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苏科版科学五年级上册（2026新版）第五单元《仿生》
第17课《生物的启示》教案
一、教学核心素养目标
1.科学观念目标：知道生物在长期进化中形成利于生存的形态结构；人类模仿生物结构、功能获得启示进行发明创造叫作仿生；了解苍耳与尼龙搭扣、章鱼与吸盘挂钩、蒲公英与降落伞、荆棘与铁丝网等仿生实例；理解蜂窝猜想，正六边形密铺结构耗材最少、空间大、抗压能力强；知道发明是一种创新，成果可以是物品、技术或方法。
2.科学思维目标：能够对比生物与仿生物品，寻找二者结构上的相似点；通过棉签密铺、纸柱承压两组实验数据，推理正六边形结构的优势；梳理人类模仿鸟类研制飞行器的历程，体会仿生研究是不断猜想、验证、改进的过程，建立原型—观察—实验—创新的仿生思维。
3.探究实践目标：学会使用放大镜观察苍耳倒钩与尼龙搭扣结构；分组完成棉签密铺正方形、正六边形对比实验；用A4纸折成正三棱柱、正四棱柱、正六棱柱，开展承重对比实验；小组分工合作，如实记录实验现象，用证据支撑猜想。
4.态度责任目标：感受大自然生物结构的精妙，体会仿生技术对人类生活的价值；愿意主动观察身边仿生产品，乐于从生物身上寻找发明灵感；在实验探究中坚持实事求是，懂得仿生创新需要反复观察、实验与改进。
二、教学重难点
1.教学重点：认识仿生，找出生物原型与人造发明物之间结构的相似之处；通过实验验证蜂窝正六边形结构省材料、抗压强的特点。
2.教学难点：理解仿生不是简单照搬生物外形，而是借鉴生物结构功能进行创新；理解人类模仿鸟类研发飞机是不断试错、持续改进的漫长探究过程。
三、教学准备
1.教师准备：苍耳果实、尼龙搭扣、放大镜、棉签、A4纸、练习本、PPT课件（苍耳、章鱼吸盘、蒲公英、铁丝网、蜂窝、人类飞行发展史图片）、金属蜂窝面板实物图片、实验记录单。
2.学生准备：科学活动手册、铅笔。
四、教学过程
（一）问题与猜想（8分钟）
教师出示单元导入图片：小鸟与飞机、海鱼与潜艇，抛出问题：飞机能上天、潜艇可以潜入水下，人类的这些发明和自然界生物之间有什么联系？
出示苍耳、尼龙搭扣、章鱼吸盘挂钩、蒲公英降落伞、荆棘铁丝网图片，请学生观察对比，说一说生物和人造物品有哪些相似之处。分发苍耳果实与尼龙搭扣，学生用放大镜观察，找到苍耳果实上的倒钩结构，发现尼龙搭扣一侧同样带有细小钩刺，二者都可以钩挂固定。
教师讲述：生物在长期进化的过程中，形成了有利于生存的形态结构，人们从中获得启示，发明了许多有用的物品，这种方法就是仿生。发明就是一种创新，发明成果可以是物品、技术、方法。
出示蜂窝图片，介绍蜂窝猜想：公元4世纪，古希腊数学家帕普斯提出猜想：截面呈正六边形的密铺，不留空隙、互不重叠，是蜜蜂用最少量蜂蜡建成的巢房。
提出探究问题：正六边形结构真的可以节省材料，而且抗压能力更强吗？组织小组猜想，记录猜想：正六边形密铺面积更大，正六棱柱承重能力更强。教师板书猜想，引导学生设计实验验证猜想。
（二）探究与结论（15分钟）
教师介绍两组探究实验，明确实验操作要求。
实验一：用60根等长棉签，分别密铺正方形和正六边形，对比两种图形围成面积大小。学生小组操作，观察密铺效果，发现同样数量棉签，正六边形密铺围成的面积更大。
实验二：取3张A4纸，分别折成正三棱柱、正四棱柱、正六棱柱，竖直放置，依次在柱体上方一本本叠加练习本，记录不同柱体能够承受的书本数量。教师提醒学生轻放书本，减少倾倒带来的实验误差。
学生分组开展实验，小组分工：搭建员、操作员、计数员、记录员。教师巡视指导，提醒学生仔细观察纸柱变形情况。
各组汇报实验结果，师生汇总分析得出实验结论：相同材料，正六边形密铺围成面积更大；正六棱柱抗压能力最强。实验结果为蜂巢省材料、结构坚固的特点提供了证据。教师拓展：金属蜂窝面板就是利用蜂巢仿生原理制造，轻便又坚固，广泛用于各类材料。
（三）反思与评价（7分钟）
教师引导学生反思本次两组实验：哪些因素会影响实验结果？学生交流总结：棉签长短不一致、折纸柱时褶皱松紧不同、放练习本时用力不均，都会造成实验误差。
组织小组互评，评价各组实验操作是否规范，观察记录是否真实完整。
思辨提问：蜜蜂为什么不选择三角形、正方形建造蜂巢？学生讨论发言。教师小结：三角形、正方形密铺要么浪费材料，要么空间小，正六边形密铺没有空隙，耗材最少，结构稳固，是大自然巧妙的设计。
课堂练习：完成活动手册连线，把仿生物品和对应的生物原型配对，学生上台汇报，全班订正。
（四）应用与迁移（7分钟）
引导学生寻找生活中的仿生产品，说说它们模仿生物的什么结构。拓展举例：吸盘挂钩模仿章鱼吸盘；降落伞模仿蒲公英轻盈的冠毛结构；铁丝网模仿荆棘尖刺防御结构。
组织学生思考：仿生是不是简单复制生物外形？学生交流。教师总结：仿生不是原样复制，而是借鉴生物结构、功能，经过不断改良创新，得到适合人类使用的产品。布置小任务：课后观察生活物品，寻找更多仿生实例，记录在活动手册。
（五）阅读与新知（3分钟）
组织学生阅读教材“鸟与飞机”资料，梳理人类飞行探索历程：达 芬奇设计扑翼机，因太重无法制作；李林塔尔模仿鹳的弓形翅膀制造滑翔机；乔治 凯利提出固定翼设想，成功造出滑翔机。人类持续研究鸟类飞行，不断改进设计，最终实现飞行梦想。
课堂整体回顾：仿生概念、苍耳与尼龙搭扣、蜂窝猜想与仿生实验、人类模仿鸟类研发飞行器的历程。
课堂小结：大自然是人类的老师，观察生物形态结构，获得启示，开展实验与创新，就是仿生。
五、板书设计
17.生物的启示
仿生：模仿生物形态、结构、功能，进行发明创新
仿生实例：苍耳（倒钩）→尼龙搭扣；章鱼吸盘→吸盘挂钩；蒲公英→降落伞；荆棘→铁丝网；蜂窝猜想：正六边形密铺。
特点：耗材最少，面积大，抗压能力强
仿生创新：观察→猜想→实验→改进
人类飞行：研究鸟类，不断试错，实现飞天梦想
21世纪教育网www.21cnjy.com精品试卷·第2页（共2页）
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