生物的启示教学设计

生物的启示教学设计-作者来源：北京市清华大学附属小学傅雪松（转自人教网） 发布时间：2003-09-16 (编者提示：人教自然第十二册第十一课生物的启示)一、教学目的1进一步了解人们在生物启示下进行的发明创造。2在初步了解仿生学的基础上，感知仿生学独特的研究方法，并在此基础上培养学生的想象能力和创造能力。3在活动中培养学生勇于参与的科学态度，让学生体会到自己也能“搞”科学。二、教学重点通过活动使学生感知仿生学独特的研究方法。三、教学难点通过研究“蜂巢”结构的性能，归纳仿生学的研究程序。四、课前准备模型材料、(2.5kg、5kg、10kg、15kg)铁饼若干个、蜂巢实物一个、鸡蛋一个、“蜂巢板”一块。电脑、实物投影、静电黑板。教学过程：(一)活动导入1提问：通过课前同学们对仿生学的了解，你们认为下面几种事物是仿照哪些生物体研制出来的呢?你还知道哪些有关仿生的例子呢?同学们说得很好，想一想仿生学是否就是简单模仿生物的科学呢?通过了解，你们认为“仿生学”是怎样的一门学科?2教师小结并揭示课题：是啊!人类社会的发展从某种意义上说真是要感谢这些生物朋友。但是，不知同学们是否想过，仿生学的研究过程是怎样的?也就是科学家是怎样研究仿生学的呢?想不想亲自参与一次这样的研究活动呢?好!这节课就让我们像科学家那样(出示“蜂巢”实物)以蜂巢为例，做一次关于仿生学的研究吧!(二)活动定向1提问：(将“蜂巢”放在实物投影上)仔细观察蜂巢的结构，它有什么特点?你能从中得到哪些启发?2学生汇报3讲解：人们正是在这样的启发之下，发明了许多东西，比如：这块蜂巢结构的板子，它是我从一间拆毁了的活动房屋的墙壁上找到的，通过了解我还知道，这种板子不仅是活动房屋建筑材料，还是居室里门的重要材料。4提问：从“蜂巢”这种结构，怎样创造出“蜂巢板”呢?5学生汇报：(通过实验研究)(板书：实验检测)6思考：如果如同学们所说是通过对蜂巢的实验研究所得，这个实验是针对蜂巢的哪种性能实验的?(小组讨论)7学生汇报：承受的压力大、防震、轻、节省材料8提问：这个实验怎样进行呢?9学生汇报：仿照蜂巢结构制作模型。(板书：蜂巢模型)(三)活动执行1制作蜂巢模型讲解制作方法。小组制作。2讲解：可以从不同的角度检测“蜂巢”结构的性能，这节课我们就从“蜂巢”结构的承重问题开始研究。这个问题可以从不同的角度研究。下面给每组两分钟的时间，讨论一下你们组打算怎样检测。这里为大家准备了一些不同重量的铁饼，检测时如果需要可以取用。(学生讨论实验方案、填写实验步骤、活动分工)实验报告：研究“蜂巢结构的承重问题第一次实验第二次实验第三次实验第四次实验实验结果实验方法 2学生汇报活动方案3评价活动方案；提出活动要求。4学生活动5讲解：今天我们是用重量的单位研究力的大小，到了中学以后同学们还会继续学习，用力的研究单位“牛顿”研究力。6汇报实验结果，论证“蜂巢板”的合理性。(请个别组展示实验过程)7教师小结：评价活动情况总结学生结论：因为蜂巢结构具有良好的性能，所以应用这种新型的建筑材料不仅重量轻，而且节省材料。提问：这种优良性能还可以运用到什么地方?(四)活动总结1提问：根据对“蜂巢”结构的研究，我们是否可以总结出仿生学的研究过程呢?2学生汇报3教师归纳：(板书)4提问：通过今天的研究，你有哪些收获?5学生汇报6教师小结：真遗憾我们没能严格地按照研究程序进行研究，这也说明仿生学的研究是需要一定周期的，40分钟的时间是远远不够的。不过我想同学们可能有了更宝贵的收获，那就是我们初步了解了一门学科的研究方法，但是这只是刚刚开始。(出示仿生学的标志)这个标志代表仿生学，一个积分符号代表数学、一端连接着一把电烙铁代表电子学、另一端则连接着一把解剖刀代表生物学，可见仿生学是一门综合学科。认真向我们周围生物朋友们学习吧!美好的生活等着你们去创造!五、活动延伸生活中我们都有这样的体验：用手用力握鸡蛋，握不碎，这与这种(出示图片)屋顶有什么关系吗?六、板书设计： 生物的启示 苏州市相城区黄桥实验小学 张奇虹 教学目标： 1、指导学生初步了解人类在研究和认识生物特点和功能的过程中得到启示，从而创造和发明了许多为人类所需要的新技术、新装置。初步学会用实验等方法，认识拱形建筑的奥秘，从而激发他们对仿生学的兴趣。 2、培养学生的实验能力、动手操作能力和归纳推理能力。 教学过程： （一）导入新课 1、同学们，今天老师先给大家看一段录像鲁班与锯子的故事。 2、提问：听了这个故事，你知道了什么？ 生：我知道了鲁班从叶片受到启示发明了锯子。 师：对，鲁班从叶片得到启示发明锯子。 这就是从生物身上得到的启示。板书课题：生物的启示 3、师：像这样在生物身上受到启示的例子你还知道哪些？ 生：青蛙 迷彩服 刺猬 橡胶轮胎 树 塔 4、这节课，我们就专门研究这个问题。 （二）学习新课 1、观察联想，产生问题。 （1）师：先请大家观看大屏幕上的这些建筑物（图片），你们能找出它们的共同特征吗？ 生：我发现了它们都是拱形建筑。 师：你观察得真仔细。 （2）它们都是拱形的（出示拱形线条）。那你知道人们为什么把这些建筑都设计成拱形？ 生：知道，因为拱形的建筑很坚固、美观。师：讲得真有道理。 生：不知道。师：没关系，下面我们专门来研究一下。 生：因为这是从鸡蛋身上得到的启示。师：你课前的预习工作很认真。 （3）师摸出鸡蛋：瞧，这是什么？（鸡蛋）请你仔细观察，看看它是什么形状？ 生：椭圆形的，拱形的。 师：你来摸一摸。你也来摸摸。你为什么拿起来这么小心呢？ 生：我怕把鸡蛋弄破。 师：鸡蛋真的那么容易破吗？如果老师把鸡蛋放在掌心使劲捏，蛋会破吗？我们一起来试试。请同学们拿出准备好的鸡蛋照老师的样子把它放在掌心捏捏看，你有什么发现？（蛋不易捏破）说明这种形状的物体有什么优点？（坚固）对，像鸡蛋这种薄壳结构的物体能承受较大的力，那么拱形的物体是不是也能承受大一点的力呢？ （4）师：请同学们两人一组利用课前税务的材料自行设计一个小实验来验证一下。看看哪组同学最聪避孕药。开始： A、你们真会做实验；B、你们做得也不错； C、你们做得真好，就请你们上去做给大家看看。 师：从这个实验中，你们又发现了什么？ 生（表面弯曲的纸板比表面平直的纸板承受的力大） 师小结：刚才大家通过实验知道：同一张纸板，拱形摆放承受的力比平直放置承受的力大。现在你们知道人们为什么把建筑物设计成拱形的道理了吧！ 生：知道，原来是从鸡蛋身上受到的启示。 2、上网研究。 （1）师：大自然真是奥妙无穷啊！那人们从生物身上得到了哪些启示，下面请同学们从网上来进一步研究，注意，你可要仔细浏览网上的内容，该记的把它记下来，不明白的地方可以和周围的同学商讨一下。开始，（音乐，指名一学生上台操作） （2）师：大家上网学习很认真，那么人们到底从各种生物中得到了哪些启示呢？很多同学想把自己知道的说给别的同学听，下面我们一起来交流交流。 生：从鸟身上得到启示发明飞机。 师：好，老师这儿有一段鸟和飞机的录像，看。（播放录像） 师：我们知道，鸟和飞机都能在空中飞行，它们的外形有哪些相似的地方？ 生：飞机的机翼相当于鸟的翅膀，飞机的机身相当于鸟的身体，轻巧灵活。飞机和鸟都有尾翼，为了保持平衡飞行。 师：可以说飞机的诞生使人们长期以来向往鸟儿那样在天空飞翔的梦想终于变成了现实。 生：鱼得到启示发明潜水艇。 师：鱼和潜水艇有什么特点？ 生：都能在水中游行。 师：这样，我们就可以乘上潜水艇在水上观光了，多好。 3、拓展延伸，构思小发明。 （1）观看图片（生物）同学们一下子增长了这么多知识，真好。课前，老师作了一些调查，发现有些同学很喜欢这些生物，他们从这些生物身上受到很多启示，我们一起来听听。谁愿意先说。 生：学生口头表述。 （2）同学们很会动脑筋，讲得都很好，下面我们来开展一个比赛“我是小小发明家”（课件显示） 在奥妙无穷的大自然中，生活着各种各样的生物。请你联系自己的实际生活，大胆发挥想象力，把你的想法写进留言板。看谁的想法最新颖，谁的打字速度最快。好，现在开始。（音乐，图片，要求） （3）很多同学已经完成了，你觉得谁的想法比较好，说说理由，谁第一个举手。（你真勇敢，老师授予你“勇敢奖”；你的想法也不错，是名符其实的“发明家”） （三）巩固总结 今天，我们学习了生物的启示这一课，生活中这样的启示还是很多的。只要我们多留心、肯动脑，一定会有所发明，相信，你们将来一定会成为小小发明家。有没有信心？（有）好，这节课就上到这里。 发布于2006年05月25日 15:55 | 评论数(0) 阅读数(2612)上一篇：生物的启示相关链接（一） 教学目的 1.了解人类在生物的启示下，进行了大量仿生的发明创造。 2.具有认真观察和探究仿生的兴趣。 3.初步具有模仿生物的构造或功能进行发明和创造的意识和能力。 （二）课文说明 （1）课文的编写思路 如今，仿生技术已经在能源、交通、建筑、医学等许多领域发挥着重要的作用。本课首先以人类在生物的启示下，新技术和新工具的更新为线索，引导学生认识到有些新技术和新工具是在生物的构造或功能的启示下而产生的，感受生物是人类进行发明和创造的“老师”。其次通过讨论、研究的方式，激发学生向生物“老师”学习的愿望，但要使学生体会，人类向生物“老师”学习，不是盲目地模仿生物的奇妙构造和特殊的功能，而是要吸收其中有益的原理，在模仿中进行创新。 （2）课文内容 本课内容分为四个部分。 第一部分是认识仿生技术。这部分内容包括两个层次: （1）通过学生对图例的观察，发现生物的许多本领令人惊叹羡慕;了解人们在海豚、鸟 、大树、贝壳等生物的启示下，发明创造了潜水艇、飞机、伞和奇特的剧院建筑等。初步感 受仿生技术是怎么回事。（2）通过图例指导学生初步认识仿生技术的原理和方法，即让学生 体会与生物原型有类似构造和功能是仿生技术的基本特征，敢于联想、善于联想是发明创造 的重要方法。 第二部分是学生的调查与讨论研究活动。课文以列表的形式启发学生将人们在生产和生 活中的新技术和新设备与生物原型进行联想。通过联想发现人们从生物的某些构造和功能受 到启发，而发明创造了某种新技术和新设备，从而使原技术和设备有了新的用途。这部分内 容对培养学生的科学兴趣、想像能力和创造精神具有良好的示范作用。 第三部分是学生的延伸、拓展活动。课文只给了学生一个提示，即“设计一个仿生的小 发明或小制作”。至于设计什么内容，课文没有做具体的要求。其目的是通过这项活动不仅 为学生经历发明创造提供一个实践机会，而且要引导学生认真观察周围的生物，并运用仿生 的原理和方法，自行设计一项小发明或小制作。教学中，教师要鼓励学生动手、动脑，积极 参与小发明、小制作等创造活动。第四部分是阅读材料，主要介绍了仿生技术在机械和工具 等方面的应用。 （三）教学建议 1.教学准备 教师准备:有关仿生的故事、图片或录像资料，32开的白纸若干张。学生准备:有关仿生的资料、图片等。 2.教与学的过程 （1）教学开始时，教师可以用故事、图片或课件引入课题。例如:在船只还没有出现前，生物中的“航海家”鱼类已经游弋于茫茫大海之中;在最原始的钟表尚未出现时，一种招潮小蟹已经有了精确计算的构造生物钟;鸽子用自己的“罗盘”导航时，人类的定位仪还无影无踪通过许多具体的例子的教学，使学生感受到最早的“发明家”不是人类，而是生活在大自然中的各种生物。 （2）在指导学生认识什么是仿生时，可以先引导学生观察课文中的第一组插图，让学生了解伞、飞机、潜水艇和悉尼歌剧院等几种大家比较熟悉的事物和建筑，是受哪种生物的启示而发明或设计制造出来的，是怎样模拟生物的形态结构和功能发明出来的。然后再利用教材中的第二组插图，进一步让学生了解锯、雷达、热传感技术（响尾蛇导弹）等的发明与第一幅插图中的事物有什么共同的特点，激发学生的灵感。通过教学，使学生了解当人们看到生物的某种特点时，常常会联想到自己在生活和生产中的需要，然后就模仿这种生物的形态结构和功能，设计、发明和制造出新的工具、新的设备等。最后，教师可以向学生介绍，人类在认识和利用生物的过程中，不断地受到生物结构和功能的启发，发明和创造了新技术、 新工具和新设备。在20世纪60年代初，一门崭新的学科仿生学就诞生了。 学习这部分内容时，不一定局限在课文中所列举的几个例子，教师可以补充和调换其他 的例子，也可以让学生交流他们知道的例子。 （3）为了指导学生调查仿生技术的应用，课文中提供了一张表格，并做了填表的示范。 教师可以根据学生的情况，课前组织学生调查并独立填写23种，有兴趣或有精力的学生也可以多填写几种。通过填写表格的活动，一方面鼓励学生去发现人类模仿生物发明和制造的新工具、新技术、新设备等，另一方面使学生感受和体会以生物的启示发明和创造新事物的过程，即原型启发的创造思维过程。 原型启发的创造思维过程大致是:明确需要（在生活或生产中，需要具有什么功能的工具或设备）;寻求启示（某种生物的结构或功能与需要的工具或设备相似，通过联想将该生物的启示与需要联系起来，提出设想意见）;设计制作（将设想完善，模拟出样品）;实验定型（经过反复实验、修改，完成发明）。 （4）在学生进行充分准备的基础上，课堂上可以组织学生交流和讨论仿生技术的应用。交流和讨论的方式可以多样，例如小组内交流、向全班汇报、图片展览等。在交流和讨论活动中要鼓励学生大胆地发表自己的意见，认真地倾听他人的发言，积极地、诚恳地与人交往。在与人交往的过程中，要抓住机会向他人学习，不断地提高自己“做科学”的能力。 （5）在教学中，教师要引导学生明确仿生要吸取对人类有益的生物原理，应用于各种技术领域，不能盲目地模仿生物的结构和功能。而且仿生时，要仿中有创，反复实验、反复改进，才有可能发明创造出好的新工具、新设备和新技术等。 （6）在组织学生自己设计一个仿生的小发明或小制作时，教师根据学生的情况，可以采用不同的组织方案。例如可以展示几种具有奇妙结构和功能的动植物图片，作为学生设计的原型;也可以让学生自己发挥，自己选择原型，设计自己感兴趣的玩具、工具或其他作品等。 3.教学评价 （1）讨论:举例说明什么是仿生技术?身边有哪些工具、仪器和建筑等是应用了仿生技术?你对仿生技术有什么想法? （2）纸燕是人们模仿燕子飞行设计的一种飞行玩具。你能根据鸟类的飞行，将纸燕变一变，看谁制作的纸燕在空中停留的时间长，谁的纸燕飞得高? 纸燕 （3）这些飞机是模仿哪种动物折叠成的? 纸飞机 （四）案例 教学过程 1.认识仿生技术 认识人类的一些发明和创造是受生物的启示1.观察课文中的第一组图片资料，引导学生认识伞、飞机、潜水艇和悉尼歌剧院等与大树、鸟、海豚、贝壳之间的联系。初步地认识仿生技术。 2.观察课文中的第二组图片资料，拓展学生认识锯、雷达、热传感与有齿的草叶、蝙蝠 和蛇等之间的联系。进一步地引导学生认识仿生技术。 3.总结:模拟生物的结构和功能，制造具有特殊功能的装置的技术叫做仿生。仿生的模型、图片（影片、录像带）和资料等2.调查了解仿生技术的应用 感受原型启发的思维过程 1.课前，布置学生填表。可以充分利用学生的已有经验和知识，也可以让学生通过阅读书籍、询问别人等了解情况，填写表格。 2.分析表格中的人造物，是受生物的哪些启示而发明创造的，有什么用途，并找出发明 它们的共同点。 3.小结:许多人造物是受生物的结构和功能的启示而发明的。 填写好的表格 3.设计制作 学习制作仿生的作品 1.教师提供几种原型生物的特殊结构和功能，引导学生设计仿生作品，并介绍设计思路。2.由于时间的关系，在课堂上可以组织设计方案为主，课下实施。也可以增加课时或连排课时，利用上课时间进行设计方案的实施。 几种原型生物的特殊结构和功能4. 作品评价 展示和评价作品 1.展示作品，并介绍设计和实施过程中，遇到的问题以及自己是怎样解决的。 2.用自己评价或他人评价的方式，评出有特色的作品或有希望的作品。 仿生的作品 （五）参考材料 1.仿生学 仿生学是生物学、数学和工程技术学等学科相互渗透、交叉而形成的一门新学科。作为 一门独立的学科，仿生学出现于20世纪60年代初。它主要研究生物的结构和性质、能量转换和信息传递，把得到的知识用来改善现有的机械、仪器、建筑结构和工艺过程。目前，仿生学的研究主要集中在感觉器官的模拟;大脑神经细胞、神经网络的模拟;动物定位、导航功能的模拟;生物力学和生物化学的模拟等方面。这些生物模拟已成为现代发展新技术的重要途径之一。 2.几个仿生实例 （1）带锯刺的小草和锯子 相传我国古代的著名工匠鲁班，他在土木工程方面有许多创造发明。有一次，鲁班上山伐木被野草划破了手。他摘下草叶轻轻一摸，发现叶子边缘有许多锋利的小齿。于是鲁班就在铁片上做出小齿，经过反复试验和改进，终于发明了当时急需的木工用锯子。 （2）飞蓬草和轮子 飞蓬草是菊科植物，生长在山坡、草地、牧场或林带边缘。它的茎直立高达60厘米。由于它枯后根断，遇风飞旋，因此叫飞蓬。传说古人是受飞蓬的启示后发明轮子的。 （3）蛋壳和屋顶 蛋壳呈凸曲面，凸曲面能把外力沿着曲面均匀地分散开来，避免应力集中。因此，能抵挡很大的外来压力。人们从蛋壳等生物的凸曲面壳体表现出来的良好抗压能力受到启发，设计了薄壳结构屋顶。北京火车站的大厅、上海动物园的象房等建筑，都采用了薄壳屋顶。 （4）海豚和潜水艇 海豚是游泳能手，时速可达53千米，在追捕食物和逃避敌害时，速度还能增大一倍。主要原因是海豚的体形呈良好的流线型，还有特殊的皮肤结构像个很好的消振器，所以海豚在水中受到的阻力很小。现代潜艇的外形很像海豚，还在潜艇表面上覆盖人造海豚皮，使潜艇在水中受到的阻力至少降低一半，使潜艇的速度大大提高，也节约了燃料。 （5）杉树和电视塔 云杉为适应山上长年累月的狂风袭击，树干底部显著增粗，形成圆锥形。人们模仿云杉对大风的适应，把建造在风速达80米/秒山顶上的电视塔设计成类似圆锥体，就能抵抗住大风袭击。 （6）飞机和蜻蜓翅膀 蜻蜓在长期的进化中有一种抗颤振的结构，那就是在翅膀末端前缘长有“翅痣”，如果把它们切除，蜻蜓就飞不好。现代飞机机翼末端前缘也有类似的“配重区”，用来消除颤振。 （7）狗鼻和电子鼻 狗的嗅觉十分灵敏，它的嗅觉比人灵敏100万倍。现在人们已研制成功比狗鼻灵敏1000倍的电子鼻。电子鼻是一种气体检测器。各种电子鼻的构造、原理、灵敏度不尽相同。它常被用来检验化学物品，鉴别食物好坏，测定空气污染程度，分析密闭舱的气体成分，甚至用来帮助医生诊断疾病。此外，高分辨力、高灵敏度的电子鼻还可用来代替警犬，进行侦缉、反毒、防卫、救援等工作，因此也叫电子警犬。 （8）蝙蝠和雷达 蝙蝠采用回声定位的方式来探测目标。它在喉内产生超声波，通过口 或鼻孔发射出来。被物体反射回来的超声信号，由蝙蝠的耳朵接收，蝙蝠就根据反射信号判 定目标的性质和距离。雷达的工作原理和蝙蝠的回声定位方式相似。 （9）袋鼠和跳跃器 袋鼠是生活在开阔草原、沙漠地区的哺乳动物，它的运动方式十分 特殊，用强有力的后肢跳跃前进，每小时可跑40千米50千米。跳跃器是模仿袋鼠运动方式的无轮汽车，它能在崎岖不平的地方和沙漠地带通行无阻。 （10）人和机器人 机器人早已由科学幻想变成现实，目前世界上成千上万的机器人在各行各业大显身手。它们模仿人的动作、人的感觉甚至人的思维，代替人在环境恶劣、危险场所或动作要求精细复杂的工作岗位上不知疲劳地工作着。新一代的机器人还将模仿人的自学本领，更好地代替人的劳动。生物的启示教学设计 2011-4-19 10:26:00 | By: 林科 教材分析本课是小学科学（青岛版）教材五年级下册中的一课。是以学生玩葱叶的典型生活经验为切入点，通过构建模型，搜集有关仿升学的信息资料，使学生了解什么是仿生，怎样进行仿生；知道人们能在生物的启示下进行发明创造。本课的教学活动就是按照“让学生经历仿生过程了解人们的仿生成果观察生物的性能，进行仿生设计、发明创造”的思路设计的。教学目标 1、能提出进行探究活动的大致思路；能用简单的器材做简单的观察实验；能制作简易科学模型；会查阅书刊及其他信息源。2、培养学生亲近自然、热爱科学、勇于创新的科学态度；愿意合作与交流；认识到科学是不断发展的；乐于用学到的知识改善生活；关心日常生活中的科技新产品、新事物；关注与科学有关的社会问题。3、了解仿生过程，使学生认识到什么是仿生，尝试仿生设计，了解人们在生物的启示下进行的发明创造。活动准备葱叶（新鲜、较硬的）、钩码4个、A4白纸2张，双面胶，三角支架（可用其他物品代替），剪刀，细绳等。教学过程一、视频导入：（相传鲁班在一次上山砍柴的时候，被树叶划破了手，