节能的特点也使得
它成为未来农业发展的重要方向。为了 让 学生们 更加直 观地 感 受植物工厂的 魅 力，本部分还将通过案 例 分析
和实地考察 （ 如通过 视频 、 图片等资料） 的方式，展 示 植物工厂的内部 结 构、先进的环境控制系统以及作物
在其中的生长过程。这 些 生动的内容将极大地激发学生的学习兴趣和 好奇 心，为 后续 的深入学习打下坚实的
基础。
2. 设计与建造“植物工厂”： 此 部分是本单元的重点和 难 点，也是学生们将理论知识 转 化为实践能力的
关键 环节。在教 师 的 悉 心 指导 下，学生们将分 组 设计并建造一个小型的植物工厂模型。在这个过程中，他们
需要 综 合考虑光照、温度、湿度、 二氧 化 碳浓 度 等 环境 因 素的调控，以 确保 作物能够在最 佳 的环境中生长。
作物种 类 、种植 密 度、 灌溉施肥等 农业技术问题也是学生们需要深入 研究 和探 讨 的。通过这一系列的实践活
动，学生们不仅能够将所学的理论知识与实 际操 作 相结 合， 更 能在实践中不 断 深化对植物工厂运行原理的理
解。这种理论与实践 相结 合的方式将极大地提升学生的学习效 果 ，也为他们未来在农业领域的创新和发展提
供了 宝贵 的 经 验和 启示 。
（三）单元内容整合
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本单元内容精心 整 合了科学、技术、工程、 数 学 （ STEM ）等多 个领域的知识和技能， 旨 在为学生提供
一个全面、 跨 学科的学习体验。在科学方面，学生将深入探索植物生长的基本条件，包括光照、温度、 水 分、
土壤等 要素，并理解光合作用这一生物学原理在植物生长过程中的核心作用。通过学习，学生将建 立起 对植
物生长的科学认知，为 后续 的技术应用和工程设计打下坚实的基础。
在技术方面，本单元将引 导 学生学习如何 利 用现代科技手 段 调控植物生长环境。学生将 接触 并实践先进
的农业技术，如 智 能温 室 控制系统、精 准灌溉 技术 等 ，了解这 些 技术如何优化植物生长条件，提高产量和 品
质 。通过技术学习，学生将培养创新思维和解决问题的能力。
在工程方面，学生将 积 极 参 与植物工厂的设计与建造过程。他们将学习工程设计的基本原 则 ，了解植物
工厂的 结 构、 布局 和 功 能，并亲手 参 与设计、 搭 建和调 试 工作。通过工程实践，学生将提升团队 协 作、 项目
管 理和实践 操 作能力。
在 数 学方面，本单元将 注 重运用 比例 、 测 量、统计 等数 学知识解决实 际 问题。学生将学习如何 测 量和记
录植物生长 数据 ，运用统计方 法 分析 数据 ，以及 根据比例关 系调 整 植物生长环境的 参数 。通过 数 学学习，学
生将培养 逻辑 思维和 数据 分析能力。
通过 跨 学科的 整 合学习，本单元 旨 在培养学生的 综 合素养和解决问题的能力。学生将学 会 将科学知识、
技术手 段 、工程设计和 数 学思维 相结 合， 形 成对 复杂 问题的全面认识，并提出创新性的解决方案。这 样 的学
习方式将 有助于 学生在未来的学习和 职 业生 涯 中 更好 地应对 挑战 ，成为具 有跨 学科素养和创新能力的人 才 。
二、《义务教育课程标准（ 2022 年版）》分解
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根据 《义 务 教 育 科学 课 程 标准（ 2022 年版 ） 》，本单元的教学 目标可 以分解为以下 几 个方面：
1. 科学探 究 ：通过观察、实验、调 查等 科学探 究 活动，了解植物工厂的基本构造和运行原理 ； 能够提出
问题、作出 假 设、制定计划、 搜集证据 、 处 理 信息 、得出 结 论并进行 反 思 评价 。
2. 科学知识： 掌握 植物生长的基本条件、光合作用 等 生物学原理 ； 了解现代农业技术 （ 如植物工厂 ） 在
农业生产中的应用和发展 趋 势。
3. 科学思维：能够运用科学思维方 法 分析和解决植物生长环境调控中的实 际 问题 ； 培养 逻辑 思维、 批判
性思维和创造性思维能力。
4. 科学 态 度与 社会责 任：培养对科学的 好奇 心和 求 知 欲；尊 重 事 实、 注 重 证据 、 敢于质疑 、 勇于 创新 ；
树立 节 约资源 、 保护 环境的 意 识 ； 理解科学技术与 社会 发展的 关 系， 积 极 参 与 社会 问题的解决。
三、学情分析
在深入探 究 六年级学生学习植物工厂 相关 内容时， 我 们需要从 多 个维度进行 细致 的学情分析，以 确保 教
学 策略 的 有 效性和 针 对性。以下是对六年级学生学习植物工厂 相关 内容的详 细 学情分析。
（一）已知内容分析
六年级学生 已经 走过了一 段较 长的学习 旅 程，他们在 之 前的科学 课 程中 积累 了大量的基础知识和实验技
能。特 别 是在生物学领域，他们 已经 对植物生长的基本条件，如光照、温度、 水 分、 土壤等有 了一定的了解。
这 些 知识不仅为他们进一 步 学习植物工厂打下了坚实的基础，也 让 他们能够 更好 地理解植物工厂中植物生长
环境的调控技术。
六年级学生也具 备 了一定的 信息 技术素养和 数 学运 算 能力。他们能够 熟练操 作计 算机 ， 利 用 信息 技术工
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具进行 数据处 理和分析。 此外 ，他们也 掌握 了基本的 数 学运 算 技能，如 加减乘除 、 比例 计 算等 。这 些 技能为
他们学习和实践植物工厂的设计与建造提供了 必 要的 支持 。
（二）新知内容分析
本单元的新知内容主要包括植物工厂的基本概念、运行原理及其在现代农业中的应用，植物生长环境的
调控技术，以及植物工厂的设计与建造过程。这 些 内容对学生来 说既 新 颖又 具 有挑战 性。
植物工厂是一个 集 现代农业技术、 信息 技术和生物技术 于 一体的新型农业生产方式。学生需要了解植物
工厂的基本概念、运行原理以及其在现代农业中的应用，这需要他们在教 师 的引 导 下进行深入学习和思考。
植物生长环境的调控技术是植物工厂的核心技术 之 一。学生需要 掌握 如何通过调控光照、温度、湿度、
气体 等 环境 因 素来优化植物的生长条件，提高植物的产量和 品质 。这需要他们具 备 一定的生物学知识和实验
技能，并能够将所学知识应用到实 际操 作中。
植物工厂的设计与建造过程 涉 及 多 个学科领域的知识和技能，如建 筑 学、工程学、 信息 技术 等 。学生需
要了解植物工厂的设计原 则 、建造 流 程以及 相关 的技术 标准 和规 范 ，这需要他们在教 师 的 指导 下进行实践学
习和探索。
（三）学生学习能力分析
六年级学生 正处于好奇 心强、 求 知 欲旺盛 的年 龄阶段 。他们 喜欢 动手 操 作、探索未知领域，对新 颖 的 事
物 充满 了 好奇 心和探 究欲望 。这种 好奇 心和探 究 精神是他们学习植物工厂 相关 内容的重要动力。
六年级学生也具 备 了一定的 自 主学习能力和合作学习能力。他们能够独 立 思考问题，制定学习计划，并
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按 照计划进行 自 主学习。 此外 ，他们也能够在小 组 内部分工合作 完 成任 务 ， 相互交流 、 相互 学习、 共 同进 步 。
这种 自 主学习和合作学习的能力为他们深入学习和实践植物工厂的设计与建造提供了 有 力的 支持 。
由于 植物工厂的设计与建造 涉 及 多 个学科领域的知识和技能，学生在实践过程中 可 能 会遇 到一 些困难 和
挑战 。 例 如，他们 可 能需要 掌握 一 些 新的实验技能 或信息 技术工具，需要适应新的学习方式和思维方式 等 。
这 些都 需要教 师 在教学过程中给 予充 分的 关注 和 支持 。
（四）学习障碍突破策略
为了 帮助 学生 克服 学习 障碍 ，提高学习效 果 ， 我 们 可 以 采取 以下 策略 ：
1. 提供 多样 化的学习 资源
利 用 多媒 体教学 资源（ 如 视频 、动 画 、 图片等）直 观展 示 植物工厂的内部 结 构和运行原理， 让 学生 更加
深入地了解植物工厂的实 际 运作情况。提供丰富的案 例 分析和实地考察 机会 ， 让 学生亲身体验植物工厂的实
际 应用和 价值 。 此外 ， 邀请 农业技术 专家 进行 专 题 讲座或 现 场指导 ，为学生提供 专 业的 指导 和建 议 。
2. 采 用小 组 合作学习模式
将学生分成 若干 小 组 进行植物工厂的设计与建造实践活动。 明确 小 组 成 员 的 职责 分工， 让每 个学生 都 能
发 挥自己 的优势和特长。 鼓励 小 组 成 员之 间 相互交流 、 相互 学习、 共 同进 步 ，培养他们的团队合作精神和 沟
通能力。
3. 实 施 分 层 教学 策略
针 对不同 层次 的学生制定不同的教学 目标 和任 务 要 求 。对 于 基础 较好 的学生， 可 以提供 更 具 挑战 性的学
习任 务 和实践 机会； 对 于 基础 较弱 的学生， 可 以提供 更多 的 指导 和 帮助 ， 让 他们 逐步掌握 所学知识和技能。
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通过分 层 教学 策略 的实 施 ， 可 以 满足 不同 层次 学生的学习需 求 ，提高他们的学习效 果 。
4. 强化过程性 评价 与 反馈
在教学过程中 注 重对学生学习过程的 评价 和 反馈 。 鼓励 学生 积 极 参 与科学探 究 活动并记录 自己 的观察和
思考，培养他们的科学素养和探 究 精神。通过小 组讨 论、 汇报 展 示等 方式分 享 学习成 果 并 接 受同 伴 和教 师 的
评价 与建 议 ， 让 学生及时了解 自己 的学习情况和不 足之处 ，并及时调 整 学习 策略 和方 法 。
针 对六年级学生学习植物工厂 相关 内容的情况， 我 们需要从 多 个维度进行深入的分析和 策略 制定。通过
提供 多样 化的学习 资源 、 采 用小 组 合作学习模式、实 施 分 层 教学 策略 以及强化过程性 评价 与 反馈等策略 的实
施 ， 我 们 可 以 有 效地 帮助 学生 克服 学习 障碍 、提高学习效 果 ，并培养他们成为具 有 科学素养和实践能力的新
时代 公民 。 我 们也需要不 断关注 学生的学习动 态 和需 求 变化，及时调 整 教学 策略 和方 法 ，以 更好 地 满足 学生
的学习需 求 和发展需 求 。
四、大主题或大概念设计
本单元的大主题 或 大概念为“现代农业技术与 可持续 发展”。 围绕 这一主题 或 大概念， 我 们将引 导 学生
探索植物工厂作为一种现代农业技术的优势和应用前 景； 理解科学技术在 推 动农业发展中的重要作用 ；树立
节 约资源 、 保护 环境的 意 识并 积 极 参 与 可持续 发展实践。
五、大单元目标叙写
根据 《义 务 教 育 科学 课 程 标准（ 2022 年版 ） 》和本单元的教学内容与学情分析， 我 们制定了以下大单
元 目标 ：
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1. 知识与技能：学生能够了解植物工厂的基本概念、运行原理及其在现代农业中的应用 ；掌握 植物生长
的基本条件和光合作用 等 生物学原理 ； 学 会利 用现代科技手 段 调控植物生长环境的方 法 和技术。
2. 过程与方 法 ：通过观察、实验、调 查等 科学探 究 活动以及植物工厂的设计与建造实践活动，学生能够
提出问题、作出 假 设、制定计划、 搜集证据 、 处 理 信息 并得出 结 论 ； 学 会 运用 跨 学科的知识和技能解决实 际
问题。
3. 情 感态 度与 价值 观：激发学生对科学的 好奇 心和 求 知 欲； 培养学生对现代农业技术的兴趣和 热爱；树
立 节 约资源 、 保护 环境的 意 识 ； 理解科学技术与 社会 发展的 关 系并 积 极 参 与 可持续 发展实践。
六、大单元教学重点
1. 植物工厂的基本概念与运行原理：引 导 学生了解植物工厂的定义、特点、作用及其在现代农业中的应
用前 景 。
2. 植物生长环境的调控技术：重点 讲 解光照、温度、湿度、 二氧 化 碳浓 度 等 环境 因 素对植物生长的 影响
及其调控方 法 。
3. 植物工厂的设计与建造实践：通过小 组 合作学习的 形 式 组织 学生设计并建造一个小型的植物工厂模型 ；
在实践过程中深化对植物生长条件调控技术的理解。
七、大单元教学难点
1. 跨 学科知识的 整 合应用：植物工厂的设计与建造 涉 及科学、技术、工程、 数 学 等多 个领域的知识和技
能 ； 如何将这 些跨 学科的知识 有机整 合并应用 于 实 际 问题解决中是一个 难 点。
2. 环境 因 素的精 准 调控：在植物工厂的设计与建造过程中，如何实现光照、温度、湿度 等 环境 因 素的精
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准 调控以 满足 不同作物的生长需 求 是一个技术 难 题。
3. 小 组 合作与 沟 通 协 调：小 组 合作学习模式要 求 学生 之 间进行 有 效的 沟 通与 协 调以 共 同 完 成任 务；然 而
在实 际操 作过程中 可 能 会 出现 意 见 不合 或 分工不 明确等 问题 影响 合作效 果 。
八、大单元整体教学思路
一、引 言
《第五单元 建造“植物工厂”》是人教版小学科学六年级上册的一个创新 且 实践性强的教学单元。本
单元通过引 导 学生了解“植物工厂”的概念、设计原理及建造过程， 旨 在培养学生的科学探 究 能力、创新思
维能力和实践能力。 根据 《义 务 教 育 科学 课 程 标准（ 2022 年版 ） 》的要 求 ，本单元的教学应 注 重学生的科
学素养培养，特 别 是科学观念、科学思维、探 究 实践和 态 度 责 任 等 方面的提升。以下是大单元 整 体教学思 路
的详 细 阐述 。
二 、单元概 述
1. 知识与技能
学生能够理解“植物工厂”的基本概念、工作原理及其在农业生产中的 意 义。
学生能够 掌握 设计“植物工厂”所需的基本知识，包括光照、温度、湿度、 二氧 化 碳浓 度 等 环境控制要
素。
学生能够了解建造“植物工厂”所需的技术和 材 料 ，以及 相关 的工程技术知识。
2. 过程与方 法
通过实地考察、案 例 分析 等 方 法 ，了解“植物工厂”的实 际 应用情况。
