第12課認識飛行器（第一課時）教學設計教學目標：科學知識：了解常見飛行器的飛行動力。科學探究：在了解飛行器發(fā)明史中，探究常見飛行器的飛行動力?？茖W態(tài)度：始終保持對飛行器的研究興趣。了解人類的好奇是飛行器發(fā)展的動力。教學重點：認識各種飛行器。教學難點：了解常見飛行器的飛行動力。教學過程：一、提出和聚焦問題1.引入談話：飛向太空，飛出地球，探索浩瀚的宇宙，一直以來就是人類不懈的追求。為此，人類發(fā)明、制造出了各種飛行器。你們知道圖片上的飛行器是什么嗎？小結：是的！圖片上的是運載火箭發(fā)射航天器進入太空的過程。這些都是人們?yōu)榱颂剿饔钪娑圃斐龅娘w行器。2.聚焦問題提問1：飛行器是能夠在空中飛行的器械或裝置，是人類飛離地面，飛向太空的重要工具。同學們，你們還知道哪些飛行器嗎？提問2：你們認識這么多的飛行器，那你們知道它們是如何飛上天的嗎？談話：人類是怎樣飛上天空的呢？飛行器是如何發(fā)展的呢，那么我們一起沿著前人的腳步，認識飛行器發(fā)展的歷程。二、科學實踐活動：飛行簡史1.暢想階段談話：自古以來，行走于地面的人類一直向往著在天空翱翔。古代人類在艱難的生活和生產(chǎn)中，只能寄托于神話般的幻想。所以就有了“嫦娥奔月”、“蠟制羽翼”、“飛車”、“飛毯”等神話傳說?？梢哉f人類征服天空的歷史是從神話故事開始的。提問：如果你是古人，你也會產(chǎn)生這樣的想象嗎？怎么會想到這種騰云駕霧的本領？又怎么會想到長出雙翼或者自己裝上翅膀就可以自由翱翔呢？小結：屏幕前的同學們你們是怎么想的呢？你們覺得他們的想法有道理嗎？看來這些神話故事不是古人沒有來由的，隨意編造出來的。而是古人通過長時間的觀察生活，順應自然規(guī)律合理想象出來的。2.模型階段提問：人類天生沒有翅膀，于是就有人開始嘗試做出類似翅膀的模型讓它飛行。這就出現(xiàn)了人類最早的飛行器，你們猜是什么？學生：風箏！觀察風箏鳥類模型提問：是的，我相信同學們都猜出來了，這就是中國的風箏！請大家仔細觀察，風箏為什么會做成這個樣子呢？（出示圖片）。小結：你們觀察的很準確。風箏就是依靠天然的風力、借自然空氣動力原理飛行的飛行器。從中可以看出人類最初對飛行的研究就是從模擬鳥類的形態(tài)開始的。孔明燈-依靠空氣浮力上升提問：人類在制造飛行器的初期，除了模擬鳥類的形態(tài)，還做了哪些嘗試呢？大家請看視頻。（播放視頻）你知道這是什么飛行器嗎？學生：孔明燈。追問：孔明燈是怎么飛上天的呢？模擬實驗：放孔明燈安全提示：加熱時注意安全。提問：你們觀察到了什么現(xiàn)象？小結：聰明的中國古人發(fā)明了孔明燈。這與500年后的出現(xiàn)的熱氣球的升空原理幾乎完全一樣。3.冒險階段導語：像孔明燈、風箏這樣的物體飛上了天空。后來人們就想：如果將它們做的夠大、夠結實的話，是不是就可以將人帶上天了呢？據(jù)此，人類就發(fā)明了熱氣球和滑翔機。我們來學習相關資料：1783年，法國人蒙哥爾費兄弟成功制成了可以載人的熱氣球，同年，羅奇埃乘坐這個熱氣球在凡爾賽宮上空飛行了25分鐘，人類真正開始了“空中時代”。1849年，空氣動力學之父英國喬治凱利制造了一個三翼滑翔機，并讓一個10歲小孩坐著它從山頂滑下，實現(xiàn)了人類歷史上第一次載人滑翔系留牽引飛行。1893年，德國工程師奧托.李林塔爾發(fā)明了自帶動力滑翔機。從1891年至去世時的1896年，他用16種不同形式的滑翔機進行了差不多2000次飛行實驗。1896年8月9日，當他在進行一架單翼滑翔機試飛時，突然一陣大風將機頭高高抬起，滑翔機在15米的高度失速了。李林塔爾重重的摔到了地面上，第二天在德國柏林的一家醫(yī)院不幸去世。小結：人類這種大膽的冒險行為，因為缺少強大的理論基礎，大多落得非死即傷的下場，但確為飛行器的發(fā)展起到了促進作用。4.深入研究階段（1）飛機（固定翼）飛行動力導語：科學家喬治凱利指出人類飛行器不應該單純模仿鳥類的飛行動作，而應該用不同裝置分別實現(xiàn)升力和動力，這為今后飛機的發(fā)明指出了方向。世界第一架飛機提問：同學們，你知道世界上第一架飛機是誰發(fā)明的？機翼翼型提問：飛機龐大而沉重的身體是怎么攀升到空中，并能保持在空中飛行呢？提問：一般的飛機機翼是固定不動的，屬于“固定翼”。那它是怎么飛上藍天的呢？（出示圖片）請大家仔細觀察機翼，你有什么發(fā)現(xiàn)？講解：我們換一個角度來看一下，這是飛機機翼的橫截面（出示圖片）我們將這個剖面形狀，稱為翼型，也稱翼剖面或葉剖面。對于不同的飛行速度，機翼的翼型形狀是不同的。提問：那機翼為什么要這樣設計呢？飛機升力 （固定翼）設計實驗：那怎么證明你的想法呢？過渡語：那就按照同學們的方案進行實驗吧。實驗：播放兩架飛機飛行狀況實驗過程匯報交流：同學們，通過剛才的試飛，你們發(fā)現(xiàn)這兩架飛機的飛行狀態(tài)是怎樣的？小結：看來飛機的翼型有助于產(chǎn)生飛行所需的升力。那這是為什么呢？科學家們又是怎樣研究的，我們來看一看通過研究有什么發(fā)現(xiàn)？小結：其實我們也可以在風箏和滑翔機身上看到同樣的設計。飛機升力的產(chǎn)生與翼型密不可分，但實際中升力的產(chǎn)生是非常復雜的，它與飛機整體的氣動外形、飛機姿態(tài)和飛機附近氣流都有關系。有興趣的同學可以繼續(xù)研究。導語：同學們，你們知道人們?yōu)榱孙w向天空，除了飛機還發(fā)明了哪些飛行器呢？（2）“竹蜻蜓”（旋翼）的飛行動力提問：那你知道“竹蜻蜓”是怎樣飛起來的呢？講解：工程師受竹蜻蜓啟發(fā)，設計了直升機。直升機發(fā)動機驅動旋翼提供升力，把直升機舉托在空中,分為單旋翼和雙旋翼直升機。（3）撲翼機（撲翼）的飛行動力（4）飛艇（可控飛行）5.探索宇宙階段提問：自從人類飛起來以后，就開始向人往神秘莫測的天際，浩瀚的宇宙。為了飛離地球，人們又做出了哪些發(fā)明創(chuàng)造？提問：除此之外，你還知道哪些飛行器？三、總結延伸：了解不同類型飛行器的飛行動力談話：人類從最初的上天升空的遐想開始，至今走過了一個漫長而曲折的道路。大體發(fā)展過程是從風箏、滑翔機、再到飛機，尤其到近現(xiàn)代時期，隨著各種高科技的綜合發(fā)展，最后發(fā)展成為今天人們看到的航天飛行的宇宙飛船等。認識了這么多的飛行器，為了方便我們可以將它們進行一下分類。提問：我們可以怎樣分類呢?過渡語：那你知道科學家是怎樣分類的嗎？我們看一下學習資料。結束語：飛行，是人類對自身和自然界的一個挑戰(zhàn)，也是人類從有史以來就不斷追求的一個夙愿。飛行器的出現(xiàn)改變了人與人之間的距離，也改變了人與宇宙之間的距離，未來會怎樣發(fā)展，我們一起努力，一起期待。希望本課內(nèi)容對你們后面設計和制作飛行器有所啟發(fā)。板書設計：第12課認識飛行器（第二課時）教學設計科學知識：知道制造飛行器的過程中，有很多發(fā)明受到了生物的啟發(fā)?？茖W探究：通過閱讀資料、觀看視頻，知道在自然界中可以找到飛行器發(fā)明的原型?？茖W態(tài)度：始終保持對飛行器的研究興趣。教學重點：知道在飛機的制造過程中，有很多發(fā)明受到了生物的啟發(fā)。教學難點：知道在飛機的制造過程中，有很多發(fā)明受到了生物的啟發(fā)。教學過程：一、回顧舊知識，聚焦新問題1.知識回顧：提問：上節(jié)課我們一起認識了各種各樣的飛行器。你學到了哪些知識？導語：人類為了完成飛天的夢想，從觀察身邊事物中不斷獲取靈感。飛行器的發(fā)明是從模仿開始的。從簡單模擬形態(tài)，到深入研究功能。制造、發(fā)明出了一代又一代的飛行器。2.聚焦仿生學導語：大自然是人類的老師，有許多科學家都從中得到啟示，有所發(fā)明、有所創(chuàng)造。出示圖片：蒲公英和降落傘 提問：你能看出它們之間的聯(lián)系嗎？小結：人們通過研究生物的結構和功能，從而發(fā)明出新的設備和工具，這就叫做仿生技術。日常生活中的很多發(fā)明都來源于自然界的仿生原理，飛機的設計制造也不例外。二、科學實踐活動：了解飛行器中的仿生學1.聚焦飛機設計中的仿生學提問：發(fā)明飛機最初的靈感來源于鳥類，你覺得飛機的構造中哪些和鳥類相似呢？請根據(jù)自己已經(jīng)了解的知識在飛機結構簡圖上標注出哪部分結構的設計靈感來源于鳥類。學生匯報：2.了解飛機中的仿生學導語：我們從形態(tài)上可以看到飛機模仿小鳥。那么在飛機的發(fā)明、制造的過程中，具體應用了哪些仿生技術呢？我們來聽聽同學們查閱資料后的分享。導語：關于機翼的仿生學同學們查閱到很多，看來科學家在飛機機翼方面做了很多研究。那么飛行器在發(fā)明和制造過程中還遇到了哪些問題，科學家又是怎樣在大自然中受到生物的啟示，解決了飛行問題呢？提問4：飛機起飛和降落時會發(fā)出的震耳欲聾的轟鳴聲，人體感覺很不舒服。這個問題時又是怎樣解決的呢？導語：在飛行器制造中，還有很多生物也為飛行器的發(fā)明和改進提供了思路。我們再來學習幾篇資料：（播放語音）3.參考仿生學設計飛行器談話：通過學習仿生學，對于你們自己設計和制作一種飛行器有什么啟發(fā)？設計：談話：結合前面你對飛行器的了解，你想設計什么樣的飛行器？布置任務：在你設計的的飛行器中，參考了哪些仿生學的知識？請將設計圖畫在記錄單上。交流：導語：讓我們來看看同學們的設計圖，聽聽他們的想法吧。4.小結：同學們，你們覺得他們設計的怎么樣？相信你們一定也會有很棒的設計方案！三、總結全課小結：在飛行器的發(fā)明過程中，受到了這么多生物的啟發(fā)。模擬生物的本領已經(jīng)成為工程科學發(fā)展進步的重要途徑。目前，新型飛行器外形設計，科學家已經(jīng)將目光從鳥類仿生轉移到魚類仿生中。今后我們會有更多的設計和研究空間。希望同學們也能像科學家一樣發(fā)現(xiàn)自然界中更多的秘密，期待你們更多的發(fā)明和創(chuàng)作。板書設計