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苏科版科学五年级上册（2026新版）第五单元《仿生》
第20课《我们来仿生》教案
一、教学核心素养目标
1.科学观念目标：知道仿生学的含义，人类研究生物，把生物特性应用到生产生活，由此诞生仿生学；认识手臂由骨骼、关节、肌肉配合完成屈伸运动，假肢是模仿手臂结构功能的仿生产品；了解瓢虫膜翅的折叠结构，人们受自然界折叠现象启发，发明卫星太阳能板、血管支架、折叠机器人；能够区分形态仿生、结构仿生、功能仿生，能找到生物与仿生物品之间的对应关系。
2.科学思维目标：通过制作手臂模型，建立模型与真实手臂的对应关系，理解骨骼、关节、肌肉的协同工作原理；观察瓢虫膜翅折叠，推理折叠结构的优势；归纳仿生的三种类型，分析鱼和船的仿生对应关系，形成“观察生物特征→提取原理→开展仿生设计”的工程思维。
3.探究实践目标：感受手臂屈伸，体会肌肉、骨骼、关节配合；动手制作手臂模型，探究绳子的安装方式，让模型手臂灵活活动；按照峰线、谷线的折痕完成仿生折叠实验，体验快速收放结构；小组合作，识别实例，对仿生案例进行分类。
4.态度责任目标：感受大自然生物多样的生存本领，体会仿生技术在医疗、航天、工程领域的巨大价值；乐于动手制作仿生模型，体验仿生设计的乐趣；懂得仿生是不断观察、模仿、改进的创新过程。
二、教学重难点
1.教学重点：理解仿生学概念；制作手臂模型，明白骨骼、关节、肌肉的配合；认识自然界折叠现象以及仿生应用；区分形态仿生、结构仿生、功能仿生。
2.教学难点：在手臂模型上正确安装绳子，模拟肌肉收缩舒张；辨别三种仿生类型，理解仿生不只是模仿外形，还可以模仿结构、功能。
三、教学准备
1.教师准备：硬纸板、铆钉、棉线（制作手臂模型材料）、A4折纸、峰线谷线折叠图纸、手臂假肢图片、瓢虫膜翅、卫星太阳能板、血管支架、鸟巢、雷达、莲叶面料PPT课件。
2.学生准备：科学活动手册、铅笔、剪刀、胶水。
四、教学过程
（一）问题与猜想（8分钟）
教师导入：大自然里有游泳高手、攀爬高手、飞行家、建筑师，生物经过长期进化，形成各种本领适应环境。人类研究这些生物，把生物的特点用到生产生活，这就是仿生学。
组织学生做动作：伸直、弯曲手臂，摸一摸手臂肌肉，感受肌肉、骨骼、关节是怎样协同工作的。出示人体手臂与仿生假肢图片，抛出探究问题：我们能不能制作手臂模型，模拟手臂弯曲伸直？制作手臂模型，绳子如何安装，模型手臂才能灵活活动？
出示瓢虫图片，观察瓢虫飞行与收翅：飞行展开膜翅，降落把膜翅折叠收进鞘翅，膜翅展开面积远大于折叠之后。提问：瓢虫的折叠结构，对人类发明有什么启发？
组织小组猜想：在手臂模型中，两组绳子分别固定在模型骨骼两侧，一拉一松，就能模仿肌肉收缩舒张，带动手臂弯曲；折叠结构可以在收纳时大幅缩小体积，展开又恢复大面积。教师板书猜想，准备动手实验验证猜想。
（二）探究与结论（15分钟）
活动一：制作仿生手臂模型。教师介绍模型材料：硬纸板模拟骨骼，铆钉模拟关节，棉线模拟肌肉。指导学生组装模型，尝试不同的绳子固定位置，测试手臂能否顺利弯曲伸直。学生动手组装测试，教师巡视指导。
师生总结：两根绳子分别固定在手臂模型的上下两侧，拉动一侧绳子，模型手臂弯曲；松开这一侧，拉动另一侧绳子，手臂伸直。模型模仿人体手臂：骨骼支撑，关节转动，肌肉（绳子）收缩舒张带动运动，假肢就是基于这个仿生原理制造。
活动二：奇妙的折叠仿生实验。发放带峰线、谷线的折纸图纸，指导学生按照图纸，沿虚线折叠，完成仿生折叠结构。学生动手折叠，感受结构快速收放，折叠完成面积只有原来的二十五分之一。
师生交流结论：自然界中瓢虫膜翅、棕榈树叶、虞美人花苞，都自带折叠结构。人类借鉴这种结构，发明卫星折叠太阳能板、血管支架、折叠机器人。发射卫星时太阳能板折叠收纳，进入太空再展开；血管支架压缩后送入血管，进入体内再撑开。
教师出示鱼与船、鸟巢国家体育场、蝙蝠与雷达、莲叶与防水透气面料，讲解仿生的三类：形态仿生模仿外形；结构仿生模仿内部构造；功能仿生模仿生物本领。引导学生找到生物与人造物之间的对应关系。
（三）反思与评价（7分钟）
引导学生反思：制作手臂模型时，哪些问题会导致手臂不能灵活弯曲？学生交流：铆钉太紧关节卡住，绳子固定位置不对、绳子过松或者过紧，都会影响模型运动。
组织小组互评，评价小组模型制作、折叠实验是否完成，能不能说清模型各部分模拟手臂的什么结构。
思辨提问：仿生只模仿生物外形就够了吗？学生讨论。教师小结：仿生可以模仿外形（形态仿生），模仿内部构造（结构仿生），模仿生物本领（功能仿生）。很多发明会同时结合多种仿生类型，不是简单复制外表。
课堂练习：在活动手册，把仿生实例分到形态仿生、结构仿生、功能仿生三类，学生上台汇报，全班订正。
（四）应用与迁移（7分钟）
组织学生讨论船从鱼身上得到的仿生启示：船体外形模仿鱼的流线型，减小在水中阻力；船桨模仿鱼鳍的推进功能。
回顾本单元仿生案例，区分三类仿生：鸟巢体育场属于结构仿生，模仿鸟巢编织结构；雷达模仿蝙蝠回声定位，属于功能仿生；防水透气面料模仿莲叶表面疏水结构。
引导学生思考仿生给人类带来的便利：医疗假肢帮助行动不便的人；折叠结构方便航天设备收纳；仿生面料改善生活产品性能。布置课后任务：选择一种生物，构思一个简单仿生小发明，记录在活动手册。
（五）阅读与新知（3分钟）
拓展阅读，回顾仿生学诞生背景，梳理仿生研究思路：观察生物的本领，研究原理，应用到工程、生活，完成仿生创新。
整体单元回顾：17课生物的启示、18课蛋壳薄壳、19课海豚声呐、20课我们来仿生。
课堂小结：仿生学模仿生物的形态、结构、功能；手臂模型模拟肌肉骨骼关节；自然界折叠结构启发很多现代发明；仿生分为形态仿生、结构仿生、功能仿生三类。
五、板书设计
20.我们来仿生
仿生学：研究生物特性，应用于生产生活
仿生手臂模型：硬纸板→骨骼；铆钉→关节；棉线→肌肉
原理：一拉一松，模拟肌肉收缩舒张
折叠仿生（瓢虫膜翅）
特点：可折叠收纳，展开面积大
应用：卫星太阳能板、血管支架、折叠机器人
仿生的三种类型
形态仿生：模仿外形
结构仿生：模仿内部构造
功能仿生：模仿生物本领
仿生思路：观察生物→发现原理→创新发明
21世纪教育网www.21cnjy.com精品试卷·第2页（共2页）
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