资源简介

苏教版科学五年级下册第二单元
《我们来仿生》教学设计
1、教材分析
本课选自苏教版小学科学五年级下册第二单元第四课。通过本单元前三课的学习，学生已经初步建立仿生学的概念，学生对其充满好奇心和探索欲望，因此，这一课也作为本主题的升华和创造，鼓励学生发挥想象，内化知识，提高动脑动手的能力。因此通过所学让学生通过亲自动手设计制作仿生作品，将所学知识进行融合，内化为自己的知识与实际应用。本课由以下几部分构成：第一部分，动手做一做，观察手臂的结构和功能，然后做一只手臂模型，研究其怎样工作的。第二部分，做“保护色”游戏，通过游戏学生认识到蚂蚱、蝴蝶等昆虫保护色的用处。然后观察讨论人们据此仿造的迷彩服在不同环境中的作用。第三部分，阅读六足机器人的资料，从而明白人类从昆虫三角步态的稳定性和灵活性得到启示，制造出六足机器人；第四部分，让学生尝试仿生，观察锥形瓶与烧瓶，思考如何更容易清洗，人们受河鲀的启示发明了类似河鲀形状的试管刷，解决了这个问题。最后让学生动手设计一种仿生产品。
2、学情分析
经过四年多的科学课程学习，学生已初步形成科学素养。本课是在前边的基础上，进一步培养学生科学素养。学生对手臂、蚂蚱等昆虫已有所观察。但他们对这些生物的形态、结构或功能的并不了解，对如何模仿这些形态结构和功能设计产品更是不知道。这些对学生来讲都是难点。教师要采用适当的教学方法，指导学生开展问题探究。
3、教学目标
科学知识：
1.知道人体手臂的结构和功能。
2.知道仿生物品具有广泛的用途。
科学探究：
1.能按要求制作手臂的结构模型。
2.能通过阅读资料和分析，了解一些生活中的仿生产品。
3.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：
1.在科学探究中，能意识到要用实验证明自己的猜想。
2.在科学探究中，能从不同视角提出研究思路，完成探究、设计与制作，培养创新精神。
科学、技术、社会与环境：
1.认识到仿生学给人们的生产、生活带来的便利。
2.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。
四、教学重、难点
1.重点：培养学生仿生的兴趣、能力。
2.难点：让学生动手设计一种仿生产品。
五、教学准备
哑铃、卡纸、绳子、塑料胶带、剪刀、铆钉、课件等。
六、教学时间
1课时
7、教学过程
新课导入
1. 出示图片，提问：这是什么？你举过哑铃吗 你知道举哑铃过程中手臂是怎样运动的吗？
2. 谈话：分小组进行举哑铃活动。
3. 强调动作过程：(1)用右手拿起放在地上的哑铃，慢慢地移到胸前。(2)观察在移动哑铃的过程中，右上肢是怎样运动的。(3)反复做上述动作，并在运动时用左手按住右上肢的不同部位，感受骨、关节和肌肉变化。
4. 进行充分交流。
5. 小结：原来是我们上臂中的肌肉收缩带动了骨运动，从而将负重的前臂抬起。
6. 迁移活动
7. 每个小组自选一个肢体动作，如直体屈膝抬腿、蹲起运动等，感受在这过程中，骨、关节、和肌肉是怎样协同配合的。
8. 小组自选动作，重复动作，反复体验。
讲授新课
（一）制作模型——解释验证
9. 教师引导：手臂活动模型可以帮助我们理解肌肉是如何工作的。请大家观察假肢手臂模型，来比一比人体手臂与假肢手臂在外形、结构、功能上的相似之处。
10. 为了更方便的比较，接下来，我们就一起制作一个手臂模型。
13.实验材料：卡纸、线、胶带和铆钉。(四人为一小组，相互配合。）
13.介绍制作过程：
（1）剪两块硬纸板，其中一块是另一块的两倍宽。将宽纸板沿长边对折，将窄纸板的一端剪圆。
（2）把剪圆的纸板夹在对折纸板的一侧，用铆钉连接，再把“手”固定在对折纸板的另一侧。
（3）用胶带将两根等长的绳子的两端分别固定在两块硬纸板上。
（4）拉动绳子，带动整个“手臂”运动。
(5)学生展示模型及其运动过程，并说一说用什么材料模拟什么部位，该部位在运动过程中有什么特点。
［设计意图：通过让学生举哑铃感受手臂上各个部位的运动和相互配合，观看假肢的图片后感受假肢的仿真效果，激发起学生自制手臂模型的兴趣。以此为驱动力，有针对性的进行曲伸臂的活动，掌握手臂的结构和功能。通过手臂模型的制作，让学生经历仿生的探究过程，初步体验仿生学的思维和方法。]
（二）讲述故事，做保护色游戏
森林里要开一场盛大的舞会，动物们邀请我们一起去参加，我们一起去看看吧!咦，怎么这么安静？动物们都去了哪里 我去打听打听，做听的动作。原来，动物们开舞会的时候，飞来了一只老鹰，老鹰饿的肚子咕咕叫，想要抓小动物吃掉来填饱肚子，动物们害怕极了，都藏了起来，藏在哪里了呢？我们一起去找一找。
　　　1、播放课件，进行提问，引导学生初步了解动物保护色。
　　(1)青蛙图片:
　　提问：这是谁 它藏在了哪里 青蛙和草丛的颜色怎么样 它为什么要藏在这里呢
　　小结：青蛙藏在草丛里，青蛙和草丛的颜色很相似，老鹰不容易发现它。
　　(2)枯叶蝶图片：
　　提问：这张图片里藏着一只小动物，你发现了吗 它藏在了哪里 你认识它吗
枯叶蝶的颜色和大树的颜色怎么样 它为什么藏在大树上
　　小结：枯叶蝶藏在了大树上，它身体的颜色和大树的颜色很像，老鹰来了没有发现它。
　　(3)菜青虫图片：
　　提问：它是谁 它藏在哪里 为什么藏在这
小结：它有个好听的名字叫菜青虫，它藏在和自己身体颜色和相似的菜叶上，老鹰来了发现不了它。
2.大家可真厉害，小动物也很厉害，能告诉老师它们都展示了什么本领吗
3.学生大胆猜想。
4.提问：你觉得动物的这个特征能被我们利用吗？能启发我们制成什么样的仿生产品呢？
5、展示迷彩服图片。
6.提问：假如你是一名解放军战士，正在执行一场秘密任务，领导让你潜入敌军战区做应援工作，敌军战区在以下不同的环境，你会选择哪种衣服才不易被发现 （播放三种PPT场景图片：雪山、森林、沙漠。)）
7.小结：这就是迷彩服，迷彩服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。
［设计意图：通过创设情境，激发学生的探究兴趣，从而认识保护色的作用。让学生自己设计教室物品，进一步体会保护色对物体隐蔽的帮助，与环境相适应从而保护自己。在军区执行任务的活动中，让学生身临其境，进一步渗透仿生技术在军事上的应用和在生活中的启示。]
（三）阅读材料，介绍六足机器人
1.播放竹节虫的视频。
2.提问：这是什么动物？
3.讲述：这是竹节虫，科学家发现，像蚂蚁、竹节虫等昆虫都有三对足，在爬行时总是以三条足为一组，以三角形支架结构交替前行。它们可以轻松跨过障碍物，也可以随时随地停下来。
4.提问：如果你是工程师，考虑它们的外形特征，你想到了什么？
5.小结:大家的想想可真丰富，是的，工程师借鉴昆虫的三角步态在稳定性、机动性等方面的优势。设计并制造了六足仿生机器人。这种机器人可以轻松跨越森林、沙地、沼泽等特殊路面，能够从事工程勘测、反恐防暴、军事侦察等难度较大或具有危险性的工作。
［设计意图：通过阅读资料，帮助学生进一步在生物与仿生物品间建立联系，通过从仿生物品到生物的逆向分析，强化学生的仿生思维。联系生活实际，说明仿生物品具有广泛的用途，为后续的学生仿生设计打下基础。]
（四）创设情境，进行仿生。
1.出示图片，观察锥形瓶和烧瓶。
2.表述：最近老师在实验室打扫卫生，发现一些锥形瓶和烧瓶在使用之后，他们的里面结了一层垢，于是我用试管刷清洗（展示刷子），发现不管多努力也洗不干净，这是为什么？你们能帮老师分析分析吗？
3.提问：想一想，用普通刷子清洗它们时会有什么不方便
4.提问：你们能从一些生物身上得到启发吗？
5.学生大胆猜测。
6.引出河豚，河豚又叫气鼓鱼，它有个本领：一遇到惊吓，身体就会迅速胀大好几倍，以吓退天敌。技术人员从中受到启示，发明了一种像河豚那样形状可变的试管刷子。
［设计意图：通过创设实验室情境，帮助学生从实际出发，具体问题采取具体的解决方法。从河豚的外形特征中仿生出了更加便利的清洗刷。进一步认识和巩固仿生技术对生活提供的便利和帮助，激发学生具体问题具体对待，学以致用，让学生自己动手设计一种仿生产品。]
（五）拓展环节，亲历仿生
本节课，我们了解了手臂的工作原理，从而制作出了手臂模型。同时，为了适应环境，了解了保护色。根据昆虫的爬行特点，知道了六足机器人的功能。从河豚的外形特征中仿生出了更加便利的清洗刷。这些都利用了仿生技术。仔细观察周围的生物，思考它们能给你什么启示。试着模仿一种生物的形态、结构或功能，设计一种产品（结合活动手册）。
课后作业
比一比：假设你在教室，你能根据教室里的环境，设计不易被发现的物品吗？下节课我们来比比谁是班级隐藏小能手？
八、板书设计
4．我们来仿生
手臂 假
动物保护色 迷彩服
竹节虫 六足机器人
河豚 刷子
九、教学反思(共22张PPT)
苏教版 五年级下
第二单元 仿生
2.8 我们来仿生
制作手臂模型
做保护色游戏
仿生学的启示
PART 01
PART 02
PART 03
PART 04
我们来仿生
0
制作手臂模型
这是什么？你玩过吗？你知道举哑铃过程中手臂是怎样运动的吗？
做手臂伸直和弯曲的动作，观察肌肉、骨骼和关节是怎样配合工作的。
我们上臂中的肌肉收缩带动了骨运动，从而将负重的前臂抬起。
0
每个小组自选一个肢体动作，如直体屈膝抬腿、蹲起运动等，感受在这过程中，骨、关节、和肌肉是怎样协同配合的。
做一做
观察手臂模型，来比一比人体手臂与假肢手臂在外形、结构、功能上的相似之处。
制作手臂模型
制作手臂模型
准备材料：卡纸、线、胶带和铆钉
制作过程：
02 做保护色游戏
森林里要开一场盛大的舞会，我们一起去看看发生了什么
青蛙
枯叶蝶
菜青虫
能告诉老师它们都展示了什么本领吗
你觉得动物的这个特征能被我们利用吗？能启发我们制成什么样的仿生产品呢？
03 仿生学的启示
如果你是工程师，考虑它们的外形特征，你想到了什么？
竹节虫
03海豚探路的启示
工程师借鉴昆虫的三角步态在稳定性、机动性等方面的优势.设计并制造了六足仿生机器人。这种机器人可以轻松跨越森林、沙地、沼泽等特殊路面，能够从事工程勘测、反恐防暴、军事侦察等难度较大或具有危险性的工作。
观察锥形瓶和烧瓶，想一想，用普通刷子清洗它们时会有什么不方便
你们能从一些生物身上得到启发吗？
04 我们来仿生
仔细观察周围的生物，思考它们能给你什么启示。试着模仿一种生物的形态、结构或功能，设计一种产品。
（联系活动手册）
你能根据教室里的环境，设计不易被发现的物品吗？
比一比
课后拓展
·苏教版小学科学五年级下册课件系列·
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