校园“一米菜园”：从规划到收获的STEAM探究之旅-小学四年级下册综合实践活动教学设计

校园“一米菜园”：从规划到收获的STEAM探究之旅——小学四年级下册综合实践活动教学设计一、教学内容分析  本课内容根植于《中小学综合实践活动课程指导纲要》及小学科学、劳动、数学等相关课程标准，旨在通过真实的校园种植项目，驱动学生完成一次完整的“规划设计实施反思”实践循环。其知识技能图谱以“系统性项目规划”为核心，向上关联植物生长条件（科学）、简易测量与比例计算（数学）、资源统筹（工程），向下延伸至持续观察与责任担当（劳动、品德）。课程要求学生不仅识记植物生长的基本要素，更要理解各要素间的相互影响，并能在复杂、开放的真实场景中综合应用跨学科知识解决问题，体现了从概念理解到实践创新的认知跃迁。  过程方法上，本课高度融合了工程设计的迭代思维（明确问题方案构思模型优化）与科学探究的实证精神（观察、测量、记录、分析）。学生将以小组为单位，像真正的工程师和农艺师一样工作，将抽象的知识转化为可操作的行动方案。其素养价值渗透于项目全程：在方案论证中培养审辩式思维与理性表达；在协同劳作中体验责任、合作与珍惜；在面对不可控的自然变量时，锤炼坚韧品格与解决问题的韧性。教学重难点预判为：如何引导学生将零散的种植经验，整合成兼顾科学性、可行性与美观性的系统方案，并在执行中根据反馈进行动态调整。  基于“以学定教”原则，学情研判如下：四年级学生已具备植物基本构造、生命周期等前概念，并对种植活动抱有浓厚兴趣，这是宝贵的经验基础和情感动力。然而，他们的认知多处于片段化状态，缺乏项目整体规划的意识与能力，在将“想法”转化为具体、可执行的“图纸”与“步骤”时存在显著障碍。常见误区包括忽视环境条件的量化分析、对资源（如土、水、时间）估计不足等。因此，教学过程需嵌入多节点形成性评估：如在方案讨论环节，通过“你的设计依据是什么？”等问题探查其思维深度；在模型制作环节，通过观察操作规范性评估其将计划付诸实践的能力。针对差异，教学将提供“资源工具箱”（如图表模板、计算辅助工具）和分层任务卡，为基础薄弱学生搭建脚手架，为学有余力者设置如“生态循环设计”等挑战性拓展任务，确保所有学生能在“最近发展区”内获得成功体验。二、教学目标  知识目标：学生能系统阐述一项种植项目成功所需的四要素（光、土、水、空间），并能结合校园具体环境，分析这些要素的实际状况及其对作物选择的制约与影响，构建起环境作物管理三者关联的知识网络。  能力目标：学生能够以小组协作形式，完成从实地测量、数据记录到按比例绘制简易种植规划图的全过程；能够依据规划，合理估算并列出所需的材料清单；初步掌握通过模型（如设计图、模拟摆放）预演和优化方案的工程思维方法。  情感态度与价值观目标：在小组协作中，学生能主动承担角色任务，积极倾听同伴意见，并愿意为了团队目标协商与妥协；通过亲历规划与模拟种植，初步形成对劳动成果的预期与尊重，萌发珍惜资源、关爱生命的社会责任感。  科学（学科）思维目标：重点发展学生的系统思维与模型建构思维。引导他们将零散条件整合进一个可分析、可优化的系统（菜园）中，并学会将三维空间与复杂关系简化为二维图纸这一模型，利用模型进行推演、预测与沟通，这是将抽象思维可视化的关键一步。  评价与元认知目标：学生能够依据清晰的标准（如科学性、可行性、美观性）对小组及他组的规划方案进行简要评议；能在活动后回顾从最初设想到最终方案的演变过程，识别出自己思路调整的关键点及其原因，初步养成“计划执行反思”的元认知习惯。三、教学重点与难点  教学重点：种植项目的系统性规划设计与小组协作实施。确立依据在于，本课是项目启动的核心奠基环节，它统摄了后续种植、养护、收获所有实践活动的逻辑起点与行动指南。《指导纲要》强调综合实践活动要培养学生“价值体认、责任担当、问题解决、创意物化”等方面的素养，而系统性规划正是“问题解决”与“创意物化”能力的集中体现，是从想法到行动不可逾越的枢纽。  教学难点：引导学生将感性的种植愿望，转化为理性、可量化、可操作的详细设计方案。难点成因在于，学生需克服“重想象轻实施”的思维惯性，完成一次复杂的思维转换：从“我想种什么”到“这里能种什么”，再到“具体怎么种、需要什么、可能遇到什么问题”。这需要综合运用空间想象、数学计算、条件分析和风险评估，对四年级学生的逻辑思维与综合应用能力构成挑战。突破方向在于提供结构化的思考工具（如规划清单、评估矩阵）和分步搭建认知阶梯。四、教学准备清单1.教师准备1.1媒体与教具：多媒体课件（含校园待开垦区域照片、不同蔬菜生长需求图表）；实物投影仪。1.2学习材料：各组“一米菜园”规划任务书（含驱动问题、步骤提示）；校园待垦区域平面图（标有基本方位）；种植规划网格纸；不同蔬菜卡片（背面印有生长关键需求）；彩色笔、尺子。1.3环境布置：将课桌按46人一组拼接，形成合作学习岛；教室后方预留方案展示区。2.学生准备2.1知识经验：复习植物生长基本条件；观察家中或社区绿植。2.2物品：铅笔、橡皮；课前以小组为单位对指定区域进行初步目测观察。五、教学过程第一、导入环节  1.创设真实困境，引发认知冲突：教师通过投影展示校园一角闲置荒地的照片，紧接着播放一段由学生前期采访后勤老师或园丁的短视频，视频中呈现“学校希望这片地变漂亮、变有用”、“但之前种过东西，没管理好，荒废了”等真实声音。“同学们，这片地就在我们身边，它仿佛在沉睡。我们有没有可能，不只是看着它，而是真正唤醒它，赋予它新的生命和价值？”  1.1提出核心驱动问题：顺势引出本项目的核心挑战——“如何为我们校园的这片土地，设计并打造一个既科学合理、又美观可持续的‘一米菜园’？”明确告知学生：“今天，我们就是一个个‘校园设计师’和‘小小农艺师’，我们的第一项重大任务，就是完成这个菜园的‘蓝图’——一份能说服校长、指导行动的详细规划方案。”  1.2明晰探究路径：“要画好这份蓝图，我们得一步步来。先当侦探，去现场勘查‘地盘’的底细；再当参谋，根据‘情报’选择合适的‘队员’（蔬菜）；最后当总工程师，把所有的想法精心布局在图纸上。大家准备好了吗？我们的探索之旅，现在开始！”第二、新授环节任务一：问题定义与需求分析——我们要打造一个怎样的菜园？教师活动：首先，引导学生将宏观的“打造菜园”目标，分解为具体、可评估的子目标。提问：“一个成功的‘一米菜园’，应该满足哪些标准？仅仅是把菜种活就行了吗？”通过讨论，引导学生归纳出“科学（符合生长规律）”、“可行（我们能做到）”、“美观（看起来舒服）”、“可持续（方便后期管理）”等多维标准。然后，分发“蔬菜信息卡”，组织学生进行快速阅读和信息提取比赛：“给大家三分钟，快速浏览你手中的蔬菜卡片，找出两种你认为最适合我们初学者、且生长周期较短的‘候选队员’，并说出你的理由。”学生活动：参与头脑风暴，提出对“成功菜园”的理解。快速阅读蔬菜信息卡，对比光照、水分、成熟时间等关键信息，进行初步筛选和记录。与组员交流自己的发现：“我看中了生菜，因为它长得快！”“番茄需要更多阳光，我们那块地阳光够吗？”即时评价标准：1.能否从多个维度（而非单一维度）思考项目成功标准。2.信息提取是否准确、快速，能否将卡片信息与菜园建设初步关联。3.小组讨论时，成员是否都在参与信息分享。形成知识、思维、方法清单：★项目成功多维标准：综合实践项目规划需兼顾科学性、可行性、美观性与可持续性，这是一个系统性评价框架，而非单一标准。“就像评价一个房子，不能只看它漂不漂亮，还要看它结不结实、住起来方不方便。”★信息筛选与决策依据：决策应建立在客观信息（数据）比对的基础上。选择种植作物时，需综合考虑作物需求（光照、水分、土壤、生长周期）与本地客观条件的匹配度。“不能只凭‘我喜欢’，还要问‘它适合吗’。”▲初学者作物推荐逻辑：生长周期短、病虫害少、管理相对粗放的叶菜类或根茎类蔬菜（如生菜、萝卜、小葱）常作为入门优选，这体现了风险管理与获得成功体验的策略。任务二：实地勘察与数据测量——我们的“地盘”实际情况如何？教师活动：带领学生（或利用课前勘察数据）进行“实地勘探”。聚焦关键数据的获取方法：“我们怎么知道这块地每天能晒几小时太阳？可以观察周围建筑的影子。怎么知道土壤情况？可以用手感受疏松度，看看有没有杂草。”在教室模拟环节，分发标有基本方位的“地块平面图”，指导学生将勘察所得数据（如“东侧午后有阴影”、“土壤较板结”）用图例或文字标注在图纸相应位置。“看，这就是我们菜园的‘体检报告’，所有设计都必须基于这份报告。”学生活动：以小组为单位，依据“勘察清单”，回顾或模拟记录地块的关键环境数据。在平面图上进行标注，将观察到的空间信息（如日照区域、水源距离）转化为图纸上的符号与文字。讨论环境条件对之前所选“候选蔬菜”的潜在影响：“我们想种番茄，但东边有阴影，可能需要把番茄苗种在西侧。”即时评价标准：1.观察记录是否细致、客观，能否抓住光照、土壤等关键因子。2.能否将三维空间的观察结果，准确转化为二维平面图上的标注。3.小组内是否有明确分工（如记录员、测量员、绘图员）。形成知识、思维、方法清单：★环境因子调查核心要素：光照（时长、强度）、土壤（质地、肥力）、水源（距离、取水方式）、空间（形状、面积）是种植规划必须量化或质性评估的四大环境基石。“巧妇难为无米之炊，好农艺师要先读懂土地的语言。”★空间信息可视化：将实地观察转化为平面图标注，是工程设计的基础语言。这要求学生进行空间思维转换，并建立统一的图例系统，以便沟通。▲数据驱动设计意识：所有设计构思必须回溯到实地勘察数据进行验证。这是一个重要的工程思维习惯：让事实（数据）说话，而非空想。任务三：方案设计与优化——绘制我们的“一米菜园”蓝图教师活动：这是核心建构阶段。教师首先示范如何将想法落地：“假如我选定生菜和樱桃萝卜混种。生菜喜光，种在哪？萝卜怕涝，土壤要不要做点改良？”引导学生使用规划网格纸，按比例（如1格代表10厘米）进行布局。提出高阶挑战问题：“怎样安排不同蔬菜的位置，才能让它们都长得更好？（比如高矮搭配、喜光与耐阴搭配）”“怎么安排浇水、施肥的通道，才方便我们日常照顾？”巡视小组，针对共性问题进行微型指导，如“你们的布局很紧凑，但考虑过长大后叶子展开需要的空间吗？”学生活动：小组合作，在网格纸上绘制最终规划图。需确定每种蔬菜的具体种植位置、面积（占多少格）、间距，并用图例标示。可能经历激烈讨论和多次修改：“这里种番茄，旁边种矮生花生可以吗？”“浇水道留在这里，每个人都能方便够到吗？”最终形成包含作物布局、图例、必要说明的完整图纸。即时评价标准：1.规划图是否体现了作物生长的基本需求（如喜光作物位于向阳区）。2.布局是否合理利用空间，并考虑了可操作性（如预留管理通道）。3.图纸要素是否完整、清晰、美观。4.小组能否在意见分歧时，通过协商达成共识。形成知识、思维、方法清单：★种植规划核心原则：因地制宜、因时制宜、统筹布局。规划是需求（作物）、条件（环境）与资源（人力、物力）之间的动态平衡与优化艺术。★比例尺与空间规划：在网格纸上按比例作图，是保证设计从图纸到实物能够准确还原的关键。这涉及到数学中的比例概念在实际生活中的应用。▲混种与轮作初识：初步接触“伴生种植”（如某些植物种在一起可互利）和“轮作”（同一地块不同季节种不同作物）的生态种植理念，理解农业设计中蕴含的生态智慧。任务四：模拟种植与资源清单——让蓝图“活”起来教师活动：引导学生从“图纸”走向“物料准备”。发起“采购经理”模拟活动：“蓝图有了，接下来要‘备料’。根据你们的规划，算一算需要多少种子或幼苗？需要多少肥料？如果土壤需要改良，需要多少袋营养土？”提供简易的计算引导。进一步追问：“这些材料，我们可以通过哪些途径获得？（学校支持、家长捐赠、班费购买）如果资源有限，我们的方案可以如何调整？”学生活动：根据规划图，估算所需各类物料的数量，填写“资源需求清单”。讨论材料获取的可行途径，并思考方案的弹性。例如：“如果我们找不到那么多番茄苗，是不是可以把两棵的间距稍微拉大，或者改种一些用种子播种的豆类？”即时评价标准：1.清单估算是否有依据（大致关联了规划面积与常用种植密度）。2.是否考虑到资源获取的现实途径。3.当面临资源约束时，是否表现出调整和优化方案的灵活性。形成知识、思维、方法清单：★项目资源管理意识：任何项目执行都需要资源支撑。规划阶段必须同步考虑人、财、物的可行性，这是项目从“理想”走向“现实”的桥梁。★估算与预算概念：基于面积和密度进行粗略估算，是资源规划的基本方法。这不同于精确计算，但要求有合理的数量级概念。▲方案的弹性与可调整性：一个优秀的规划方案应具有一定的容错性和灵活性，能够在资源、条件发生变化时进行适应性调整，这体现了动态的系统思维。任务五：制定养护公约——我们是菜园的“终身责任人”教师活动：升华项目意义，从“建造”转向“守护”。“菜园建好了，它就自动生长了吗？不，它就像我们迎来的一个新生命，需要持续的照顾。我们如何确保在接下来的几个月里，每个人都知道自己该做什么、什么时候做？”组织各小组讨论并起草一份简明的“菜园养护公约”，内容可包括值班安排、观察记录要求、问题反馈机制等。“这份公约，是我们对这片土地和这些生命的集体承诺。”学生活动：小组商议，制定出切实可行的养护管理初步办法。例如：“我们组决定每天安排两名同学负责浇水，并检查有没有虫子。”“每周五下午，我们一起做一次记录，测量植株高度。”将共识记录下来。即时评价标准：1.公约内容是否具体、可操作，而非空泛的口号。2.是否考虑了任务的公平分配与可持续性（如假期安排）。3.讨论过程是否体现了责任意识与团队精神。形成知识、思维、方法清单：★可持续性管理的核心：项目的成功不仅在于启动，更在于长期的维护与责任落实。制定公约是将个人责任转化为制度化、可追溯的集体行动。★社会契约的初步体验：“公约”的本质是一种社会契约的雏形。通过共同制定并承诺遵守，学生体验了规则产生于需求、服务于共同目标的民主过程。▲项目全周期观念：建立“规划实施维护反思”的全周期项目观念，理解一个完整的实践项目包含连续的阶段，每个阶段都需要不同的关注点和能力。第三、当堂巩固训练  开展“方案听证会”。各小组轮流向全班展示自己的“一米菜园”规划方案（图纸、清单、公约）。展示需聚焦：1.我们的设计最大亮点是什么？（基础层）2.我们是如何根据勘察数据来决定作物和布局的？（综合层）3.如果校长只批准一半的预算，我们将优先保障哪部分，如何调整？（挑战层）  反馈机制：设置“同行评审团”，每位学生手中持有“点赞贴”（代表创意好）和“问号贴”（代表有疑问）。聆听展示后，评审团可提问或贴出贴纸。教师引导学生进行建设性评议：“他们的混种设计很有想法，但请问两种作物成熟时间不同，如何安排采收？”“这里的通道宽度，考虑了携带工具通过吗？”教师最后进行总结性点评，聚焦各方案如何体现系统性思维，并公布下一阶段将综合各方案优点，形成班级最终执行方案，将课堂成果推向真实实践。第四、课堂小结  引导学生进行结构化复盘：“同学们，今天我们像工程师一样，完成了一个复杂项目的规划阶段。如果用一棵‘知识树’来总结，树根是什么？树干是什么？枝叶是什么？”通过互动，共同梳理出：树根是项目成功标准与实地数据（基础）；树干是系统性规划思维（核心）；枝叶是绘图、估算、制定公约等具体技能（应用）。“回顾一下，你觉得自己小组在哪个环节讨论最激烈、收获最大？有没有哪个瞬间你突然发现，‘哦，原来还要考虑这个！’？”通过元认知提问，促进学生对学习过程的反思。最后布置分层作业：1.基础性作业：完善本组的规划图与资源清单，准备纳入班级总方案。2.拓展性作业：调查一种你感兴趣的生态种植法（如堆肥、雨水收集），为我们的菜园提出一个“绿色升级”建议。3.探究性作业（选做）：尝试用简单的编程软件（如Scratch）或手工制作一个模型，动态模拟你的菜园在不同季节的光照变化。六、作业设计基础性作业：以个人身份，撰写一份简短的“规划心得”（约150字），说明你在小组方案中贡献的一个关键想法，并解释这个想法是如何基于课堂上学到的某个知识或方法（如根据光照数据选址、按比例绘图）。拓展性作业：以小组为单位，将课堂上的规划方案，制作成一个面向家长或低年级同学的12分钟推广短视频或图文海报。需清晰展示菜园的设计亮点、预计成果以及所需支持，旨在为项目争取“资源”或“志愿者”。探究性/创造性作业：自主选题，二选一完成：1.“未来农场主”：研究“垂直种植”或“鱼菜共生”等现代种植技术，设计一个适用于我们教室或阳台的微型未来农场模型（可绘图或制作实物模型）。2.“菜园经济学”：假设我们的菜园获得丰收，设计一个“蔬菜义卖”或“以物易物”的小型活动方案，包括定价策略、宣传方式和收益用途规划。七、本节知识清单及拓展1.★综合实践项目核心流程：一个完整的实践项目通常遵循“情境与问题→规划与设计→行动与探究→总结与反思”的循环。本节聚焦前两个环节，是项目成功的逻辑起点。2.★系统性规划思维：指在解决问题时，不是孤立地看待各个部分，而是将其视为一个相互关联的整体系统。规划菜园时，需同步考虑环境、作物、资源、人力、时间等多个变量及其相互作用。3.★工程设计关键步骤（简化版）：明确问题→收集信息（勘察）→设计方案→优化方案→沟通方案。本节活动完整模拟了这一过程。4.★植物生长基本四要素：光照、水分、土壤、空气（温度）。规划时必须优先评估地块在这四方面提供的条件，并据此选择适配的作物。5.★按比例绘图：图纸上的长度与实际长度的比值称为比例尺。使用比例尺绘图能确保设计的精确性和可实施性，是工程与设计领域的通用语言。6.★资源清单与预算意识：执行任何项目都需要消耗资源。提前列出所需物料（种子、工具、肥料等）并估算数量与成本，是培养规划能力和责任感的重要环节。7.★小组协作有效性的要素：包括明确分工、积极倾听、理性辩论、达成共识、共同负责。本节中的方案设计全过程即是协作能力的实训场。8.▲伴生种植（panionPlanting）：某些植物种植在一起可以相互促进生长（如驱虫、增肥、提供支撑）。例如，豆类能固氮，有利于叶菜类生长；罗勒的气味可以驱赶番茄的一些害虫。9.▲可持续农业理念初探：现代种植不仅追求产量，也关注生态平衡。减少化学农药、使用有机肥、循环利用资源（如厨余堆肥）、保护生物多样性等都是可持续农业的体现。10.▲项目风险管理：在规划阶段预见潜在风险（如病虫害、极端天气、人员变动）并制定应对预案（如选择抗病品种、建立轮值制度），是提升项目韧性的关键。11.▲测量与估算技巧：在没有精密仪器时，可使用步测、臂展、参照物对比等方法进行粗略测量；估算数量时，可运用“单位面积密度”的概念进行推算。12.▲沟通与展示技巧：向他人阐述方案时，应逻辑清晰（先说结论，再讲依据）、重点突出（突出创新点和可行性）、形式直观（善用图表）。今天的“听证会”即是一次演练。八、教学反思  （一）目标达成度与证据分析：本节课的核心目标是引导学生完成一份系统性的种植规划。从各小组最终提交的方案图纸、资源清单及“听证会”上的陈述来看，绝大多数小组能够将光照、空间等环境因素与作物选择、布局设计关联起来，并能用比例网格图表达设计，表明知识目标与能力目标基本达成。学生在讨论中表现出的协商、妥协，以及在制定公约时流露的责任感，是情感态度目标达成的积极信号。差异化任务卡和“同行评审”环节，为不同层次学生提供了展示与反馈的平台，评价与元认知目标有所渗透，但学生自主反思的深度还可进一步引导。  （二）环节有效性评估与策略得失：导入环节的真实情境（校园荒地）成功激发了学生的归属感与挑战欲，驱动性问题清晰有力。“当时我想，孩子们的眼神一下子亮了，他们感觉自己是‘被需要’的问题解决者，而不仅仅是完成一个作业。”新授环节的五个任务构成了清晰的认知阶梯。任务二（实地勘察数据化）到任务三（方案设计）的过渡是关键转折，部分学生在此处出现“数据不知如何用”的卡顿。虽通过教师示范和巡视指导予以化解，但未来可考虑在此处嵌入一个更简化的“微型设计”练习作为跳板。任务五（制定公约）将项目意义从技术层面提升至社会情感层面，效果显著。“当有小组提出‘即使毕业了，也要把照顾菜园的方法传给低年级同学’时，我知道，这节课的价值已经超越了知识本身。”  （三）学生表