8我們來仿生【課標(biāo)落實】1本單元通過一系列觀察、探究、設(shè)計等活動，落實課程標(biāo)準(zhǔn)高年級的課程目標(biāo)。科學(xué)知識：認(rèn)識人類與自然資源的緊密關(guān)系。工程是依據(jù)科學(xué)原理設(shè)計和制造物品、解決技術(shù)應(yīng)用的難題、創(chuàng)造豐富多彩的人工世界的一系列活動。科學(xué)探究：通過觀察、實驗、查閱資料、調(diào)查、案例分析等方式獲取事物的信息。科學(xué)態(tài)度：表現(xiàn)出對事物的結(jié)構(gòu)、功能、變化及相互關(guān)系進(jìn)行研究的興趣。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”的高年段要求。3知道很多發(fā)明可以在自然界找到原型，能夠在自然界生物與仿生物品間建立聯(lián)系。能夠從生物特性中獲得啟示或根據(jù)現(xiàn)實的需要設(shè)計簡單器具、生產(chǎn)物品或完成任務(wù)。【教材分析】我們來仿生是蘇教版科學(xué)五年級下冊第2單元仿生的第四課時。通過本單元前三課的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)初步建立仿生學(xué)的概念，并通過對具體案例的分析，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。在此基礎(chǔ)上，本課旨在為學(xué)生創(chuàng)建仿生設(shè)計的平臺，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)生物結(jié)構(gòu)、功能等特征或從實際生活需要入手，運用仿生學(xué)設(shè)計簡單器具、生產(chǎn)物品。引導(dǎo)學(xué)生將本單元的知識進(jìn)行吸收融合并內(nèi)化成自身的知識應(yīng)用能力，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生對于仿生設(shè)計的興趣。本課教學(xué)內(nèi)容分四個部分：第一部分是通過用眼觀察、動腦思考、動手制作等多種形式，研究手臂的結(jié)構(gòu)和功能，再動手自制手臂模型。第二部分通過動物“保護(hù)色”游戲，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)自然界中有些小動物，用其自身與周圍環(huán)境融為一體的顏色來保護(hù)自己，從而能舉一反三理解迷彩服的設(shè)計原理。第三部分是借助六足機(jī)器人的仿生案例，通過找尋所仿生物的活動，強(qiáng)化學(xué)生的仿生意識。第四部分通過真實情境：器皿的清洗困難，引導(dǎo)學(xué)生展開仿生設(shè)計。第五部分在前面的鋪墊和模擬練習(xí)的基礎(chǔ)上，鼓勵學(xué)生嘗試自主設(shè)計仿生用品。【學(xué)情分析】學(xué)習(xí)本課之前，學(xué)生已經(jīng)逐步建立起仿生的概念。對于生物與仿生物品在結(jié)構(gòu)、原理上的聯(lián)系都有所掌握，但又都還停留在了解層面，未能結(jié)合仿生學(xué)展開具體的實踐，嘗試將自己的創(chuàng)意轉(zhuǎn)化成仿生產(chǎn)品。通過仿生產(chǎn)品設(shè)計的全過程，加深學(xué)生對工程和機(jī)械設(shè)計的體驗，加強(qiáng)學(xué)生對工程和機(jī)械領(lǐng)域的認(rèn)知和應(yīng)用能力。從學(xué)生的年齡結(jié)構(gòu)和心理特征來看，五年級的學(xué)生對于感興趣的事物充滿好奇心，有較強(qiáng)的探究欲望，他們總希望能有更多自主思考和實踐的機(jī)會。因此，本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計盡可能以游戲、活動為主線開展教學(xué)，盡可能提供學(xué)生自主研究的時、空間，讓學(xué)生在自主體驗中，促進(jìn)其科學(xué)知識、探究能力、科學(xué)思維的生長。【教學(xué)目標(biāo)】科學(xué)知識：1知道人體手臂的結(jié)構(gòu)和功能。2知道仿生物品具有廣泛的用途。科學(xué)探究：1能按要求制作手臂的結(jié)構(gòu)模型。2能通過閱讀資料和分析，了解一些生活中的仿生產(chǎn)品。3能通過對仿生產(chǎn)品的了解和分析，嘗試進(jìn)行仿生產(chǎn)品的設(shè)計。科學(xué)態(tài)度：1在科學(xué)探究中，能意識到要用實驗證明自己的猜想。2在科學(xué)探究中，能從不同視角提出研究思路，完成探究、設(shè)計與制作，培養(yǎng)創(chuàng)新精神。科學(xué)、技術(shù)、社會與環(huán)境：1認(rèn)識到仿生學(xué)給人們的生產(chǎn)、生活帶來的便利。2根據(jù)生活需要進(jìn)行研究，并結(jié)合仿生學(xué)展開思考是否可以改進(jìn)或生產(chǎn)出仿生學(xué)產(chǎn)品。【教學(xué)重點】通過對仿生產(chǎn)品的了解和分析，嘗試進(jìn)行仿生產(chǎn)品的設(shè)計。【教學(xué)難點】設(shè)計仿生產(chǎn)品的。【教學(xué)準(zhǔn)備】教師材料：課件和視頻。學(xué)生材料：硬紙板、繩子、鉚釘、“保護(hù)色”游戲道具。【教學(xué)時間】1課時【教學(xué)過程設(shè)計】探究活動教師活動學(xué)生活動探究意圖一、視頻導(dǎo)入，制作模型1音樂具有強(qiáng)大的魔力，往往讓人陶醉其中。下面想邀請大家一起來欣賞一場有些許不同的小提琴演奏。（視頻內(nèi)容：殘疾音樂家的演奏視頻。）2提問：欣賞完了，這場表演的特殊之處在哪？3講述：小提琴演奏者雖然身體有缺陷，但在假肢的幫助下依然能演奏出如此優(yōu)美的音樂。這些假肢無論外形和功能都和我們的手臂十分相似，它就是一個仿生產(chǎn)品；大家想不想自己也動手做一個呢？（出示板書：我們來仿生）4過渡：想要做好一個手臂模型就必須十分了解手臂的構(gòu)成？各部分是怎樣配合工作的？在此過程中又有什么變化？下面兩人一組，通過伸直和彎曲手臂的動作感受并認(rèn)真觀察我們的手臂吧！5講述：我們一起觀察手臂伸縮運動的動態(tài)圖，驗證一下你們的發(fā)現(xiàn)。（連接骨骼的肌肉稱為骨骼肌，骨骼肌的兩端分別連接兩塊骨骼，它們成對存在。曲臂時，上方的骨骼肌收縮、鼓起而下方的骨骼肌伸長、緊繃；伸臂時則相反。）6講述：通過一系列的觀察，大家對于手臂已有細(xì)致的了解。老師為大家準(zhǔn)備了材料，你們能做出一個手臂模型嗎？事不宜遲，我們馬上開始！7提問：哪個組愿意展示并講解一下你們的模型。1學(xué)生欣賞完演奏后匯報：演奏者的手臂是假肢。2同桌合作展開探究。3學(xué)生匯報：曲臂時，手臂在關(guān)節(jié)處彎曲；曲臂時上側(cè)的肌肉有一點鼓起.4小組合作展開制作。5學(xué)生介紹各自模型。設(shè)計意圖：利用視頻讓學(xué)生直觀感受假肢的仿真效果，激發(fā)起學(xué)生自制手臂模型的興趣。以此為驅(qū)動力，有針對性的進(jìn)行曲伸臂的活動，掌握手臂的結(jié)構(gòu)和功能。通過手臂模型的制作，讓學(xué)生經(jīng)歷仿生的探究過程，初步體驗仿生學(xué)的思維和方法。二、游戲體驗，初歷仿生1講述：發(fā)現(xiàn)生物無論外形、結(jié)構(gòu)或功能上的特點是制作仿生物品的關(guān)鍵，這就要求我們善于觀察。下面我們就來一場眼力競技，看看誰最火眼金睛！游戲介紹：每組都會拿到一張圖紙，找出隱藏其中的全部動物，比一比哪個組找的又快又準(zhǔn)。(全班共叢林、荒漠、海洋三種不同的圖紙)2提問：現(xiàn)在12張圖紙已經(jīng)按各小組的完成順序排列在黑板上，你有什么發(fā)現(xiàn)嗎？3追問：那么你覺得哪種外形更有利于動物呢？4講述:那么，如果要讓自己隱藏在剛剛的場景中，你會為自己設(shè)計一件怎么的外衣呢？請各小組根據(jù)各自的圖紙開始你們的繪制。5提問：看完各組組的設(shè)計，你發(fā)現(xiàn)什么共同點嗎？這種衣服你有沒有似曾相識的感覺?6小結(jié)：是的，迷彩服的設(shè)計靈感就是來自于此，利用與周圍環(huán)境相近的配色幫助軍人更好的隱藏自己，不被敵人發(fā)現(xiàn)。通過觀察并收集生物的特點，把獲得的啟示聯(lián)系生活加以思考，你們自己就設(shè)計出了仿生物品，給自己來點掌聲吧！1小組展開游戲比拼。2學(xué)生回答：圖紙上動物顏色越繽紛的組越快；最慢的都是那些動物顏色和背景相似的小組.3學(xué)生觀察后總結(jié)：動物外形色彩和周圍環(huán)境越相近越有利于動物。4小組討論并設(shè)計。5學(xué)生歸納：大家設(shè)計的衣服都與周圍環(huán)境相近，設(shè)計的服裝都很類似迷彩服。設(shè)計意圖：在趣味性強(qiáng)、學(xué)生樂于參與的“保護(hù)色”游戲中融入仿生活動，引導(dǎo)學(xué)生在游戲中自主感受并總結(jié)“保護(hù)色”的重要作用，再嘗試聯(lián)系生活進(jìn)行思考，最終完成迷彩服的設(shè)計。在輕松、愉悅的氛圍中，親歷一次仿生物品的產(chǎn)生過程，加深學(xué)生對于仿生學(xué)的認(rèn)識，建立自制仿生產(chǎn)品的信心。三、實例分析，鞏固仿生1講述：隨著科技的發(fā)展，機(jī)器人愈加頻繁的出現(xiàn)在我們的視野中，你都見過什么樣的機(jī)器人呢？長這樣的機(jī)器人你見過嗎？它有什么與眾不同之處呢？我們一起通過視頻來了解一下吧！2全班觀看六足機(jī)器人視頻介紹。3提問：六足機(jī)器人也是一種仿生產(chǎn)品，它模仿的哪種生物呢？請認(rèn)真閱讀四張介紹卡片上的信息，找出這種生物。4小結(jié)：為了應(yīng)對森林、沙地、沼澤等特殊路面，我們需要機(jī)動性、穩(wěn)定性更強(qiáng)的機(jī)器人；結(jié)合實際需求設(shè)計師們再次將目光聚焦自然界的生物，最終在竹節(jié)蟲身上獲得了啟示。1學(xué)生閱讀信息卡。2學(xué)生嘗試總結(jié)介紹卡信息并陳述自己的選擇。設(shè)計意圖：通過視頻和閱讀卡，幫助學(xué)生進(jìn)一步在生物與仿生物品間建立聯(lián)系，通過從仿生物品到生物的逆向分析，強(qiáng)化學(xué)生的仿生思維。聯(lián)系生活實際，說明仿生物品具有廣泛的用途，為后續(xù)的學(xué)生仿生設(shè)計打下基礎(chǔ)。四、聯(lián)系生活，自主仿生1講述：從生活中遇到的問題或?qū)嶋H需求出發(fā)，展開仿生產(chǎn)品的設(shè)計也是一種途徑。剛好最近老師在打掃實驗室時就遇到了這樣一個小麻煩：在清洗各自瓶瓶罐罐時，像燒瓶這樣口小體大的器皿用刷子清洗起來費時費力還常常洗不干凈。你能從生物中找尋靈感設(shè)計個新型工具解決這個難題嗎？2教師追問：目前刷子的弊端是什么？我們希望達(dá)到的效果是什么？3提示：如果毫無頭緒可以找老師拿個錦囊找找靈感哦！(錦囊內(nèi)有河豚的介紹卡片)1學(xué)生小組討論并展開設(shè)計。2各小組分享各自的仿生設(shè)計方案。設(shè)計意圖：創(chuàng)設(shè)真實的生活情境，讓學(xué)生嘗試以解決實際問題入手，展開仿生設(shè)計，了解仿生的現(xiàn)實真正意義：仿生設(shè)計為生活服務(wù)，并引發(fā)學(xué)生思考和創(chuàng)新。五、拓展延伸講述：通過本課的學(xué)習(xí)，大家嘗試從生物的特點出發(fā)思考如何運用于生活，設(shè)計出了迷彩服；又試著從生活問題出發(fā)在生物身上找尋靈感，完成燒瓶刷的改良。選擇你喜歡的方式，試著設(shè)計一種仿生產(chǎn)品吧！【板書設(shè)計】8我們來仿生保護(hù)色 迷彩服竹節(jié)蟲 六足機(jī)器人 仿生產(chǎn)品河豚 仿生刷 【知識要點】本課通過用眼觀察、動腦思考、動手制作等多種形式，從手臂模型模型的制作、迷彩服的設(shè)計結(jié)合六足機(jī)器人的分析、仿生刷的設(shè)計；引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會從生物特性出發(fā)以及從解決問題出發(fā)，展開仿生設(shè)計。通過兩種不同的思維方式，進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生的仿生意識，并為學(xué)生創(chuàng)建仿生設(shè)計的平臺，在由淺入深的探索中學(xué)生的信心逐漸強(qiáng)化，對于仿生設(shè)計的興趣進(jìn)一步被激發(fā)。最終達(dá)到將本單元的知識吸收融合內(nèi)化成自身的知識應(yīng)用能力并運用于解決生活問題的教學(xué)目標(biāo)。【課堂流程圖】拓展延伸聯(lián)系生活，自主仿生實例分析，鞏固仿生游戲體驗，初歷仿生戲二、做“保護(hù)色”游戲視頻導(dǎo)入，制作模型6蘇教版小學(xué)科學(xué)五年級下冊 第2單元仿生