《设计与建造“植物工厂”导学案-2023-2024学年科学人教鄂教版》

《设计与建造“植物工厂”》导学案第一课时导学目标：1.了解植物工厂的概念和意义；2.掌握植物工厂的设计和建造原理；3.理解植物工厂在未来农业发展中的作用。导学内容：一、植物工厂的概念和意义1.1什么是植物工厂？植物工厂是一种利用现代科技手段，以人工方式控制植物生长环境的设施。通过精确控制光照、温度、湿度、CO2浓度等因素，实现植物在无土栽培条件下的高效生长。1.2植物工厂的意义植物工厂能够在任何地点、任何季节种植作物，不受自然环境限制，实现全年无公害、高产出的生产。同时，植物工厂还能节约水资源、减少农药使用、提高作物品质，是未来农业发展的重要方向。二、植物工厂的设计和建造原理2.1设计原理植物工厂的设计需要考虑到光照、温度、湿度、CO2浓度等因素的精确控制。通常采用LED光源、空调设备、加湿器、CO2供应器等设备，配合自动化控制系统，实现对植物生长环境的精准调控。2.2建造原理植物工厂的建造需要选择合适的场地和建筑结构，确保设施能够承载种植设备和作物生长所需的重量。同时，要考虑到通风、排水、供电等基础设施的建设，确保植物工厂的正常运行。三、植物工厂在未来农业发展中的作用植物工厂可以有效解决传统农业面临的土地资源短缺、气候变化、环境污染等问题，提高作物产量和品质，保障粮食安全。同时，植物工厂还可以为城市居民提供新鲜、安全的农产品，促进农业与城市的融合发展。导学任务：1.阅读相关资料，了解植物工厂的概念和意义；2.分析植物工厂的设计和建造原理，思考如何提高植物工厂的生产效率；3.思考植物工厂在未来农业发展中的作用，探讨其对农业和社会的影响。导学反思：通过本次导学，学生对植物工厂的概念、原理和作用有了更深入的了解，对未来农业发展的趋势和方向有了更清晰的认识。希望学生能够在实践中运用所学知识，积极探索植物工厂的发展潜力，为推动农业现代化作出贡献。第二课时导学目标：1.了解“植物工厂”的定义和特点；2.掌握“植物工厂”的设计与建造原理；3.能够分析“植物工厂”对环境和人类的影响。导学内容：一、“植物工厂”的定义和特点1.1什么是“植物工厂”？“植物工厂”是一种利用现代化设备和技术，在受控环境下种植植物的生产方式。它不受季节、气候等自然条件的限制，能够实现全年无休的生产。1.2“植物工厂”的特点有哪些？-环境受控：“植物工厂”可以控制温度、光照、湿度等因素，为植物提供最适宜的生长环境。-高效节水：“植物工厂”采用循环灌溉系统，减少水的浪费，提高水资源利用率。-无农药残留：“植物工厂”采用无土栽培技术，减少农药使用，避免农药残留。二、“植物工厂”的设计与建造原理2.1设计原理-光照系统：采用LED灯光源，可以模拟自然光照，提供植物生长所需的光能。-控温系统：通过空调、通风等设备，控制室内温度，保持适宜的生长环境。-水肥系统：采用自动灌溉、营养液供给系统，为植物提供水分和养分。-生长环境监测系统：通过传感器监测温度、湿度、CO2浓度等参数，实时调整环境条件。2.2建造原理-选择合适的场地：“植物工厂”可以建在城市中心、工厂厂房等地方，选择场地要考虑光照、通风等因素。-建造设施：搭建温室、安装灯光、空调等设备，确保“植物工厂”正常运转。-建立管理系统：建立自动化管理系统，实现对“植物工厂”的远程监控和调控。三、“植物工厂”对环境和人类的影响3.1对环境的影响-节约资源：“植物工厂”可以节约水资源、减少农药使用，降低对环境的污染。-减少空气污染：“植物工厂”可以吸收二氧化碳，减少空气中的污染物质。3.2对人类的影响-提高食品安全：“植物工厂”可以生产无农药残留的绿色食品，提高食品安全性。-创造就业机会：建设和运营“植物工厂”需要人才，可以创造就业机会，促进经济发展。练习题目：1.请简要说明“植物工厂”的定义和特点。2.请列举“植物工厂”设计原理中的两个要素，并简要说明其作用。3.“植物工厂”对环境和人类有哪些积极影响？请举例说明。拓展阅读：-《植物工厂的未来发展趋势》-《城市农业：植物工厂的新趋势》导学案总结：通过本导学案的学习，我