新苏教版科学五年级上册5-20.《我们来仿生》教学设计

PAGEPAGE12苏教版五年级上册《仿生》单元20.我们来仿生教学设计及反思单元《仿生》课题20.我们来仿生课时1核心概念13.工程设计与物化学习内容及要求13.3工程是设计方案物化的结果5～6年级④利用工具制作简单的实物模型，根据实际反馈结果进行改进展示。教学目标科学观念（对客观事物的总体认识） 科学思维（对客观事物的认识方式） 探究实践（科学探究能力技术与工程实践能力自主学习能力）态度责任（科学态度社会责任）科学观念手臂的运动是靠骨骼、肌肉、关节相互配合而完成的。能按要求制作手臂的结构模型。科学思维对自身人体的认识，怎么来仿生自己。探究实践通过视频介绍和分析，了解一些生活中的仿生产品。态度责任发挥团队合作意识，共同完成游戏任务。尝试进行仿生设计。教学重点本课必须掌握的东西，如：科学原理需要掌握的，动手操作中需要掌握的等等。通过对仿生产品的了解和分析，尝试进行仿生产品的设计。教学难点学生难以掌握的东西，如：难理解什么？难操作什么？设计仿生产品的。教学准备教师：手臂模型材料、工字钉、线、胶带、泡沫、小动物卡片、米字形图折纸；教学PPT。学生：学生活动手册。教学过程教学环节教学活动设计思路教学备注上课仪式同学们好！……好，我们开始上课了。从今天开始，我们将要一起探索我们来仿生。1.和学生简单互动拉近距离。2.让学生意识到进入上课状态。一、聚焦谈话：同学们我们先来做一个挑战。试一试，用一秒钟点10次头？我说1开始，我说2结束。准备1、2，有同学点满了10次吗？（不能）提问：但是有一只小动物一秒钟可以点20次左右，你知道是谁吗？（啄木鸟）讲述：啄木鸟每次撞击树干时，它的头部要承受1200克的冲击力。而人类脑部受到80克的冲击力就极有可能发生脑震荡，啄木鸟的脑部怎么没有损伤呢？科学家通过研究发现了啄木鸟这样的特点。播放录音。思考：啄木鸟的这个特点真厉害，如果我们也有这个特点会有什么好处呢？（防止头部的脑震荡）讲述：所以人们设计出了安全头盔。头盔的这三种结构模仿了啄木鸟的特点起到减震防震的作用。谈话：这种头盔的设计就是一种仿生。（板书：仿生）那什么是仿生学呢？我们一起来看一下。（播放视频）提问：你能说说仿生模仿的对象是什么？（生物）模仿生物的哪一方面呢？（特殊本领）仿生设计的产品有什么好处？（用于学习生活）小结：要设计制作一个仿生产品首先要发现生物的本领。我们今天就来找找生物的特殊本领。【设计意图】通过点头的活动，给学生创设情境，通过啄木鸟脑部的特殊结构认识到自然界的生物之所以能生存下来都有自己适应生活环境的本领。二、探究（一）分析讨论“保护色”1.提问：课前我们寻找了大家涂的小动物卡片，红色的找到了几只？蓝色的呢？绿色？褐色？为什么绿色褐色的小动物你们找到的比较少呢？预设：它们身体的颜色和周围的环境颜色类似，不容易被发现。2.自然界中很多动物都不容易被发现。它们有保护色保护自己。在生活中人们有没有根据小动物们的这个本领，设计制造出什么仿生物品呢？预设：迷彩服（出示图片）3.军人们穿着迷彩服就能很好地隐藏起来。这三种迷彩服在什么环境下不易被发现？预设：丛林迷彩适合在树林中、荒漠迷彩适合在荒漠地带、海洋迷彩适合在海军。小结：丛林迷彩用于陆军夏作训服；荒漠迷彩用于陆军冬作训服；海洋迷彩用于海军陆战队。4.火眼金睛大PK规则：我们来试试迷彩服的效果好不好？请同学们用10秒钟的时间来找一找隐藏起来的军人？请一个同学上来用笔圈一圈？师：这里一共有10个人，所以说迷彩服的效果好不好？（好）谈话：刚才我们一起寻找了生物的本领，今天我们还要模仿一名仿生学家来学习设计仿生产品。（板书：我们来）【设计意图】本活动用趣味性强、学生乐于接受和参与的形式，引导学生在体验中感受利用保护色的仿生设计。（二）做一做“模仿手臂的结构和功能”1.提问：请同学们动一动自己的手臂，观察一下，哪些结构在协同运动？（骨骼、肌肉、关节）（1）当手臂弯曲时，上边的肌肉有什么变化？（上面的变硬）这叫肌肉收缩。下面的呢？（拉伸）这叫肌肉舒张。（2）手臂伸直时上面和下面的肌肉又是怎样的？（伸直时上边是舒张的，下边是收缩的）2.提问：手臂弯曲和伸直时骨骼、肌肉、关节怎样配合工作的？谁带动了骨的运动？（肌肉的收缩）关节有什么作用呢？（让骨的运动更加灵活）讲述：手臂可以灵活运动做各种各样的动作。生活中有些人因为缺少手臂无法正常的活动，人们就模仿了人的手臂制造出了假肢手臂。3.提问：假肢手臂为了能做各种动作，也设计了关节、肌肉和骨骼，谁来找一找？出示：绳子起到固定和牵引的作用，模仿的是手臂肌肉。过渡：今天我们要来仿照自己的手臂制作一个手臂模型，模拟手臂的运动。4.制作手臂模型（1）材料：老师给大家准备了这些材料，谁能说说这些材料分别模拟了什么结构？预设：两块硬纸板模拟骨骼、绳子模拟肌肉、钉子模拟关节。（2）讲述：大家一起来看看制作过程。播放视频提示：我们要用到钉子、剪刀，使用时要注意安全。请同学们根据提示完成手臂模型的制作。（3）交流：请一个小组上台来展示一下你们的手臂模型，拉动绳子让手臂运动起来。（4）分析比较假肢与手臂模型根据手臂的模型运动，能不能说说假肢是如何运动的？预设：假肢也是靠骨骼、肌肉、关节相互配合而完成运动的。【设计意图】本活动从学生最熟悉的人体手臂入手，了解手臂的结构和功能，学习制作手臂模型，调动学生的学习积极性。（三）“介绍六足机器人”1.善于观察和发现生物体的结构和功能是设计出仿生物品的关键。科学家根据昆虫六足行走的特点设计出了六足机器人。我们来看看。（播放视频）2.六足机器人模仿了竹节虫足的什么特点？（三角步态）有什么优点？【设计意图】本活动介绍一个仿生的案例，并借此说明仿生物品具有广泛的用途，为后续的学生仿生活动打下基础。（四）体验折叠现象1.提问：你观察过瓢虫的翅膀吗？我们通过阅读了解一下。2.提问：瓢虫的翅膀对你有什么启示？3.尝试奇妙的折叠法，实现快速自如地收放。【设计意图】本活动提出生活中的实际问题，让学生知道问题来源于生活，以便学生了解仿生的现实真正意义：仿生设计为生活服务，并引发学生思考和创新。三、拓展1.提问：人们在发明船时，从鱼的身上得到了哪些启示？看图分析。2.归纳：科学家从多个角度开展仿生研究。【设计意图】本活动让学生知道，我们可以从不同角度发现问题，解决问题，开阔仿生思路，引发学生更多的思考和创新。四、作业查资料，了解人造叶的研究有什么意义。【设计意图】给学生一个明确的任务，鼓励学生应用多种方式自主学习，独立思考。五、练一练一、选择题1.你认为解放军叔叔穿迷彩服的主要原因是（）。A.迷彩服非常帅气B.迷彩服比较耐脏C.迷彩服可以起到保护色的作用，不同的迷彩服满足不同作战环境的需要D.迷彩服比较流行2.下列物品或工具没有仿手工作原理的是（）。A.刀B.手机C.键盘D.相机3.萌小牛同学假期学习潜水时模仿（）。A.鸟爪B.鸭子的蹊C.熊掌D.鸟的翅膀4.几位同学对生活中的一些物品进行了研究，得出了以下看法，你觉得比较合理的是（）。A.小牛同学参观完国家体育馆一“鸟巢”后，认为“鸟巢”只是单纯模仿了鸟窝的形状，并没有其他方面的优点B.小石同学观察到荷叶和雨伞的形状非常相似，且都会使雨滴滑落，他猜想古人是模仿荷叶制作的油纸伞C小韩同学发现国旗的旗杆、路边的路灯杆等都是空心的，她认为不如实心的结实，建议更换为实心柱子D.小方同学观察完长城觉得像条龙，他猜测长城是按龙的形状建的5.不属于仿生作品的是（）A.六足机器人B.假肢C.竹节虫D.仿生机器人二、判断题1.脚蹊是模仿鸭璞的形态和功能设计的。（）2.“迷彩”是一种新式保护色。（）3.枯叶蝶与落叶也属于仿生。（）4.手臂工作时，骨骼带动肌肉和关节。（）5.人们根据动物的保护色发明了迷彩服。（）参考答案：1.C2、A3、B4、B5、C1、√2、√3、x4、x5、√六、整理老师指导学生进行材料的整理。培养学生使用材料的好习惯。七、板书设计我们来仿生生物蝴蝶昆虫仿生物品迷彩服六足机器人八、课堂反思《我们来仿生》为本单元的第四课。在前几课学习的基础上，通过仿生学习和仿生实践，指导学生学以致用，尝试模仿一种生物的形态、结构或功能，设计一种产品。首先让学生了解生物和仿生物品之间的关系，体会仿生学的思维和方法，从而激发学生的学习兴趣，发展学生的创造性思维，将自己简单的创意转化为模型或实物。通过对本节课的教学，我有以下几点反思：活动导入激发学生的兴趣导入新课是一节课的首要环节。课堂一开始就能生动活泼，就能抓住学生的注意力，提高兴趣，很好地投入新课的学习。本节课通过一个挑战活动让学生在参与中提高学习兴趣，增长见识。啄木鸟每天敲击树木约500—600次，每次的速度达到555cm/s，而头部摇动的速度更快，580cm/s。相当于每秒钟敲击树木20次左右。通过让学生用1秒中能否点10次头，感受啄木鸟的速度，再讲述啄木鸟撞击的力度但是它们的脑部没有损伤，找到啄木鸟的特点。1.观察发现生物的特点学生能设计制作出一件新的产品，就要求学生首先要通过观察发现周围的生物的结构和功能特点。引导学生寻找生物的结构特点是设计的基础。教学的过程中让学生给小动物卡片涂上红色、绿色、蓝色、褐色，涂好的卡片放在校园的草坪上，草坪是绿色还有很多的落叶，学