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2.8《我们来仿生》教学设计
教学内容 五年级第八课 课时 1 教学类型 实验
主备人 组员
教材分析 本课教学内容分四个部分：第一部分是通过用眼观察、动脑思考、动手制作等多种形式，研究手臂的结构和功能，再动手自制手臂模型。第二部分通过动物“保护色”游戏，让学生发现自然界中有些小动物，用其自身与周围环境融为一体的颜色来保护自己，从而能举一反三理解迷彩服的设计原理。第三部分是借助六足机器人的仿生案例，通过找寻所仿生物的活动，强化学生的仿生意识。第四部分通过真实情境：器皿的清洗困难，引导学生展开仿生设计。第五部分在前面的铺垫和模拟练习的基础上，鼓励学生尝试自主设计仿生用品。
学情分析 学习本课之前，学生已经逐步建立起仿生的概念。对于生物与仿生物品在结构、原理上的联系都有所掌握，但又都还停留在了解层面，未能结合仿生学展开具体的实践，尝试将自己的创意转化成仿生产品。通过仿生产品设计的全过程，加深学生对工程和机械设计的体验，加强学生对工程和机械领域的认知和应用能力。
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。
教学重点 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 设计仿生产品的。
教学方法 创设情境、启发引导、表扬鼓励、激发质疑
学习方法 自主探究、记录汇报、交流展示、师生互动、观察、实验等
实验材料 PPT、 实验器材、图、表、文章、相关知识等
教学过程 教师活动 学生活动 所用时间 二次备课
自学环节 自测环节 一、视频导入，制作模型 1．音乐具有强大的魔力，往往让人陶醉其中。下面想邀请大家一起来欣赏一场有些许不同的小提琴演奏。（视频内容：残疾音乐家的演奏视频。） 2．提问：悦耳的乐声戛然而止，这场表演的特殊之处在哪？ 3．师生交流。 4．提问：小提琴家依然能演奏出如此优美的音乐，依靠的是什么？假肢的作用是什么？ 5．学生回答：代替真实的手臂进行演奏。 6．追问：那么要想做出一个仿真度高的假肢你认为第一步要做什么？ 7．学生回答：了解手臂的结构和功能。 8．讲述：下面我们两人一组，通过伸直和弯曲手臂的动作感受并认真观察我们的手臂吧！ 9．同桌合作探究。 10．学生汇报：曲臂时，手臂在关节处弯曲；曲臂时上侧的肌肉有一点鼓起...... 11．讲述：我们一起观察手臂伸缩运动的动态图，验证一下你们的发现。（连接骨骼的肌肉称为骨骼肌，骨骼肌的两端分别连接两块骨骼，它们成对存在。曲臂时，上方的骨骼肌收缩、鼓起而下方的骨骼肌伸长、紧绷；伸臂时则相反。） 12．讲述：通过一系列的观察，大家对于手臂已有细致的了解。现在你能做出一个仿真的手臂模型吗？事不宜迟，我们马上开始！ 13．小组合作展开制作。 14．提问：哪个组愿意展示并讲解一下你们的模型。 15．学生介绍模型。 16．小结：了解手臂的结构与特征，从而模仿制作出一个十分相似的假肢来代替缺失的手臂，这就是一个仿生物品的产生过程。 游戏体验，初历仿生 1．讲述：在此过程中，要善于观察并归纳出生物的特征，首先考验的就是大家的眼力。下面我们就来一场眼力竞技，看看谁最火眼金睛！ 游戏介绍：每组都会拿到一张图纸，找出隐藏其中的全部动物，比一比哪个组找的又快又准。(全班共丛林、荒漠、海洋三种不同的图纸) 2．小组展开游戏比拼。 3．提问：现在12张图纸已经按各小组的完成顺序排列在黑板上，你有什么发现吗？ 4．学生回答：图纸上动物颜色越缤纷的组越快；最慢的都是那些动物颜色和背景相似的小组...... 5．追问：那么你觉得哪种外形更有利于动物呢？ 6．学生回答 7．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？ 8．学生大胆猜想。 9．讲述:那么，如果要让自己隐藏在刚刚的场景中，你会为自己设计一件怎么的外衣呢？请各小组根据各自的图纸开始你们的绘制。 10．小组讨论并设计。 11．提问：看完各组的设计，你发现什么共同点吗？这种衣服你有没有似曾相识的感觉 12．小结：是的，迷彩服的设计灵感就是来自于此，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。 三、实例分析，巩固仿生 1．讲述：随着科技的发展，机器人愈加频繁的出现在我们的视野中，你都见过什么样的机器人呢？长这样的机器人你见过吗？它有什么与众不同之处呢？我们一起通过视频来了解一下吧！ 2．全班观看六足机器人视频介绍。 3．提问：六足机器人有什么与众不同之处？ 4．学生回答：外形长的像动物；行走是以三条腿为一组进行的，形成了一个三角形支架结构；能在峭壁和陡坡、崎岖地形等特殊环境中稳定前行。 5．提问：那么它模仿的是哪种生物呢？请认真阅读四张介绍卡片上的信息，找出这种生物。 6．学生阅读信息卡，完成匹配。 7．提问：你是从哪些信息中成功完成六足机器人和竹节虫的配对的呢？ 8．学生汇报：外形十分相似；都有六足；都是以三条腿为一组进行行走；都能在特殊地理环境中稳定前行…… 9．小结：为了应对森林、沙地、沼泽等特殊路面，我们需要机动性、稳定性更强的机器人；结合实际需求设计师们再次将目光聚焦自然界中的竹节虫，最终在它身上获得了启示。从生活中遇到的问题或实际需求出发，带着困惑在生物身上找解决之道，再展开仿生产品的设计也是一种途径。 四、联系生活，自主仿生 1．讲述：刚好最近老师在打扫实验室时就遇到了这样一个小麻烦：在清洗各自瓶瓶罐罐时，像烧瓶这样口小体大的器皿用刷子清洗起来费时费力还常常洗不干净。你能带着这个问题从生物中找寻灵感设计个新型工具解决这个难题吗？ 2．师生交流：目前刷子的弊端是什么？我们希望达到的效果是什么？ 3．学生小组讨论并展开设计。 4．提示：如果毫无头绪可以找老师拿个锦囊找找灵感哦！(锦囊内有河豚的介绍卡片) 5．各小组分享各自的仿生设计方案。 五、拓展延伸 1．讲述：通过本课的学习，大家尝试从生物的特征入手思考如何运用于生活，设计出了迷彩服；又试着从生活问题入手在生物身上找寻灵感，完成烧瓶刷的改良。选择你喜欢的方式，试着自主设计一个仿生产品吧！ 1.鱼的鳍对应船的桨和橹，提供前进和转弯的 ；肚子里的鳔对应潜艇的蓄水舱，通过充气和注水，调节 和 。 2．人体手臂与假肢手臂存在 、 、 上的相似之处。 3．做“保护色”游戏。（1）给蚂蚱、蝴蝶、菜青虫、青蛙等小动物卡片涂上颜色，剪下来。 （2）选一条树丛边的小路，分组将小动物卡片沿途放在其中。
（3）以正常速度走过这条小路，比一比哪个小组做的卡片被发现得最多少 通过上面这个实验想一想：重走一遍这条小路，你能发现更多的小动物卡片吗？为什么？ 积极交流以往的知识和经验 认真阅读老师提出的思考题，自主学习，补充导学案的内容。 确认自己在组内的任务，观察实验结果，大胆质疑，合作交流，认真做好实验记录单笔记。 回答课前老师提出的问题。 认真完成导学案中的测试题。 总结通过本课的学习，谈谈自己的收获 大约25分钟 大约15分钟
板书设计 8．我们来仿生 保护色 迷彩服 竹节虫 六足机器人 仿生产品 河豚 仿生刷
教学反思 在轻松、愉悦的氛围中，亲历一次仿生物品的产生过程，加深学生对于仿生学的认识，建立自制仿生产品的信心。通过视频和阅读卡，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。

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