生活中的仿生设计-初中-生物学-教学设计

《生活中的仿生设计》教学设计邱茜西安铁一中滨河学校一、课标要求通过调查了解生物仿生的常识，调查仿生学在生活中的应用；根据仿生原理进行仿生设计，关注生物多样性，利用各种生物的特性进行仿生设计，提高创新精神和解决问题的能力。二、教材分析综合实践活动课程“以培养学生综合素质为导向“，既注重培养学生“综合运用各学科知识，认识、分析和解决现实问题”，突出社会责任感、创新精神和实践能力的培养。《生活中的仿生设计》是设计制作活动（劳动技术）主题中的一个内容。安排在八年级上册综合实践活动的内容里。设计制作活动方式的提出是对当前科学与技术迅猛发展所作出的教育回应。它体现了“基于项目的学习“和“基于设计的学习“的特征，体现的是具由百年历史的“设计理念”和“设计教学法”的价值诉求。适当的设计制作活动是伊特发现问题，界定问题，通过创造性使用各种材料、工具盒技术解决问题的学习与创造的过程。本教学设计从学生生活中的实例出发，通过有趣的课堂活动，激发学生的求知欲，引导其积极参与活动，充分发挥学生的主观能动性。让学生在小组合作中主动发现问题，讨论解决问题的方法。在活动过程中，鼓励学生手脑并用，灵活掌握，融会贯通格列知识技巧，提高学生的技术操作水平、知识迁移水平，体验工匠精神。三、学情分析八年级学生思维活跃、求知欲强，通过之前的学习有了一些学科知识基础和生活体验。在综合实践活动中，教师可引导学生主动运用各门学科知识分析解决实际问题，使学科知识在综合实践活动中得到延伸，综合、重组和提升。学生在综合实践活动中所发现的问题可以在相关学科教学中得到解决，所获得的的知识要在相关学科中拓展加深。四、教学目标根据《中小学综合实践活动课程指导纲要》，制订以下教学目标：1、通过组装模型了解仿生仪器的设计结构特点，利用模型阐述设计制作它们利用的仿生生物及原理。列举生活中的一些器械设计源于仿生，认识仿生以及了解仿生的内涵和外延，从而加深有积极意义的价值体验。2、通过活动“仿生连连看”了解仿生广泛的应用领域，同时根据仿生设计的来源关注到生物多样性等问题。3、通过资料分析总结仿生设计的一般步骤，了解仿生学是解决问题的一种方式，并将问题转化成为有机质的研究课题。4、通过“我们来仿生”的活动设计，学生运用一定的学科知识和创造技能解决生活中的问题，更重要的是发展学生的创新意识和审美意识，提高其创意实现的能力。五、教学重难点【教学重点】1、通过前人的发明创造，了解仿生学的科学原理。

2、针对生活中的问题或困难，结合有关生物的某些特征，引导学生展开仿生设计，并浅谈设计思路。

【教学难点】

尝试进行仿生设计学生思维的开拓，创造意识的增强。

六、课前准备制作PPT、准备所需素材教学过程教学内容教师活动学生活动设计意图环节一情境引入【情境导入】由鸡头的稳定特点发明照相机防抖仪器--云台。问题：1.什么是仿生？2.你知道有哪些仿生的示例吗？观看、思考、分享以身边的仿生实例创设教学情境，在课堂伊始引发学生思考，达到激趣的良好效果环节二新课讲授一、感受生活中的仿生1.根据“学习指导”使用下发的材料，组装下列模型。2.利用模型尝试说明他们的仿生原理。二、什么是仿生学仿生学正式诞生于1960年9月，斯蒂尔为此命名为“Bionics”。仿生学是研究对象是生物体的结构、功能和工作原理，并将这些原理移植于人造工程技术之中。简言之，仿生学就是模仿生物的科学。三、仿生学仿什么通过举例可了解仿生可以以生物的“形态”、“色彩”、“结构”、“功能”、“声音”等为研究对象，有选择地模仿生物的特征原理进行的设计。四、仿生连连看你能把下面的仿生产品和他们相对应的生物连起来吗？五、如何进行仿生设计根据资料“防抖仪器的发明和防抖技术的发展”讨论和总结出仿生设计的一般流程？六、我们来仿生根据仿生设计流程尝试进行仿生设计1、学生根据操作说明完成模型组装2、根据模型的使用原理说出模型的仿生原理学生根据活动获取的信心来建构仿生的概念了解仿生设计可以模仿的范围思考、分析并解答：建筑、日用品、玩具、服装、军事、医学、生物、电子等都广泛运用了仿生设计通过资料分析讨论、总结出进行仿生设计的一般流程以小组为活动单位根据仿生的一般流程设计并完成一项仿生设计产品让学生通过操作和解释了解和体会生活中仿生设计的应用引导学生从直观材料中提取重要信息，构建重要概念为后续环节做基础铺垫对仿生概念内涵和外延的补充说明通过活动了解更多的仿生产品灵感的来源，认同仿生涉及的领域非常广泛，同时关注到生物多样性通过资料分析总结出如何进行仿生的设计流程为后面的尝试仿生设计做基础铺垫通过项目式设计活动提高学生们团队合作能力，通过观察调查提出问题，讨论解决问题的办法，尝试利用多学科知识设计并完成一个仿生作品环节三总结提升情感升华仿生技术的发展视频介绍仿生眼球、仿生耳和仿生发声器。通过视频资料感受自己的社会责任进一步引导学生形成健康生活的意识，构建正确的生命观念，树立积极的社会责任意识。八、板书设计生活中的仿生设计仿生的概念仿生的设计流程九、教学反思综合实践活动课程具有综合性、实践性、活动性以及研究性。上完此节展示课之后，对这4个特点有了更深入的认识。所谓的综合性简单来讲即是去学科化，对于地理专业出生的我来说，应该说是做到了去学科化的，这个课程涉及到了生物学，仿生学，信息技术等等学科方面的综合。实践性即是问题的提出、内容生成都是从现实生活中生成。活动性则包括了亲身身体性、以及思维的活动，而研究性本身也是一个发现问题——提出问题——解决问题的过程的体现。

整堂课学生在展示与交流中的表现应该说是可圈可点的，她们从设计过程，设计作品的功能、设计思想进行了全方位的展示，同时在过程中所表现出来的社会责任感等等是我相对比较意外的。当然，本节课仍然有一些比较遗憾的是没有呈现出最终的成型作品。《生活中的仿生设计》学习任务单学习目标：了解仿生的概念和应用领域，学会提出问题，寻找解决问题的方法，运用所学知识尝试进行仿生设计。学习任务：能举例说出身边的仿生事例及原理；运用多学科知识尝试进行仿生设计。学习准备：相关知识储备：通过调查了解生活中的仿生事例相关能力：调查的能力、合作探究的能力和表达能力、提出问题解决问题的能力。学习方式：小组合作探究和项目式学习学习环节：环节一：通过“视频”引入新课播放“防抖仪器的发明和防抖技术的发展”的视频，将仿生的概念初入带入课堂，激趣的同时引发学生的学考。环节二：感受生活中的仿生组装模型，说出模型的仿生原理，以组为单位发放模型材料，根据说明书组装模型，完成后尝试阐明此模型的仿生原理。在教师引导下初步构建仿生的概念。环节三：什么是仿生学通过仿生事例的展示，了解仿生可以以生物的“形态”、“色彩”、“结构”、“功能”、“声音”等为研究对象，有选择地模仿生物的特征原理进行的设计。引导学生总结仿生的内涵和外延。环节四：仿生连连看通过师生互动游戏“仿生连连看”了解仿生涉及的领域，关注生物的多样性环节五：如何进行仿生设计根据资料“防抖仪器的发明和防抖技术的发展”讨论和总结出仿生设计的一般流程环节六：我们来仿生根据仿生设计的一般流程，运用所学的知识尝试进行仿生产品的设计课堂小结和拓展：播放视频“仿生技术的发展”通过观看视频“仿生技术的发展”了解仿生技术的发展前景，激发学生的社会责任感，情感态度从而得到升华。配套资源推荐：仿生学现象简表1.从令人讨厌的苍蝇身上，仿制成功一种十分奇特的小型气体分析仪。已经被安装在宇宙飞船的座舱里，用来检测舱内气体的成分。2.从萤火虫到人工冷光;3.电鱼与伏特电池;4.水母的顺风耳，仿照水母耳朵的结构和功能，设计了水母耳风暴预测仪，能提前15小时对风暴作出预报，对航海和渔业的安全都有重要意义。5.人们根据蛙眼的视觉原理，已研制成功一种电子蛙眼。这种电子蛙眼能像真的蛙眼那样，准确无误地识别出特定形状的物体。把电子蛙眼装入雷达系统后，雷达抗干扰能力大大提高。这种雷达系统能快速而准确地识别出特定形状的飞机、舰船和导弹等。特别是能够区别真假导弹，防止以假乱真。电子蛙眼还广泛应用在机场及交通要道上。在机场，它能监视飞机的起飞与降落，若发现飞机将要发生碰撞，能及时发出警报。在交通要道，它能指挥车辆的行驶，防止车辆碰撞事故的发生。6.根据蝙蝠超声定位器的原理，人们还仿制了盲人用的"探路仪"。这种探路仪内装一个超声波发射器，盲人带着它可以发现电杆、台阶、桥上的人等。如今，有类似作用的"超声眼镜"也已制成。7.模拟蓝藻的不完全光合器，设计出仿生光解水的装置，从而可获得大量的氢气。8.根据对人体骨胳肌肉系统和生物电控制的研究，已仿制了人力增强器--步行机。9.现代起重机的挂钩起源于许多动物的爪子。10.顶瓦楞模仿动物的鳞甲。11.船桨模仿的是鸭的蹼。12.锯子学的是螳螂臂，或锯齿草。13.苍耳属植物获取灵感发明了尼龙搭扣。14.嗅觉灵敏的龙虾为人们制造气味探测仪提供了思路。15.壁虎脚趾对制造能反复使