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新课导入
同学们，自然界的生物身怀绝技：鸟儿振翅飞翔、鱼儿灵活游水、瓢虫收折翅翼。人类模仿生物的特性，造出了无数实用发明。今天我们学习《我们来仿生》，一同探索仿生学的奇妙世界。
苏教版小学科学五年级上册第五单元 仿 生
20. 我们来仿生
1. 知道仿生学的定义，了解手臂结构与假肢、折叠结构、鱼与船的仿生对应关系；
2. 掌握形态仿生、功能仿生、结构仿生三种仿生类型的特点与典型实例。
3. 能制作简易手臂模型，分析生物特性与人工发明的对应关系；
学习目标
一、建立仿生学概念
自然界的生物中，有“游泳高手”“攀爬高手”，还有勇敢的“飞行家”和聪明的“建筑师”。生物在长期进化过程中，具有了各种各样的本领以适应生存环境。
回忆之前学过的内容，说一说人类通过分析生物的特性，发明了哪些物品？
模仿荆棘发明了---铁丝网，
模仿章鱼吸盘发明了---吸盘挂钩，
模仿蛋壳发明了---薄壳建筑，
模仿海豚发明了---声呐。
一、建立仿生学概念
人类研究自然界的生物，将它们的特性应用于生产生活中，这样的学科就叫作仿生学。我们之前学习的蜂巢结构、薄壳结构、声呐，都属于仿生学的成果。
二、探究手臂结构的仿生应用
1、 感知手臂工作原理
做手臂伸直和弯曲的动作，观察肌肉、骨骼和关节是怎样工作的？
手臂伸直和弯曲时，肌肉、骨骼和关节是怎样工作的？
手臂弯曲时：上侧的肌肉收缩，同时下侧的肌肉伸长。
手臂伸直时：上侧的肌肉伸长，同时下侧的肌肉收缩。
二、探究手臂结构的仿生应用
1、 感知手臂工作原理
手臂伸直和弯曲时，肌肉、骨骼和关节是怎样工作的？
骨骼支撑手臂，关节让手臂可以转动。手臂运动是肌肉、关节、骨骼共同作用的结果。
二、探究手臂结构的仿生应用
1、 感知手臂工作原理
2、观察假肢手臂的结构，说一说假肢和我们真实的手臂有什么相似之处？
假肢手臂在外形、结构、功能上与人的手臂相似，也有类似骨骼的支撑结构，有关节可以弯曲伸直，模仿了手臂的外形、结构和功能。
二、探究手臂结构的仿生应用
制作方法：
（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。
3.制作手臂模型
二、探究手臂结构的仿生应用
观看视频，学会制作方法后再制作。
二、探究手臂结构的仿生应用
制作手臂模型时，怎样安装绳子才能使“手臂”活动自如？
二、探究手臂结构的仿生应用
3.制作手臂模型
需要在两块“骨骼”纸板的两侧，分别固定两条绳子，分别模拟两块肌肉。拉动内侧的绳子,“手臂”就会沿关节弯曲；拉动外侧的绳子，“手臂” 就会伸直。两组绳子一拉一松配合，手臂就能活动自如了。
二、探究手臂结构的仿生应用
这个模型里，硬纸板模拟骨骼，起到支撑作用；连接处的转轴模拟关节，实现转动；绳子模拟肌肉，通过收缩舒张提供动力。手臂假肢就是模仿人体手臂的结构与功能发明的，帮助残障人士恢复行动能力。
3.制作手臂模型
1、阅读资料，说一说瓢虫的膜翅有什么特点？
三、折叠现象的仿生启示
1、阅读资料，说一说瓢虫的膜翅有什么特点？
三、折叠现象的仿生启示
瓢虫飞行时会把薄薄的膜翅展开，降落时又会把膜翅折叠起来收进鞘翅里保护起来，展开的时候比折叠后大很多。
2、大自然中还有哪些类似的折叠现象？人类模仿这种现象发明了哪些物品？
三、折叠现象的仿生启示
棕榈树的叶子、虞美人的花苞都有折叠的特点。人类发明了卫星的折叠式太阳能板、血管支架、折叠机器人等。
折叠结构可以在有限空间里实现更大的展开面积，在航天、医疗等高端领域都有非常重要的应用。
3、我们也可以用纸尝试奇妙的折叠法，实现快速自如地收放。按照下面的步骤折叠后，纸张面积会缩小到原来的二十五分之一。
三、折叠现象的仿生启示
1、鱼与船的仿生
四、梳理仿生类型
人们在发明船的过程中，从鱼的身上得到了哪些启示？找一找它们之间的对应关系。
1、鱼与船的仿生
四、梳理仿生类型
人们在发明船的过程中，从鱼的身上得到了哪些启示？找一找它们之间的对应关系。
（1）鱼的身体是流线型的，能减少水的阻力→船也做成流线型外形，航行更快更省力
（2）鱼鳍用来划水、控制方向→人们发明了船桨、船舵。
（3）鱼鳔通过充气、放气调节身体沉浮→启发了潜水艇的压载水舱，实现上浮和下潜。
（4）鱼的骨骼支撑身体→船的龙骨骨架，用来加固船体。
2. 认识三类仿生
四、梳理仿生类型
结合图片和例子，说一说每一类仿生分别模仿了生物的什么特点？
（1）形态仿生
模仿生物的外形。比如模仿鸟巢的形态，建造了国家体育场（鸟巢）。
2. 认识三类仿生
四、梳理仿生类型
结合图片和例子，说一说每一类仿生分别模仿了生物的什么特点？
模仿生物的本领和功能。比如模仿蝙蝠的回声定位功能，发明了雷达。
（2）功能仿生
2. 认识三类仿生
四、梳理仿生类型
结合图片和例子，说一说每一类仿生分别模仿了生物的什么特点？
模仿生物的内部、微观结构。比如模仿莲叶的疏水结构，发明了防水透气面料。
（3）结构仿生
2. 认识三类仿生
四、梳理仿生类型
形态仿生重外形，功能仿生重本领，结构仿生重内部构造。人类从生物的不同维度获取灵感，创造出了各式各样的仿生发明。
课堂小结
通过本节课的学习，我们知道了仿生学的定义与三类仿生方式，掌握了生物特性与人工发明的对应关系，学会了制作简易手臂模型，明白了仿生创新能推动人类科技发展。
一、填空题
1.人类研究生物的特性并应用于生产生活，由此诞生的学科是______。
2.手臂模型中，绳子模拟人体的______，硬纸板模拟人体的______。
3.瓢虫折叠膜翅的结构，启发人类发明了______太阳能板、血管支架等。
4.鱼的流线型身体启发人们优化了船的外形，减少水的______。
5.仿生研究主要分为______仿生、______仿生、结构仿生三类。
课后作业
骨骼
阻力
仿生学
肌肉
折叠式
形态
功能
课后作业
二、判断题。
1.仿生学只模仿生物的外形，不研究生物的功能与结构。（ ）
2.手臂假肢是模仿人体手臂的结构和功能发明的仿生产品。（ ）
3.卫星折叠式太阳能板的设计灵感，来自瓢虫可折叠的膜翅。（ ）
4.鱼鳔的沉浮功能，启发了潜水艇的发明。（ ）
5.国家体育场 “鸟巢” 属于功能仿生。（ ）
6.模仿莲叶的疏水结构制作防水面料，属于结构仿生。（ ）
√
×
√
√
√
×
课后作业
三、选择题（共 4 题）
1.下列物品中，不属于仿生发明的是（ ）
A. 手臂假肢 B. 血管支架 C. 普通木棍 D. 雷达
2.制作手臂模型时，绳子的作用是模拟人体的（ ）
A. 骨骼 B. 肌肉 C. 关节 D. 皮肤
3.雷达模仿蝙蝠的回声定位本领，属于（ ）
A. 形态仿生 B. 功能仿生 C. 结构仿生 D. 以上都不是
4.下列对应关系错误的是（ ）
A. 鱼鳍 — 船桨 B. 鸟巢 — 国家体育场
C. 莲叶 — 雷达 D. 瓢虫膜翅 — 折叠机器人
C
B
B
C
课后作业
四、连线题：将生物原型与对应的仿生发明用线连起来。
手臂结构 防水透气面料
瓢虫膜翅 假肢
鱼的身体 折叠太阳能板
蝙蝠回声定位 流线型船体
莲叶疏水结构 雷达
课 程 结 束

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