5.生物的啟示 【課標(biāo)落實(shí)】1本單元通過一系列案例分析，借助閱讀、討論、探究、游戲等多種方式，了解仿生的含義，落實(shí)課程標(biāo)準(zhǔn)高年段的課程目標(biāo)。科學(xué)知識：知道很多發(fā)明可以在自然界找到原型，能夠說出工程師利用科學(xué)原理發(fā)明創(chuàng)造的實(shí)例。科學(xué)探究：能基于所學(xué)的知識，通過觀察、實(shí)驗(yàn)、查閱資料、調(diào)查、案例分析等方式獲取事物的信息。能基于所學(xué)的知識，運(yùn)用分析、比較、推理、概括等方法得出科學(xué)探究的結(jié)論，判斷結(jié)論與假設(shè)是否一致。科學(xué)態(tài)度：在尊重證據(jù)的前提下，堅(jiān)持正確的觀點(diǎn)，以事實(shí)為依據(jù)作出判斷。能大膽質(zhì)疑，從不同視角提出研究思路，采用新的方法、利用新的材料，完成探究、設(shè)計(jì)與制作，培養(yǎng)創(chuàng)新精神。科學(xué)、技術(shù)、社會與環(huán)境：了解人類的好奇和社會的需求是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的動力，技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用影響著社會發(fā)展。2本課學(xué)習(xí)內(nèi)容基于課程標(biāo)準(zhǔn)課程內(nèi)容中“技術(shù)與工程領(lǐng)域”的56年段要求。【教材分析】生物的啟示是蘇教版科學(xué)五年級下冊第2單元仿生的第一課時。通過蜂巢、魚、鳥等常見案例分析仿生現(xiàn)象，了解仿生的含義，認(rèn)識常見的仿生制品。借助閱讀、討論、探究、游戲等多種方式，解釋生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能、活動方式的特點(diǎn)。本課教學(xué)內(nèi)容分四個部分：第一部分，這是一個導(dǎo)入活動，讓學(xué)生通過鐵絲網(wǎng)、吸盤、降落傘、鞋面等常見物品，勾連與自然界生物的聯(lián)系，引發(fā)仿生概念鏈接。第二部分，通過蜂巢模型的觀察、分析，探究蜂巢六邊形結(jié)構(gòu)的成因，體會自然界的鬼斧神工。第三部分，通過魚類與船的對比，逐步建構(gòu)仿生概念。最后通過鳥類動物的范例，激發(fā)學(xué)生體會仿生學(xué)的博大精深，引發(fā)對仿生學(xué)的學(xué)習(xí)熱情。【學(xué)情分析】仿生是全新的一個單元。絕大多數(shù)學(xué)生并不了解仿生的概念，但對于仿生的應(yīng)用并不陌生，他們在生活中知道和使用過多種仿生物品，對這一領(lǐng)域充滿學(xué)習(xí)的興趣。本課的設(shè)計(jì)就是從實(shí)際事例出發(fā)，幫助學(xué)生了解生物和仿生物品之間的聯(lián)系，體會仿生學(xué)的思維和方法，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造性思維，同時幫助學(xué)生理解仿生概念，提升知識應(yīng)用能力。【教學(xué)目標(biāo)】科學(xué)知識：1知道物品和動植物形態(tài)之間的相似之處。2比較巢房，知道正六邊形巢房結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。3比較魚和船，知道兩者之間的關(guān)聯(lián)。4. 了解鳥與發(fā)明創(chuàng)造的關(guān)聯(lián)。科學(xué)探究：1. 多角度地探究蜂巢的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，知道蜂巢結(jié)構(gòu)在生活中的應(yīng)用。2對仿生設(shè)計(jì)產(chǎn)生探究的興趣。科學(xué)態(tài)度：1在科學(xué)探究中，能意識到要用實(shí)驗(yàn)、計(jì)算、推演驗(yàn)證。2在科學(xué)探究中，樂于嘗試，通過資料查詢、案例分析來得出結(jié)論。科學(xué)、技術(shù)、社會與環(huán)境：1認(rèn)識到科技的發(fā)展給人們的生產(chǎn)、生活帶來的便利。2結(jié)合生活中常見的應(yīng)用仿生的實(shí)例進(jìn)行研究，尋找其中的原理，并思考是否可以進(jìn)行改進(jìn)。【教學(xué)重點(diǎn)】認(rèn)識不同的仿生現(xiàn)象。【教學(xué)難點(diǎn)】多角度探究蜂巢結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。【教學(xué)準(zhǔn)備】教師材料：課件和視頻。學(xué)生材料：鐵絲網(wǎng)局部、塑料吸盤、小降落傘、魔術(shù)貼、正三角形、四邊形、五邊形、六邊形卡片、A4紙，記錄卡、筆【教學(xué)時間】1課時【教學(xué)過程設(shè)計(jì)】探究活動教師活動學(xué)生活動探究意圖1、 建立仿生物品與動植物之間的關(guān)聯(lián)1分發(fā)器材：局部鐵絲網(wǎng)、塑料吸盤、小降落傘、魔術(shù)貼；提問：這些物品有什么作用？2將學(xué)生對物品的思考聚焦到物品形狀，提問：剛才我們接觸這些材料，似乎能與自然中的一些朋友產(chǎn)生聯(lián)系。看看屏幕上的這些動植物，桌上物品的形狀和功能，與它們有什么相似之處呢？3師生小結(jié)：我們身邊有很多物品都能在自然界中找到原型。生物在長期進(jìn)化的過程中，形成了許多有利于生存的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理特點(diǎn)，人們從中獲得了很多啟示。今天，就讓我們一起來看看，我們?nèi)祟悘纳镏蝎@得的啟示。4出示課題：生物的啟示5提問：除了剛剛的物品，你還知道哪些物品的設(shè)計(jì)受了動植物的啟示？1分組探究：多感官結(jié)合觀察物品，思考物品的作用。2討論：桌上物品的形狀特點(diǎn)，將形狀功能用簡潔的語言歸納到表格中。3討論：交流桌上物品對應(yīng)哪一種動植物，闡述理由并思考相似之處。4小組匯報。5討論：哪些物品的設(shè)計(jì)受了動植物的啟示。設(shè)計(jì)意圖：從學(xué)生的原有經(jīng)驗(yàn)來看，他們并不清楚什么是仿生，通過實(shí)物觸摸體驗(yàn)，讓學(xué)生將動植物與仿生品的形狀、特點(diǎn)關(guān)聯(lián)起來，意識到人類創(chuàng)新設(shè)計(jì)出的一些物品是受到了動植物的啟發(fā)。2、 探究蜂巢房的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢1介紹蜂巢結(jié)構(gòu)：生物在長期進(jìn)化過程中，為了更好的生存，其掌握了更多奇妙的本領(lǐng)。例如，小小的蜜蜂，就擁有者令人驚艷的建筑能力。2展示蜂巢圖片。3引導(dǎo)提問：對于蜂巢的形狀結(jié)構(gòu)，你能提出什么值得研究的問題？4根據(jù)學(xué)生提出的結(jié)構(gòu)性問題，進(jìn)行如下對應(yīng)分組探究活動：問題（1）：分發(fā)正三角形、正四邊形、正五邊形、正六邊形的硬卡紙到各組，各組嘗試拼接，交流結(jié)果問題（2）：閱讀材料，假設(shè)用3種面積相等的正三角形、正四邊形、正六邊形建蜂巢，每種圖形的內(nèi)切圓直徑，以及蜂巢壁總長度已在閱讀材料當(dāng)中，閱讀后嘗試進(jìn)行排序。問題（3）：用A4紙折成正三棱柱、正四棱柱、正六棱柱，比較下抗壓能力的差別。5提問：通過上述實(shí)驗(yàn)，我們可以總結(jié)出蜂巢結(jié)構(gòu)有哪些優(yōu)點(diǎn)？6引導(dǎo)思考：使用這樣的結(jié)構(gòu)建蜂巢，有什么好處？教師根據(jù)學(xué)生回答進(jìn)行板書。7師生小結(jié)：蜂巢使用六邊形結(jié)構(gòu)，可密鋪、可節(jié)省建筑材料、可有較強(qiáng)的抗壓性、美觀8師總結(jié)：這一些蜜蜂的工程設(shè)計(jì)，也可以運(yùn)用到我們現(xiàn)實(shí)生活中來。9播放蜂巢結(jié)構(gòu)科普視頻1觀察蜂巢圖片結(jié)構(gòu)，用自己的語言表述蜂巢的外形。2針對蜂巢的結(jié)構(gòu)，自主提出可以研究的問題，例如：問題（1）：蜂巢形狀為六邊形，為什么不是其他形狀？問題（2）：六邊形的蜂巢是不是更加節(jié)省材料？問題（3）：六邊形的蜂巢是不是更加堅(jiān)固、抗壓？3根據(jù)自己小組提出的問題，進(jìn)行對應(yīng)問題的分組探究實(shí)驗(yàn)，做好實(shí)驗(yàn)記錄，并進(jìn)行組內(nèi)交流。4小組匯報5總結(jié)思考：使用這樣的結(jié)構(gòu)建蜂巢，有什么好處？6觀看蜂巢結(jié)構(gòu)科普視頻，了解人類工程針對蜂巢結(jié)構(gòu)所引用學(xué)習(xí)的內(nèi)容。設(shè)計(jì)意圖：以蜂巢為例，感受生物進(jìn)化的完美，為人類創(chuàng)造發(fā)明提供了很好的借鑒。3、 對比魚和船相似性，建構(gòu)仿生學(xué)概念1過渡：蜜蜂用它的辛勤智慧搭建起了牢固的蜂巢，人們也從蜜蜂的蜂巢得到了很多的建筑方面的啟示。人們?yōu)榱松娴男枨螅矎母嗟膭又参锷砩系玫搅藛⑹尽＠纾覀冊谠齑瑫r，會從哪種動物得到啟示？2展示魚類3D動畫模型，屏幕展示船只的各結(jié)構(gòu)圖片。3提問：那么，你若是船舶設(shè)計(jì)師，你會從魚身上的那些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，把它運(yùn)用到船上來呢？4師總結(jié)：就像剛剛的活動一樣，人類模仿生物的結(jié)構(gòu)和功能，創(chuàng)造各種人造物。這些做法逐漸發(fā)展為一門從自然中學(xué)習(xí)，進(jìn)而應(yīng)用到工程技術(shù)中的學(xué)科仿生學(xué)。1學(xué)生觀察魚的結(jié)構(gòu)，對比船的各部分構(gòu)造，進(jìn)行比較思考。2學(xué)生討論交流在造船時，從魚得到啟示：魚骨、脊椎船身支架魚鰭船槳、腳蹼魚尾船尾螺旋槳魚鰾氣囊、潛水艇排水器3了解仿生學(xué)概念。設(shè)計(jì)意圖：引入第二個仿生事例。利用學(xué)生熟悉的且有較強(qiáng)認(rèn)同感的魚和船進(jìn)行分析，進(jìn)一步深化學(xué)生對仿生的理解，為仿生概念的提出做好鋪墊。4、 聯(lián)系實(shí)際，拓展活動1交流：仿生學(xué)在生活中的運(yùn)用實(shí)例。2仿生學(xué)是工程學(xué)的一門基礎(chǔ)，我們生活中大量物品都是仿生學(xué)的產(chǎn)物。3布置任務(wù)：通過資料查詢，了解人類從鳥的身上獲得了哪些發(fā)明創(chuàng)造的啟示。1交流仿生學(xué)在生活中的運(yùn)用實(shí)例。2課后通過資料查詢，了解人類從鳥的身上獲得了哪些發(fā)明創(chuàng)造的啟示。鞏固仿生學(xué)的概念。設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生在對蜂巢結(jié)構(gòu)和魚的分析之后，已經(jīng)有能力獨(dú)立研究動植物和仿生物品之間的關(guān)聯(lián)性了。這是對學(xué)生探究能力的一次鍛煉和提升，也是研究話題的再一次延伸。【板書設(shè)計(jì)】5生物 的 啟示蒼耳 鐵絲網(wǎng)蒲公英 降落傘魚 船鳥 飛機(jī)仿生學(xué)蘇教版小學(xué)科學(xué)五年級下冊 第2單元仿生 6