5.20小学科学苏教版（新教材）五年级上册第五单元第20课《我们来仿生》教学设计

小学科学苏教版（新教材）五年级上册第五单元第20课《我们来仿生》教学设计一、教学目标（一）科学观念1.知道仿生学就是人们模仿生物的特点，把它运用到生产和生活中的一门学问；2.了解手臂由骨骼、关节和肌肉三部分组成及其配合工作的方式，知道假肢是模仿手臂结构制造的；3.能说出形态仿生、结构仿生和功能仿生的含义，并能列举出相应的仿生实例。（二）科学思维1.能通过观察、比较和分析，从手臂假肢、折叠现象、鱼和船、鸟巢、蝙蝠、莲叶等多个仿生实例中，归纳出形态、结构、功能三种不同的仿生角度；2.能运用类比推理的方法，把鱼与船、手臂与假肢一一对应，找出它们的相似之处，发展归纳概括和迁移运用的思维能力。（三）探究实践1.能分组动手制作卡纸手臂模型，正确安装绳子来模拟肌肉，探究手臂弯曲和伸直的原理；2.能用纸尝试奇妙的折叠法，实现快速自如地收放；3.经历观察现象、分析原理、设计制作的完整探究过程，提高动手操作能力和科学观察能力。（四）态度责任1.体会仿生学对人类生产和生活的意义，感受大自然的神奇；2.乐于观察身边的自然事物，敢于动手实践；3.在小组合作中养成互相配合、实事求是的科学态度，增强创新意识和珍惜自然、保护环境的意识。二、教学重难点教学重点：知道仿生学的含义，理解形态、结构、功能三类仿生的不同之处，并能列举实例。教学难点：制作手臂模型，理解绳子安装与肌肉起止点的对应关系，从而明白手臂弯曲和伸直的原理。三、教学准备教师准备：多媒体课件、手臂假肢的图片或模型、硬卡纸、铆钉、绳子、小手贴纸、纸张、鱼和船的相关图片、判断题和选择题练习卡。学生准备：硬卡纸、剪刀、绳子等工具。四、教学过程（总时长40分钟）（一）课堂导入（3分钟）1.谈话激趣。同学们，自然界中既有"游泳高手"，也有"攀爬高手"，还有勇敢的"飞行家"和聪明的"建筑师"。请你想一想，鱼儿为什么游得那么快？蜘蛛为什么能织出结实的网？生物在长期进化过程中，具有了各种各样的本领来适应生存环境。人类认真研究自然界的这些生物，尝试把它们的本领运用到生产和生活中，仿生学就这样诞生了。2.揭示课题。今天我们就来学习第五单元第20课《我们来仿生》，看看人们是怎样从身边的生物身上获得灵感、创造发明的。老师边说边板书课题。（二）探究新知活动一：模仿手臂的结构和功能（12分钟）1.感受手臂运动。请同学们伸出自己的手臂，先做伸直动作，再做弯曲动作，一边做一边用心感受。引导交流：我们做动作时，是肌肉收缩拉动骨骼，关节作为支点，肱二头肌和肱三头肌一收一放，互相配合，才完成了手臂的弯曲和伸直。我们人体就是这样既精巧又神奇地工作着的。2.观察手臂假肢。出示手臂假肢的图片，请同学们仔细观察它的结构，想一想它和真手臂有什么相同之处。小结：这种假肢模仿我们手臂的骨骼、关节和肌肉，靠电机提供动力，代替肌肉拉动假肢，关节可以转动，就能像真手臂一样弯曲、伸直，还能做出抓握的动作。3.制作手臂模型。分小组动手制作。第一步，准备好硬卡纸，按照线条剪出手臂形状的纸片；第二步，用铆钉把两段卡纸连接起来，当作肘关节，再贴上小手贴纸；第三步，在卡纸上面固定绳子，绳子模拟的是肌肉；第四步，拉动绳子，卡纸手臂就可以弯曲、伸直，模仿手臂的运动。教师巡视，提醒学生正确使用剪刀，注意安全；发现卡纸连接松动或绳子位置不当的小组，及时引导他们自己观察、调整。4.讨论安装方法（2分钟）。提出问题：制作手臂模型时，怎样安装绳子才能使"手臂"活动自如？组织学生先讨论再动手调整。引导归纳：绳子需要模拟肌肉的起止点，一端固定在"骨骼"上，另一端要跨过"关节"连接另一段"骨骼"，而且通常需要两组绳子，一组收缩、一组放松，才能实现弯曲和伸直这两个方向的运动。同学们会发现，只装一根绳子，手臂模型很难同时完成弯曲和伸直两个动作。活动二：折叠现象的启示（8分钟）1.观察折叠现象。瓢虫在飞行时会将薄薄的膜翅展开，降落时再把膜翅折叠起来，收进鞘翅里加以保护。仔细观察就会发现，它的膜翅展开时比折叠后大得多。其实折叠现象在大自然中随处可见，比如棕榈树的叶子、虞美人的花苞，都藏着折叠的智慧。2.联系生活应用。人们正是通过对折叠现象的研究，发明了许多方便的物品，如卫星的折叠式太阳能板、血管支架、折叠机器人等。这些能快速展开、又能自如收起的设计，大大方便了我们的生产和生活。3.动手尝试。请同学们用纸尝试奇妙的折叠法，看看能不能做出一个既能快速展开、又能迅速收拢的纸模型，亲身感受折叠带来的便捷，体会小小的折痕里藏着的科学道理。完成的小组可以互相展示、比一比谁的纸模型收放最灵活。活动三：从鱼身上获得启示（7分钟）提出问题：人们在发明船的时候，从鱼的身上得到了哪些启示？先请同学们结合刚才的感受大胆猜想，再把鱼的身体结构和船一一对应起来思考。1.形态仿生：鱼的流线型身体对应船和潜艇的外形，这种形状可以减少水对船身的阻力，让船在水中行驶得更快更稳。2.结构仿生：鱼的骨架对应船的龙骨，鱼骨架可以支撑鱼的身体，船的龙骨则可以为船体提供支撑，让船更坚固。3.功能仿生：鱼鳍对应船上的桨或舵，鱼鳍能给鱼提供前进的动力、控制方向，桨和舵也起到同样的作用；鱼鳔对应潜水艇的压载水舱，鱼靠鱼鳔控制浮沉，潜水艇靠压载水舱控制上浮下潜。小结：一条小小的鱼身上，竟然藏着这么多学问，人们从它身体的不同部位获得了不同的仿生启示。我们可以把这些启示记在板书上，边记边回忆。活动四：多角度开展仿生研究（5分钟）1.形态仿生。科学家观察鸟巢交错编织的外形，模仿它的形态，设计出了国家体育场。这种模仿生物外形进行发明创造的方式，就是形态仿生。2.功能仿生。蝙蝠会发出超声波，声波碰到障碍物反弹回来，帮助它辨别方向。人们模仿蝙蝠这种探路的本领，发明了雷达，这就是功能仿生。3.结构仿生。莲叶表面有特殊的微小结构，水珠落在上面不会渗进去。人们模仿莲叶的这种结构，做出了防水透气面料，这就是结构仿生。小结：仿生研究可以从形态、结构、功能等多个角度开展，这些研究都给人们带来了很有用的发明创造。生活中这样的例子还有很多，只要我们留心观察，就能发现更多大自然的智慧。（三）课堂练习（2分钟）完成课件中的选择题和判断题，先独立思考，再交流答案。教师针对错误较多的题目及时讲解订正。（四）课堂小结（2分钟）小朋友们，通过今天的学习，你有哪些收获呢？引导学生总结：仿生学就是模仿生物的特点，运用到我们的生产和生活中；人们可以从形态、结构、功能等方面进行仿生；我们要善于观察自然、勤于动手，把学到的知识用到生活中去。（五）作业布置（1分钟）1.回家观察一种生物，找出它身上值得模仿的特点，想一想可以发明什么，下节课和同学们交流。2.运用今天学到的折叠方法，试着设计一样方便生活的小物品，并说一说它模仿了什么。五、板书设计第20课我们来仿生手臂：骨骼＋关节＋肌肉