师：同学们，大家好。很高兴和同学们一起走进科学课堂。由于城市化建设、土地荒漠化以及频繁出现的自然灾害，有限的耕地面积锐减。据联合国粮食及农业组织预测，2050年世界总人口将达到97亿。经测算，要养活这么多人口，全球粮食产量必须提高70%，然而地球上可供开垦的土地已所剩无几。看了这些数据，大家有什么感想？我们来听听同学们怎么说。
生：人口过多，粮食稀缺，种植的土地不够。
师：那如何解决如此庞大人口的吃饭问题呢？
生：可以模仿立体停车场设计立体农场。
师：没错，工程师们想出了建造立体农场这个好办法。今天我们就一起来学习它。立体农场是一种新型农业生产模式，就是将农作物种植在多层或高层建筑中，以实现少用地、多生产的目的。请看视频。立体农场为解决庞大人口的吃饭问题，工程师们想到在城市中建造立体农场。它将农作物种植在地下室、厂房、多层或高层建筑中，通过技术手段模拟农作物所需的水、阳光及温度等生长环境，充分利用可再生资源和温室技术，大幅度提高农业产量和土地利用率。立体农场具有传统农场无法比拟的巨大优势，它充分利用城市空间，极大节省耕地面积。温室栽培技术的运用，使农作物一年365天都能在适宜环境中不间断生产，不受干旱、洪水及虫害等自然灾害影响，大大提高农作物的产量和质量。立体农场本身是一个独立的绿色生态循环系统，能充分利用太阳能、风能等可再生能源，并将农作物生产过程中的有机废物转化为可用的清洁能源。不仅如此，城市中的立体农场还能调节城市气候，减少二氧化碳排放，保护城市生态环境。此外，它还能为城市居民创造大量休闲空间，提供众多就业机会。不过，作为新兴产业，立体农场目前还面临成本高、能源消耗大等诸多难题。但随着科学技术的进步，这些难题定会解决，立体农场的应用前景值得期待。立体农场有哪些优势？又有哪些劣势呢？我们先来说优势一。
生：整个设施可放在城市中心楼顶，避免物流运输带来的损耗。栽培密度大，能实现较大程度的机械化和自动化，还可以随时提供新鲜蔬菜。
师：既然立体农场这么好，那把所有土地都拿来建设立体农场好不好？
生：不全是。立体农场需要一定人力成本，对光照、温度、水源的控制有要求，前期搭建设施投入较高，而且并非所有农作物都适宜在立体农场种植。
师：同学们分析得非常全面。接下来我们一起分析分析，立体农场的技术是否可以迁移到建阳台、小菜园呢？某公寓的阳台，如图所示，该公寓住户多为典型的三口之家。一些住户希望有人能帮他们在阳台上建造一个立体小菜园，至少能让他们每周吃上两次小菜园供应的汤菜，且不重样，希望能在两周内完成，最好利用废旧材料建造。如果要建造一个立体小菜园，需要考虑哪些问题呢？
生：种什么菜？用什么土壤在阳台种植？一共需要种多少？用什么容器来种？怎么实现立体种植？怎么计算汤菜的量？日常怎样管理阳台立体小菜园？等等。
师：请大家按下暂停键思考，把建造立体小菜园的任务要求及问题清单填写在学生活动手册第17页上。我们先来看看这位同学怎么说。
生：任务是在阳台上建造一个立体小菜园，要求每周至少吃上两次小菜园供应的汤菜，且不重样，时间紧迫，两周内完成，最好利用废旧材料建造。问题清单有：种哪几种菜、种多少、用什么容器、采用什么方式立体种植、怎样计算汤菜的量等。
师：这位同学考虑得特别细致。问题考虑得越细致，越能保证设计方案完善。对于这些问题，大家有解决方法吗？可以查阅资料或者询问周围有经验的大人，针对大家提出的问题，我们一一进行研究。问题一，如何选择在阳台种植的蔬菜呢？其实很多蔬菜都适合在阳台种植，比如小叶茼蒿、樱桃萝卜、西红柿、生菜、辣椒、小菠菜等。这些蔬菜生命力强，对温度、光照、水分要求不高，也不需要太深厚的土壤，可以在花盆中种植。要在两周内完成，我们还需要考虑什么呢？
生：需要考虑植物生长周期较短的蔬菜，比如鸡毛菜和油麦菜，这两种速生菜全年皆可种植，且生长快速。
师：还有哪些蔬菜适合在阳台种植呢？请看视频。适合在阳台种的蔬菜有很多，有几种蔬菜全程不用施肥，采收快，收获也好，一起来看看是哪几种吧？第一种，小葱，小葱是一种非常容易成活的植物，无论是干葱还是生葱，只要把它埋进土里就会长大，而且越长越高，越长越多，生命力非常旺盛，葱只需要浇水就会长势良好。第二种，蒜的种植方法和葱一样简单，准备一个蒜头，根部接触到土壤或者水培都能成活。而且长起来之后很好看，放在阳台上还可以当绿植，一举两得。第三种，青菜在市场上最常见，营养丰富，容易烹饪，也是存活力非常好的蔬菜之一。有些青菜埋进土里不用施肥也不会有病害，每一片叶子都是有机蔬菜。第四种，菠菜，在南方区域，秋天最适合在阳台种的蔬菜就是菠菜了。菠菜对光照要求不高，因此阳台上的光照对它来说已经完全足够。菠菜属于吃多少摘多少的蔬菜，只要不拔根，就怎么也吃不完。有些蔬菜如果长得比较慢，可能是因为生长周期比较长，许多结果类的种子前期需要很长的时间长根，只有当埋在土里面的根长得足够了，它才会发芽、开花结果。所以我们只要有一颗等待的心，就能看到植物开花结果。其实几乎每一种蔬菜都可以在阳台上生长，只是长势怎么样就要看我们如何呵护它们了。为了达到本次STEM任务要求，我们尽量选择能同时满足多个要求的蔬菜来种植。STEM是科学、技术、工程、数学四门学科英文首字母的缩写，其中科学在于认识世界，解释自然界的客观规律；技术和工程则是在尊重自然规律的基础上改造世界，实现与自然界的和谐共处，解决社会发展过程中遇到的难题；数学则作为技术和工程学科的基础工具。大家能根据查阅的资料分析这些蔬菜能同时满足哪些要求吗？请在课本第51页上联一连，我们听听这位同学怎么连的。