2026年秋季新版苏教版五年级上册科学5.20 我们来仿生 教案

第第页2026年秋季新版苏教版五年级上册科学5.20我们来仿生教案课题20.我们来仿生课时2课时核心概念5.生命系统的构成层次；12.技术、工程与社会；跨学科概念：结构与功能、系统与模型。学习内容与要求通过手臂模型和折叠活动学习仿生设计；认识形态、结构、功能仿生，提出简单创意。教学目标科学观念：知道仿生可从形态、结构或功能等角度展开；理解生物系统各结构协同完成功能。科学思维：能分析手臂肌肉、骨骼、关节配合，比较自然折叠与技术折叠，按依据分类仿生实例。探究实践：能制作和调试手臂模型，完成折叠纸模，提出“需求—生物启示—设计方案—测试方法”的仿生创意。态度责任：乐于创新和合作，尊重生命，注意剪切、绳线和模型安全，认识仿生设计需测试与改进。重点通过模型理解结构协同，能提出有原理依据的仿生设计。难点从生物整体中提取可迁移的关键机制；区分形态、结构和功能仿生存在交叉。教学准备教师：手臂与假肢资料、瓢虫膜翅和折叠技术图片、鱼与船对应图、仿生分类卡。学生：硬纸板条、纸钉或铆钉、绳子、橡皮筋、吸管、剪刀、胶带、折叠模板、设计记录单。教学思路第一课时感受手臂屈伸，观察假肢结构，制作骨骼—关节—肌肉绳模型，通过绳线安装与拉动测试理解结构协同。第二课时观察瓢虫膜翅等折叠，完成可快速收放纸模，比较鱼与船并分类仿生实例，最后提出小型仿生创意。核心问题/整合内容核心问题：怎样把生物的形态、结构或功能转化为能解决实际问题的设计？整合内容：工程设计、美术折纸、劳动制作、健康（人体结构）、创新教育。第1课时模仿手臂结构与功能，制作可动模型本课时核心问题：骨骼不会自己运动，手臂为什么能屈伸？模型的绳子应怎样安装？教学环节教学活动二次备课一、身体体验，分析系统【教师活动与语言】师：屈臂和伸臂时，上臂前后肌肉有什么变化？肘关节起什么作用？师：请围绕“肌肉、骨骼和关节协同”先独立思考，再用完整的话说明自己的判断和理由。师：交流时不仅要说结论，还要指出你依据的现象、数据、结构特征或生活事实。【预设学生回答】生：一侧肌肉收缩变硬，另一侧放松。生：骨骼像硬杆，关节让它转动。【学生活动组织】触摸自己上臂感受变化，不用力过度。画屈臂和伸臂的结构关系。小组把关键证据记录在“手臂系统图”中，准备在全班交流。【设计意图】从身体感受认识功能由多个结构协同完成。二、观察假肢，提取设计需求【教师活动与语言】师：假肢必须完全像真实手臂吗？哪些功能和连接最关键？师：请围绕“仿生手臂结构”先独立思考，再用完整的话说明自己的判断和理由。师：交流时不仅要说结论，还要指出你依据的现象、数据、结构特征或生活事实。【预设学生回答】生：外形可不同，但要有支撑、转动和驱动。生：还要轻、牢固、舒适并可控制。【学生活动组织】比较生物手臂和机械假肢。列出模型的功能标准：能弯、能伸、结构牢。小组把关键证据记录在“手臂模型标准”中，准备在全班交流。【设计意图】把仿生目标从外形复制转向关键功能和约束。三、画图制作，建立驱动【教师活动与语言】师：绳子固定在关节两侧还是同一侧？拉哪根绳能弯曲，怎样复位？师：请围绕“绳线模拟肌肉”先独立思考，再用完整的话说明自己的判断和理由。师：实验或制作前先检查材料、明确分工和记录方式；操作中一次只改变一个主要条件，及时记录真实现象。【预设学生回答】生：两组绳在关节两侧模拟拮抗作用。生：橡皮筋可帮助回弹，固定点位置影响力和角度。【学生活动组织】先画安装图，再用纸板条和纸钉制作骨骼关节。安装绳线并标“屈肌/伸肌”。小组把关键证据记录在“手臂模型设计图”中，准备在全班交流。安全提醒：纸钉端部包好，绳子不绕手指和颈部，剪刀尖不朝人。【设计意图】通过可操作模型把结构位置与运动功能关联。四、测试改进，记录问题【教师活动与语言】师：模型不能弯、容易卡或关节松，原因可能在哪里？一次改哪个变量？师：请围绕“活动范围和稳定性”先独立思考，再用完整的话说明自己的判断和理由。师：实验或制作前先检查材料、明确分工和记录方式；操作中一次只改变一个主要条件，及时记录真实现象。【预设学生回答】生：绳子固定点不合适、拉向错误。生：关节太紧或太松，骨条碰撞。【学生活动组织】按弯曲角度、复位、牢固和操控评价。选择一项问题改进并复测。小组把关键证据记录在“手臂模型测试表”中，准备在全班交流。【设计意图】让制作成为设计—测试—分析—改进的工程循环。五、解释仿生，认识边界【教师活动与语言】师：模型中的纸板、纸钉和绳子分别代表什么？哪些真实结构没有表现？师：请围绕“模型代表与局限”先独立思考，再用完整的话说明自己的判断和理由。师：交流时不仅要说结论，还要指出你依据的现象、数据、结构特征或生活事实。【预设学生回答】生：纸板代表骨，纸钉代表关节，绳代表肌肉或肌腱。生：没有神经控制、血液和复杂关节面。【学生活动组织】完成模型对应表。用“模型能解释什么、不能解释什么”总结。小组把关键证据记录在“模型边界卡”中，准备在全班交流。【设计意图】培养模型意识，避免把简化模型等同真实人体。第2课时研究生物折叠并提出仿生创意本课时核心问题：怎样借鉴生物的收放结构，让大面积物体便于携带和展开？教学环节教学活动二次备课一、观察折叠，明确需求【教师活动与语言】师：瓢虫膜翅、棕榈叶和花苞的折叠解决了什么问题？师：请围绕“瓢虫膜翅与植物叶片”先独立思考，再用完整的话说明自己的判断和理由。师：交流时不仅要说结论，还要指出你依据的现象、数据、结构特征或生活事实。【预设学生回答】生：展开面积大，收起体积小。生：还能保护薄弱结构并快速打开。【学生活动组织】比较展开与折叠状态。提炼“大面积—小体积—快速收放—保护”需求。小组把关键证据记录在“折叠功能表”中，准备在全班交流。【设计意图】从自然现象提取可迁移的工程功能。二、按图制作，理解折痕系统【教师活动与语言】师：为什么同样的折痕若方向错了就不能顺利收放？折痕之间怎样协同？师：请围绕“峰线和谷线”先独立思考，再用完整的话说明自己的判断和理由。师：实验或制作前先检查材料、明确分工和记录方式；操作中一次只改变一个主要条件，及时记录真实现象。【预设学生回答】生：峰线和谷线方向共同决定立体运动。生：一个折痕错误会卡住整个系统。【学生活动组织】按模板制作快速折叠纸模。反复展开收拢，记录面积和厚度变化。小组把关键证据记录在“折叠模型记录”中，准备在全班交流。安全提醒：折纸边缘保持整齐，工具刀步骤由教师完成。【设计意图】体验结构系统中的局部—整体关系和精确制作。三、对应分析，鱼与船【教师活动与语言】师：船体从鱼身上可能借鉴哪些特征？鱼鳍、鱼鳔和流线型分别对应什么技术需求？师：请围绕“形态、结构和功能借鉴”先独立思考，再用完整的话说明自己的判断和理由。师：实验或制作前先检查材料、明确分工和记录方式；操作中一次只改变一个主要条件，及时记录真实现象。【预设学生回答】生：流线型减小水阻。生：鳍启发方向控制，鱼鳔启发浮沉调节。【学生活动组织】完成生物特征与船舶结构连线。说明实际船舶还需材料、动力和安全设计。小组把关键证据记录在“鱼—船对应图”中，准备在全班交流。【设计意图】把多特征综合仿生与单一外形相似区分开。四、分类归纳，认识仿生类型【教师活动与语言】师：鸟巢体育场、蝙蝠与雷达、莲叶与防水面料分别主要借鉴什么？类型会不会交叉？师：请围绕“形态、结构、功能仿生”先独立思考，再用完整的话说明自己的判断和理由。师：交流时不仅要说结论，还要指出你依据的现象、数据、结构特征或生活事实。【预设学生回答】生：可分别归为结构、功能和表面结构/功能仿生。生：分类是从主要角度，实际常交叉。【学生活动组织】小组分类并为每项写依据。比较不同分类方案，接受有证据的合理差异。小组把关键证据记录在“仿生类型表”中，准备在全班交流。【设计意图】通过分类整合全单元实例，并培养非绝对化思维。五、创意设计，表达测试方案【教师活动与语言】师：选择校园生活中的一个问题，哪种生物本领可能提供启示？怎样验证设计有效？师：请围绕“从需求到仿生方案”先独立思考，再用完整的话说明自己的判断和理由。师：实验或制作前先检查材料、明确分工和记录方式；操作中一次只改变一个主要条件，及时记录真实现象。【预设学生回答】生：模仿荷叶设计易清洁表面。生：模仿折叠叶设计可收纳遮阳棚，并测试展开时间和稳定性。【学生活动组织】完成“问题—生物—特征/原理—草图—材料—测试”创意卡。同伴从科学依据、可行性、价值和安全评价。小组把关键证据记录在“仿生创意卡”中，准备在全班交流。【设计意图】以完整链条推动创新，防止只画奇特外形。课堂练习1.把生物特性应用于解决技术问题的研究称为（）。A.分类学B.仿生学C.气象学D.天文学2.手臂模型中的纸板、纸钉和绳子可分别模拟什么？3.生物折叠结构给工程设计带来哪些启示？4.形态仿生、结构仿生和功能仿生可以完全分开吗？为什么？5.写出一个仿生创意的五个基本要素。参考答案：1.B；2.骨骼、关节、肌肉或肌腱；3.大面积结构可快速展开、折叠后体积小并保护薄弱部分；4.不