蘇教版五年級(jí)下冊科學(xué)8.我們來仿生-教案（平鋪式）

1、8我們來仿生【課標(biāo)落實(shí)】1本單元通過一系列觀察、探究、設(shè)計(jì)等活動(dòng)，落實(shí)課程標(biāo)準(zhǔn)高年級(jí)的課程目標(biāo)。科學(xué)知識(shí)：認(rèn)識(shí)人類與自然資源的緊密關(guān)系。工程是依據(jù)科學(xué)原理設(shè)計(jì)和制造物品、解決技術(shù)應(yīng)用的難題、創(chuàng)造豐富多彩的人工世界的一系列活動(dòng)?？茖W(xué)探究：通過觀察、實(shí)驗(yàn)、查閱資料、調(diào)查、案例分析等方式獲取事物的信息?？茖W(xué)態(tài)度：表現(xiàn)出對(duì)事物的結(jié)構(gòu)、功能、變化及相互關(guān)系進(jìn)行研究的興趣。能大膽質(zhì)疑，從不同視角提出研究思路，采用新的方法、利用新的材料，完成探究、設(shè)計(jì)與制作，培養(yǎng)創(chuàng)新精神科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境：了解人類的好奇和社會(huì)的需求是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的動(dòng)力，技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用影響著社會(huì)發(fā)展。2本課學(xué)習(xí)內(nèi)容基于課程標(biāo)準(zhǔn)課程內(nèi)容

2、中“技術(shù)與工程領(lǐng)域”的高年段要求。3知道很多發(fā)明可以在自然界找到原型，能夠在自然界生物與仿生物品間建立聯(lián)系。能夠從生物特性中獲得啟示或根據(jù)現(xiàn)實(shí)的需要設(shè)計(jì)簡單器具、生產(chǎn)物品或完成任務(wù)?！窘滩姆治觥课覀儊矸律翘K教版科學(xué)五年級(jí)下冊第2單元仿生的第四課時(shí)。通過本單元前三課的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)初步建立仿生學(xué)的概念，并通過對(duì)具體案例的分析，了解生物和仿生物品之間的聯(lián)系，體會(huì)仿生學(xué)的思維和方法。在此基礎(chǔ)上，本課旨在為學(xué)生創(chuàng)建仿生設(shè)計(jì)的平臺(tái)，引導(dǎo)學(xué)生從生物結(jié)構(gòu)、功能等特征或從實(shí)際生活需要入手，運(yùn)用仿生學(xué)設(shè)計(jì)簡單器具、生產(chǎn)物品。引導(dǎo)學(xué)生將本單元的知識(shí)進(jìn)行吸收融合并內(nèi)化成自身的知識(shí)應(yīng)用能力，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生對(duì)于仿生設(shè)

3、計(jì)的興趣。本課教學(xué)內(nèi)容分四個(gè)部分：第一部分是通過用眼觀察、動(dòng)腦思考、動(dòng)手制作等多種形式，研究手臂的結(jié)構(gòu)和功能，再動(dòng)手自制手臂模型。第二部分通過動(dòng)物“保護(hù)色”游戲，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)自然界中有些小動(dòng)物，用其自身與周圍環(huán)境融為一體的顏色來保護(hù)自己，從而能舉一反三理解迷彩服的設(shè)計(jì)原理。第三部分是借助六足機(jī)器人的仿生案例，通過找尋所仿生物的活動(dòng)，強(qiáng)化學(xué)生的仿生意識(shí)。第四部分通過真實(shí)情境：器皿的清洗困難，引導(dǎo)學(xué)生展開仿生設(shè)計(jì)。第五部分在前面的鋪墊和模擬練習(xí)的基礎(chǔ)上，鼓勵(lì)學(xué)生嘗試自主設(shè)計(jì)仿生用品?！緦W(xué)情分析】學(xué)習(xí)本課之前，學(xué)生已經(jīng)逐步建立起仿生的概念。對(duì)于生物與仿生物品在結(jié)構(gòu)、原理上的聯(lián)系都有所掌握，但又都還停留

4、在了解層面，未能結(jié)合仿生學(xué)展開具體的實(shí)踐，嘗試將自己的創(chuàng)意轉(zhuǎn)化成仿生產(chǎn)品。通過仿生產(chǎn)品設(shè)計(jì)的全過程，加深學(xué)生對(duì)工程和機(jī)械設(shè)計(jì)的體驗(yàn)，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)工程和機(jī)械領(lǐng)域的認(rèn)知和應(yīng)用能力。從學(xué)生的年齡結(jié)構(gòu)和心理特征來看，五年級(jí)的學(xué)生對(duì)于感興趣的事物充滿好奇心，有較強(qiáng)的探究欲望，他們總希望能有更多自主思考和實(shí)踐的機(jī)會(huì)。因此，本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)盡可能以游戲、活動(dòng)為主線開展教學(xué)，盡可能提供學(xué)生自主研究的時(shí)、空間，讓學(xué)生在自主體驗(yàn)中，促進(jìn)其科學(xué)知識(shí)、探究能力、科學(xué)思維的生長?！窘虒W(xué)目標(biāo)】科學(xué)知識(shí)：1知道人體手臂的結(jié)構(gòu)和功能。2知道仿生物品具有廣泛的用途?？茖W(xué)探究：1能按要求制作手臂的結(jié)構(gòu)模型。2能通過閱讀資料和分析，

5、了解一些生活中的仿生產(chǎn)品。3能通過對(duì)仿生產(chǎn)品的了解和分析，嘗試進(jìn)行仿生產(chǎn)品的設(shè)計(jì)?？茖W(xué)態(tài)度：1在科學(xué)探究中，能意識(shí)到要用實(shí)驗(yàn)證明自己的猜想。2在科學(xué)探究中，能從不同視角提出研究思路，完成探究、設(shè)計(jì)與制作，培養(yǎng)創(chuàng)新精神?？茖W(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境：1認(rèn)識(shí)到仿生學(xué)給人們的生產(chǎn)、生活帶來的便利。2根據(jù)生活需要進(jìn)行研究，并結(jié)合仿生學(xué)展開思考是否可以改進(jìn)或生產(chǎn)出仿生學(xué)產(chǎn)品。【教學(xué)重點(diǎn)】通過對(duì)仿生產(chǎn)品的了解和分析，嘗試進(jìn)行仿生產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。【教學(xué)難點(diǎn)】設(shè)計(jì)仿生產(chǎn)品的。【教學(xué)準(zhǔn)備】教師材料：課件和視頻。學(xué)生材料：硬紙板、繩子、鉚釘、“保護(hù)色”游戲道具。【教學(xué)時(shí)間】1課時(shí)【教學(xué)過程設(shè)計(jì)】一、視頻導(dǎo)入，制作模型1音樂

6、具有強(qiáng)大的魔力，往往讓人陶醉其中。下面想邀請大家一起來欣賞一場有些許不同的小提琴演奏。（視頻內(nèi)容：殘疾音樂家的演奏視頻。）2提問：悅耳的樂聲戛然而止，這場表演的特殊之處在哪？3師生交流。4提問：小提琴家依然能演奏出如此優(yōu)美的音樂，依靠的是什么？假肢的作用是什么？5學(xué)生回答：代替真實(shí)的手臂進(jìn)行演奏。6追問：那么要想做出一個(gè)仿真度高的假肢你認(rèn)為第一步要做什么？7學(xué)生回答：了解手臂的結(jié)構(gòu)和功能。8講述：下面我們兩人一組，通過伸直和彎曲手臂的動(dòng)作感受并認(rèn)真觀察我們的手臂吧！9同桌合作探究。10學(xué)生匯報(bào)：曲臂時(shí)，手臂在關(guān)節(jié)處彎曲；曲臂時(shí)上側(cè)的肌肉有一點(diǎn)鼓起.11講述：我們一起觀察手臂伸縮運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)圖，驗(yàn)

7、證一下你們的發(fā)現(xiàn)。（連接骨骼的肌肉稱為骨骼肌，骨骼肌的兩端分別連接兩塊骨骼，它們成對(duì)存在。曲臂時(shí)，上方的骨骼肌收縮、鼓起而下方的骨骼肌伸長、緊繃；伸臂時(shí)則相反。）12講述：通過一系列的觀察，大家對(duì)于手臂已有細(xì)致的了解。現(xiàn)在你能做出一個(gè)仿真的手臂模型嗎？事不宜遲，我們馬上開始！13小組合作展開制作。14提問：哪個(gè)組愿意展示并講解一下你們的模型。15學(xué)生介紹模型。16小結(jié)：了解手臂的結(jié)構(gòu)與特征，從而模仿制作出一個(gè)十分相似的假肢來代替缺失的手臂，這就是一個(gè)仿生物品的產(chǎn)生過程。設(shè)計(jì)意圖：利用視頻讓學(xué)生直觀感受假肢的仿真效果，激發(fā)起學(xué)生自制手臂模型的興趣。以此為驅(qū)動(dòng)力，有針對(duì)性的進(jìn)行曲伸臂的活動(dòng)，掌握手

8、臂的結(jié)構(gòu)和功能。通過手臂模型的制作，讓學(xué)生經(jīng)歷仿生的探究過程，初步體驗(yàn)仿生學(xué)的思維和方法。2、 游戲體驗(yàn)，初歷仿生1講述：在此過程中，要善于觀察并歸納出生物的特征，首先考驗(yàn)的就是大家的眼力。下面我們就來一場眼力競技，看看誰最火眼金睛！游戲介紹：每組都會(huì)拿到一張圖紙，找出隱藏其中的全部動(dòng)物，比一比哪個(gè)組找的又快又準(zhǔn)。(全班共叢林、荒漠、海洋三種不同的圖紙)2小組展開游戲比拼。3提問：現(xiàn)在12張圖紙已經(jīng)按各小組的完成順序排列在黑板上，你有什么發(fā)現(xiàn)嗎？4學(xué)生回答：圖紙上動(dòng)物顏色越繽紛的組越快；最慢的都是那些動(dòng)物顏色和背景相似的小組.5追問：那么你覺得哪種外形更有利于動(dòng)物呢？6學(xué)生回答7提問：你覺得動(dòng)

9、物的這個(gè)特征能被我們利用嗎？能啟發(fā)我們制成什么樣的仿生產(chǎn)品呢？8學(xué)生大膽猜想。9講述:那么，如果要讓自己隱藏在剛剛的場景中，你會(huì)為自己設(shè)計(jì)一件怎么的外衣呢？請各小組根據(jù)各自的圖紙開始你們的繪制。10小組討論并設(shè)計(jì)。11提問：看完各組的設(shè)計(jì)，你發(fā)現(xiàn)什么共同點(diǎn)嗎？這種衣服你有沒有似曾相識(shí)的感覺?12小結(jié)：是的，迷彩服的設(shè)計(jì)靈感就是來自于此，利用與周圍環(huán)境相近的配色幫助軍人更好的隱藏自己，不被敵人發(fā)現(xiàn)。仿生產(chǎn)品的制作可以從發(fā)現(xiàn)生物特征入手，再思考可以如何被我們利用，從而開展仿生產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)意圖：在趣味性強(qiáng)、學(xué)生樂于參與的“保護(hù)色”游戲中融入仿生活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生在游戲中自主感受并總結(jié)“保護(hù)色”的重要

10、作用，再嘗試聯(lián)系生活進(jìn)行思考，最終完成迷彩服的設(shè)計(jì)。在輕松、愉悅的氛圍中，親歷一次仿生物品的產(chǎn)生過程，加深學(xué)生對(duì)于仿生學(xué)的認(rèn)識(shí)，建立自制仿生產(chǎn)品的信心。三、實(shí)例分析，鞏固仿生1講述：隨著科技的發(fā)展，機(jī)器人愈加頻繁的出現(xiàn)在我們的視野中，你都見過什么樣的機(jī)器人呢？長這樣的機(jī)器人你見過嗎？它有什么與眾不同之處呢？我們一起通過視頻來了解一下吧！2全班觀看六足機(jī)器人視頻介紹。3提問：六足機(jī)器人有什么與眾不同之處？4學(xué)生回答：外形長的像動(dòng)物；行走是以三條腿為一組進(jìn)行的，形成了一個(gè)三角形支架結(jié)構(gòu)；能在峭壁和陡坡、崎嶇地形等特殊環(huán)境中穩(wěn)定前行。5提問：那么它模仿的是哪種生物呢？請認(rèn)真閱讀四張介紹卡片上的信息，

11、找出這種生物。6學(xué)生閱讀信息卡，完成匹配。7提問：你是從哪些信息中成功完成六足機(jī)器人和竹節(jié)蟲的配對(duì)的呢？8學(xué)生匯報(bào)：外形十分相似；都有六足；都是以三條腿為一組進(jìn)行行走；都能在特殊地理環(huán)境中穩(wěn)定前行9小結(jié)：為了應(yīng)對(duì)森林、沙地、沼澤等特殊路面，我們需要機(jī)動(dòng)性、穩(wěn)定性更強(qiáng)的機(jī)器人；結(jié)合實(shí)際需求設(shè)計(jì)師們再次將目光聚焦自然界中的竹節(jié)蟲，最終在它身上獲得了啟示。從生活中遇到的問題或?qū)嶋H需求出發(fā)，帶著困惑在生物身上找解決之道，再展開仿生產(chǎn)品的設(shè)計(jì)也是一種途徑。設(shè)計(jì)意圖：通過視頻和閱讀卡，幫助學(xué)生進(jìn)一步在生物與仿生物品間建立聯(lián)系，通過從仿生物品到生物的逆向分析，強(qiáng)化學(xué)生的仿生思維。聯(lián)系生活實(shí)際，說明仿生物品具

12、有廣泛的用途，為后續(xù)的學(xué)生仿生設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。四、聯(lián)系生活，自主仿生1講述：剛好最近老師在打掃實(shí)驗(yàn)室時(shí)就遇到了這樣一個(gè)小麻煩：在清洗各自瓶瓶罐罐時(shí)，像燒瓶這樣口小體大的器皿用刷子清洗起來費(fèi)時(shí)費(fèi)力還常常洗不干凈。你能帶著這個(gè)問題從生物中找尋靈感設(shè)計(jì)個(gè)新型工具解決這個(gè)難題嗎？2師生交流：目前刷子的弊端是什么？我們希望達(dá)到的效果是什么？3學(xué)生小組討論并展開設(shè)計(jì)。4提示：如果毫無頭緒可以找老師拿個(gè)錦囊找找靈感哦！(錦囊內(nèi)有河豚的介紹卡片)5各小組分享各自的仿生設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)意圖：創(chuàng)設(shè)真實(shí)的生活情境，讓學(xué)生嘗試以解決實(shí)際問題入手，展開仿生設(shè)計(jì)，了解仿生的現(xiàn)實(shí)真正意義：仿生設(shè)計(jì)為生活服務(wù)，并引發(fā)學(xué)生思考和創(chuàng)新。五、拓展延伸1講述：通過本課的學(xué)習(xí)，大家嘗試從生物的特征入手思考如何運(yùn)用于生活，設(shè)計(jì)出了迷彩服；又試著從生活問題入手在生物身上找尋靈感，完成燒瓶刷的改良。選擇你喜歡的方式，試著自主設(shè)計(jì)一個(gè)仿生產(chǎn)品吧！【板書設(shè)計(jì)】8我們來仿生 保護(hù)色 迷彩服 竹節(jié)蟲 六足機(jī)器人 仿生產(chǎn)品 河豚 仿生刷 【知識(shí)要點(diǎn)】本課通過用眼觀察、動(dòng)腦思考、動(dòng)手制作等多種形式，從手臂模型模型的制作、迷彩服的設(shè)計(jì)結(jié)合六足機(jī)器人的分析、仿生刷的設(shè)計(jì)；引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)從生物特性出發(fā)以及從解決問題出發(fā)，展開仿