2-8 我们来仿生 教学设计

1、2. 8我们来仿生教学设计教学内容五年级第八课课时1教学类型实验主备人组员教材分析本课教学内容分四个局部：第一局部是通过用眼观察、动脑思考、动手制 作等多种形式，研究手臂的结构和功能，再动手自制手臂模型。第二局部通过 动物“保护色”游戏，让学生发现自然界中有些小动物，用其自身与周围环境 融为一体的颜色来保护自己，从而能举一反三理解迷彩服的设计原理。第三部 分是借助六足机器人的仿生案例，通过找寻所仿生物的活动，强化学生的仿生 意识。第四局部通过真实情境：器皿的清洗困难，引导学生展开仿生设计。第 五局部在前面的铺垫和模拟练习的基础上，鼓励学生尝试自主设计仿生用品。学情分析学习本课之前，学生已经逐步

2、建立起仿生的概念。对于生物与仿生物品在 结构、原理上的联系都有所掌握，但又都还停留在了解层面，未能结合仿生学 展开具体的实践，尝试将自己的创意转化成仿生产品。通过仿生产品设计的全 过程，加深学生对工程和机械设计的体验，加强学生对工程和机械领域的认知 和应用能力。教学目标科学知识：.知道人体手臂的结构和功能。.知道仿生物品具有广泛的用途。科学探究：.能按要求制作手臂的结构模型。.能通过阅读资料和分析，了解一些生活中的仿生产品。.能通过对仿生产品的了解和分析，尝试进行仿生产品的设计。科学态度：.在科学探究中，能意识到要用实验证明自己的猜测。.在科学探究中，能从不同视角提出研究思路，完成探究、设计与

3、制作， 培养创新精神。科学、技术、社会与环境：.认识到仿生学给人们的生产、生活带来的便利。.根据生活需要进行研究，并结合仿生学展开思考是否可以改进或生产出 仿生学产品。教学重点通过对仿生产品的了解和分析，尝试进行仿生产品的设计教学难点设计仿生产品的。教学方法创设情境、启发引导、表扬鼓励、激发质疑学习方法自主探究、记录汇报、交流展示、师生互动、观察、实验等教学过程教师活动学生活动所用时间二次备课一、视频导入，制作模型.音乐具有强大的魔 力，往往让人陶醉其中。下 面想邀请大家一起来欣赏一 场有些许不同的小提琴演 奏。（视频内容：残疾音乐 家的演奏视频。）.提问：悦耳的乐声戛 然而止，这场表演的特殊

4、之 处在哪？.师生交流。.提问：小提琴家依然 能演奏出如此优美的音乐， 依靠的是什么？假肢的作用 是什么？.学生回答：代替真实 的手臂进行演奏。.追问：那么要想做出 一个仿真度高的假肢你认为 第一步要做什么？.学生回答：了解手臂 的结构和功能。.讲述：下面我们两人 一组，通过伸直和弯曲手臂 的动作感受并认真观察我们 的手臂吧！.同桌合作探究。.学生汇报：曲臂时， 手臂在关节处弯曲；曲臂时 上侧的肌肉有一点鼓 起.讲述：我们一起观 察手臂伸缩运动的动态图， 验证一下你们的发现。（连 接骨骼的肌肉称为骨骼肌， 骨骼肌的两端分别连接两块 骨骼，它们成对存在。曲臂 时，上方的骨骼肌收缩、鼓 起而下方的

5、骨骼肌伸长、紧 绷；伸臂时那么相反。）积极交流以往 的知识和经验认真阅读老师 提出的思考题， 自主学习，补充 导学案的内容。确认自己在组 内的任务，观察 实验结果，大胆 质疑，合作交 流，认真做好实 验记录单笔记。回答课前老师 提出的问题。实验材料PPT、实验器材、图、表、文章、相关知识等.讲述：通过一系列 的观察，大家对于手臂已有 细致的了解。现在你能做出 一个仿真的手臂模型吗？事 不宜迟，我们马上开始！.小组合作展开制作。.提问：哪个组愿意 展示并讲解一下你们的模 型。.学生介绍模型。.小结：了解手臂的 结构与特征，从而模仿制作 出一个十分相似的假肢来代 替缺失的手臂，这就是一个 仿生物品

6、的产生过程。二、游戏体验，初历仿生大约25分钟.讲述：在此过程中, 要善于观察并归纳出生物的 特征，首先考验的就是大家 的眼力。下面我们就来一场 眼力竞技，看看谁最火眼金 睛！自学环节游戏介绍：每组都会拿 到一张图纸，找出隐藏其中 的全部动物，比一比哪个组 找的又快又准。（全班共丛 林、荒漠、海洋三种不同的 图纸）.小组展开游戏比拼。.提问：现在12张图 纸已经按各小组的完成顺序 排列在黑板上，你有什么发 现吗？.学生回答：图纸上动 物颜色越缤纷的组越快；最 慢的都是那些动物颜色和背 景相似的小组.追问：那么你觉得哪 种外形更有利于动物呢？.学生回答.提问：你觉得动物的 这个特征能被我们利用吗

7、？ 能启发我们制成什么样的仿 生产品呢？.学生大胆猜测。.讲述:那么,如果要 让自己隐藏在刚刚的场景 中，你会为自己设计一件怎 么的外衣呢？请各小组根据 各自的图纸开始你们的绘 制。.小组讨论并设计。.提问：看完各组的 设计，你发现什么共同点 吗？这种衣服你有没有似曾 相识的感觉？.小结：是的，迷彩 服的设计灵感就是来自于 此，利用与周围环境相近的 配色帮助军人更好的隐藏自 己，不被敌人发现。仿生产 品的制作可以从发现生物特 征入手，再思考可以如何被 我们利用，从而开展仿生产 品的设计。三、实例分析，巩固仿 生.讲述：随着科技的发 展，机器人愈加频繁的出现 在我们的视野中，你都见过 什么样的机

8、器人呢？长这样 的机器人你见过吗？它有什 么与众不同之处呢？我们一 起通过视频来了解一下吧！.全班观看六足机器人 视频介绍。3提问：六足机器人有 什么与众不同之处？.学生回答：外形长的 像动物；行走是以三条腿为 一组进行的，形成了一个三 角形支架结构；能在峭壁和 陡坡、崎岖地形等特殊环境 中稳定前行。.提问：那么它模仿的 是哪种生物呢？请认真阅读 四张介绍卡片上的信息，找 出这种生物。.学生阅读信息卡，完 成匹配。.提问：你是从哪些信 息中成功完成六足机器人和 竹节虫的配对的呢？.学生汇报：外形十分 相似；都有K足；都是以二 条腿为一组进行行走；都能 在特殊地理环境中稳定前 行.小结:为了应对

9、森林、 沙地、沼泽等特殊路面，我 们需要机动性、稳定性更强 的机器人；结合实际需求设 计师们再次将目光聚焦自然 界中的竹节虫，最终在它身 上获得了启示。从生活中遇 到的问题或实际需求出发， 带着困惑在生物身上找解决 之道，再展开仿生产品的设 计也是一种途径。四、联系生活，自主仿 生.讲述：刚好最近老师 在清扫实验室时就遇到了这 样一个小麻烦：在清洗各自 瓶瓶罐罐时，像烧瓶这样口 小体大的器皿用刷子清洗起 来费时费力还常常洗不干 净。你能带着这个问题从生 物中找寻灵感设计个新型工 具解决这个难题吗？.师生交流：目前刷子 的弊端是什么？我们希望达 到的效果是什么？.学生小组讨论并展开 设计。.提示

10、：如果毫无头绪 可以找老师拿个锦囊找找灵 感哦！（锦囊内有河豚的介绍 卡片）.各小组提供各自的仿 生设计方案。五、拓展延伸自测环节.讲述：通过本课的学 习，大家尝试从生物的特征 入手思考如何运用于生活， 设计出了迷彩服；又试着从 生活问题入手在生物身上找 寻灵感,完成烧瓶刷的改良。 选择你喜欢的方式，试着自 主设计一个仿生产品吧！L鱼的鳍对应船的桨和橹， 提供前进和转弯的；肚子里的膘对应潜艇的蓄水舱，通 过充气和注水，调节 和O.人体手臂与假肢手臂存在、上的相似之处。.做“保护色”游戏。(1)给蚂蚱、蝴蝶、菜青虫、青蛙等小动物卡片涂上颜色，剪卜来。 (2)选一条树丛边的小路，分 组将小动物卡片沿途放在其中。(3)以正常速度走过这条小路， 比一比哪个小组做的卡片被发 现得最多少通过上面这个实验想一想：重走 一遍这条小路，你能发现更多的 小动物卡片吗？为什么？认真完成导学 案中的测试题。总结通过本课 的学习，谈谈自 己的收获大约15分钟板书设计8.我们来仿生 保护色 迷彩服 、竹节虫沾足