《生物的启示》（教案）五年级上册科学青岛版

青岛版小学科学五年级上册《生物的启示》教学设计【教学目标】1.科学观念：知道很多发明可以在自然界找到原型，知道什么是仿生，以及仿生的流程。2.科学思维：能对设计仿生产品产生浓厚的创作热情，会设计简单的仿生产品，并用文字、实物、图片表达创意。3.探究实践：会根据葱叶结构制作圆筒结构模型；能做圆筒结构与平板结构的承重对比实验。4.态度责任：对仿生技术有探究的兴趣，乐于尝试运用多种思维和方法完成探究。了解人类的好奇心和社会的需求是科学技术发展的动力。教学重难点：让学生了解什么是仿生、仿生发明的流程，并根据生物的特点尝试进行仿生创意设计。为后面的两课的古老发明印刷术、现代VR虚拟技术的探究打好基础。【教学过程】教学准备：教具：苍耳、尼龙搭扣、大葱叶、A4纸、简易砝码、线、胶水、木块、带提手的塑料杯等课前准备：教师的手持云台与连接，录像投屏至教室大屏幕活动过程：一、沉浸式导入1.感知手持云台，了解鸡头的特性（1）教师手持云台稳定器，边录像边向同学们打招呼。师：很高兴今天以这种特殊的方式向同学们问好。同学们从屏幕里看到自己了吗？（2）请同学们仔细看老师的手部动作摇摆，再观察大屏幕上的画面，你发现了什么？学生发现尽管老师的手在摆动，但视频画面依然保持平稳。老师质疑：你们知道这是为什么吗？学生进行猜测。师：老师手里的设备叫手持云台，我们常常在媒体中会看到制作精良的小视频，画面清晰稳定，大都是使用手持云台录制的。你们知道发明它的灵感来自于哪里吗？出示图片：大公鸡（3）播放视频，介绍鸡在身体晃动的情况下头部始终保持稳定的特性。所以有人把摄像头安在鸡头上摄像，无论鸡做多么惊险的动作，录像画面始终稳若泰山。请一两个同学上台亲自体验手持云台的奇特功能。2.玩苍耳，初步感知仿生学。（1）每组桌上的绿色小盒里藏着小宝贝，打开看看认识吗？苍耳（2）请你用眼睛观察，用手触摸，发现苍耳有什么特征？用你能想到的方法玩一玩，但注意安全。交流发现。预设：有刺、刺的顶端有小钩，很容易粘在衣服上。（3）你猜猜想利用它能做什么呢？学生猜想。所以瑞士的乔治•迈斯楚先生从中受到启示，发明了尼龙搭扣。（4）每组桌上的红色小盒里就藏着尼龙搭扣，请同学们观察。学生观察实物后发现尼龙搭扣确实具备和苍耳同样的的[设计意图:本环节通过让学生了解日新月异的科技产品，体验科技带来的便利，初步感知人类的发明可以在自然界找到原型。通过近距离的观察触摸苍耳，培养学生对自然事物的探究热情，在好奇心的驱使下对产品设计的来源产生兴趣。]二、问题与猜测1.出示葱叶在风中挺立的图片，你们注意到过葱叶能够在风中挺立而不易弯折的现象吗？大部分学生生活在城市，没有见过。2.我们可以模拟一下菜地的环境，用“大风”吹一吹葱叶，观察现象。学生分组做吹葱叶游戏。汇报结果：葱叶确实很难被吹弯。3.为什么葱叶不易被吹弯呢？学生领取截断（能呈现葱叶横截面和内部结构）的葱叶进行观察并提出假设。学生猜想：（预设）葱叶是圆筒结构，不易弯折可能与它的这种结构有关。(板书：圆筒结构)师视情况追问：如果把葱叶压扁再吹，会是什么现象？学生再次尝试。[设计意图:引导学生从身边熟悉的事物入手，通过观察和玩游戏发现葱叶的独特结构，基于所学知识进行假设，为下一步制定比较完整的实验方案做好准备]三、探究与实践（一）研究圆筒结构的性能1.刚才同学们的猜想如何来验证呢？每小组准备A4纸，思考如何借助纸来模拟葱叶的圆筒结构。（板书：卷成纸筒）小结：通过制作某些东西来解释难以直接观察的事物（如内部构造、事物的变化以及事物之间的关系等），就是在建立模型。2.圆筒结构不易弯折，它的承压能力一定是最强的吗？你还能想到哪些结构？平板型（压扁的葱叶形状）、三边筒、四边筒如果更多结构与葱叶结构比赛的话，它的承压能力还会是最强的吗？出示材料：A4纸、简易砝码、胶水、木块、带提手的塑料杯根据这些材料，小组讨论实验方案：用模型来检测不同结构的承压能力的大小。教师引导学生明确对比实验的注意事项：（1）除了模型的结构不同，纸的厚度、大小要相同，砝码的规格要一致（2）两端搭建支撑物要保持高度一致、间距相等。特别提醒：压垮模型的最后一个砝码不计入总数内。分组进行检测，并将试验方法和数据记录在活动手册中。学生汇报实验结果，得出结论：圆筒结构比其他结构的承重能力都强，所以葱叶的圆筒结构使它不易弯折。（板书：承重能力强）3.了解仿生人们根据葱叶的结构特性，制造了圆筒结构的物品，例如电线杆、灯柱等。这就是仿生。（板书：电线杆）出示仿生产品图片4、小结刚才我们通过观察认识了“生物特性”葱叶圆筒结构，又利用A4纸模拟葱叶“建立模型”，然后通过对比实验进行了“模型检测”，得出圆筒结构承重力最强的结论，然后开发设计了产品，最后应用到生活中，这就是“仿生流程”。应用圆筒结构的这种性能，你可以设计什么？请在活动手册上画一画设计图。（二）观察生物的特点，进行仿生设计出示章鱼图片，章鱼使用身体的哪个部位实现海底行走的？腕足。出示细节图，观察章鱼腕足有什么特点？腕足上有吸盘，吸盘的吸附功能让章鱼实现了在海底稳步行走。根据此特点，你能设计出仿生产品吗？小组讨论后，画出设计图，并阐述自己的创意。[设计意图:本环节指导学生从生物性能展开探究，尝试运用建立模型、模型检测的方法验证猜想，然后设计产品，体验仿生的整个过程，意识到生活中很多产品是借助生物性能而发明出的仿生产品。培养学生乐于尝试运用多种思路和方法完成探究和实践，乐于与他人进行沟通和交流。]四、拓展与创新1.了解哪些重大发明是受到了生物的启示。课件出示图片：蝙蝠与雷达鸟与飞机鸭子的脚与游泳脚蹼2.这些大家早就耳熟能详，你知道生活中还有哪些产品是受到生物性能的启示才发明出来的？学生交流。3.出示图片：神舟十四号载人飞船、航天员、空间站等。近年来，我国的航天科技飞速发展，其实航天科技中也藏着许多仿生学呢！你能想象出高深无比的航空科技竟然来源于长颈鹿、蝴蝶、苍蝇的特性吗？感兴趣的同学可以课下查阅资料继续研究。[设计意图:本环节培养学生的获取信息、运用科学方法描述和处理信息的能力。既了解仿生产品给我们的生活带来了便利，能推动国家科技的进步；又发散学生的创新思维，指导学