小学科学苏教版五年级下册第二单元《仿生》教案(共4课)3(2022新版).docx

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1、第二单元仿生1.生物的启示【教材分析】生物的启示是新版苏教版小学科学五年级下册第二单元“仿生”的第一课。本单元由四节课组成，第一课让学生了解仿生，然后是第二三课从具体案例探究中体会仿生的方法和价值，最后在第四课为学生创建仿生设计的平台，本课在生物和仿生制品之间建立关联，按照学生认知的逻辑顺序逐渐深入地安排了三部分内容。第一部分是找形态的相似之处，主要让学生对比几组图片，了解生活中见过的许多物品都是人们受到动植物形态的启示设计出来的，并启发学生关注身边更多的这样的关联。第二部分是对蜂巢形状特征的研究，其中包括三个活动。一是阅读资料，了解蜂巢结构的特点；二是通过几种巢房形状的对比，让学生意识到正六

2、边形蜂巢结构的优势所在，并从平面拓展到不同立体结构承重力的认识；三是交流生活中更多具有这种结构的物体，以及它们的优点。第三部分是关注仿生产品与仿生对象的关系，即船舶的设计从鱼身上获得的启示。通过观察和交流，找出鱼和船各部分存在的一一对应关系，分析它们在构造和功能上的相似，加深对仿生学概念的理解。拓展学习内容是鼓励学生调查了解：人们在设计飞机时从鸟身上获得了哪些发明创造的启示。【学情分析】五年级的学生对于生活中的仿生现象并不陌生，但他们大多对仿生的概念不怎么了解，让他们直接说出仿生物的原理还有点困难。因此从他们熟悉的实际事例出发，帮助学生了解生物和仿生物品之间的联系，体会仿生学的思维和方法。五年

3、级的学生有了自己的科学思维方式,对科学探究过程有所了解，并能运用这一方法解决问题，因此可让学生自己设计验证实验，从而激发学生的学习兴趣，发展学生的创造性思维，同时帮助学生理解仿生概念，提升知识应用能力。【教学目标】认识不同的仿生现象，意识到人类的很多发明可以在自然界里找到原型；能多角度地探究蜂巢的结构特点，知道蜂巢结构在生活中的应用；对仿生设计产生探究的兴趣。【重点与难点】重点认识不同的仿生现象。难点多角度探究蜂巢结构的特点。【教学准备】各种蜂巢结构、鱼身体的图片和视频，4纸，记录用的纸和笔。【教学过程】（一）导入新课（2min）播放视频交流：生物在长期进化过程中，形成了许许有利于生存的形态结

4、构和生理特征，人们从中获得很多启示。接下来让我们看看生物给我们带来了什么启示？板贴课题生物的启示（二）活动一：仿生（2min）1 .我们从蒲公英身上模仿出了什么？章鱼呢？那我们鞋子上魔术贴的设计灵感又是来自于谁？有点难？给个提示。这幅图呢？2 .在日常生活中，我们还经常看见这样一种图形，它是？那除了我们人类在用，还有谁也在用呢？设计意图从学生的原有经验来看，他们并不清楚什么是仿生，通过出示一组组的图片，让学生将动植物与仿生品的形状关联起来，意识到人类创新设计出的一些物品是受到了动植物的启发。（三）活动二：蜂巢猜想（25min）1 .在公元4世纪的时候也有一个数学家进行了这方面的研究并提出了一个

5、猜想，请以小组为单位进行讨论，你们组认同它的猜想吗？不认同的话是哪个部分有问题呢?上台用不同图形铺蜂巢你发现了什么问题？（圆形、五边形会留缝隙、浪费材料）2 .那为什么蜜蜂只选择了六边形呢？四边形、三角形也可以密铺呀。接下来，老师将相同数量的蜂蜡发给你们，请你们小组自行选择上面的图形进行密铺，看看你能发现什么。板书：三角形0.43正方形1六边形2.6学生实验汇报3 .看来这个猜想是正确的，那蜜蜂选择正六边形来建造只有密铺和省材料的原因吗？还可能是？嗯，老师将相同的A4纸分别折成高度相同的三棱柱、四棱柱、六棱柱，请你们用实验桌下的书本来当重物，检测一下，谁的抗压能力是最强的。学生实验汇报还有你看

6、，吸管困扎，这是什么形状？所以大自然不会无缘无故选择六边形，看它有这么多的优点。蜂巢六边形结构的优势是，用最少量的蜂蜡造出空间最大、结构稳定、抗压能力强的结构。设计意图以蜂巢为例，感受生物进化的完美，为人类的创造发明提供了很好的借鉴。蜂巢结构有独特的优势，它可以运用到生活中许多物品的设计中。通过交流，不仅可以考察学生对蜂巢结构的理解程度，同时也扩展了他们的知识面。（四）活动三：鱼的仿生（4min）刚刚我们了解了六边形这一种结构的启示，那我们在设计船时能不能从鱼身上获得多种启示呢？仔细看！出示鱼的动图。学生上台来连线。找的真准，这个奥运冠军身上也有样物品来自鱼的启示，猜一猜。（鱼皮）设计意图引入

7、第二个仿生事例。利用学生熟悉的且有较强认同感的鱼和船进行分析，进一步深化学生对仿生的理解，为仿生概念的提出做好铺垫。（五）拓展（7min）那我们又从鸟身上获得了什么？请欣赏鸟类飞行视频，在看完后别忘记将你的发现和组员分享，并记录在学习单上。（先播放一次，等学生讨论记录的时候再播放一次）交流你的发现。除了我们今天认识到的生物启示，自然界还有什么生物带给我们启示吗？播放视频神奇的大自然真的还有很多值得我们去学习的地方，期待大家未来有更多的发现。设计意图这是一个拓展活动。学生在对蜂巢结构和鱼的分析之后，已经有能力独立研究动植物和仿生物品之间的关联性了。这是对学生探究能力的一次锻炼和提升，也是研究话题

8、的再一次延伸。【教学后记】2.蛋壳与薄壳结构【教材分析】蛋壳与薄壳结构是新版苏教版小学科学五年级下册第二单元“仿生”的第二课。本课从关注蛋壳的结构特征到认识与之相似的拱形结构，并通过探究拱形结构的精妙之处，了解拱形结构在仿生学在建筑物上的应用。本课内容由四部分组成。第一部分，研究鸡蛋壳的形状特点。这里包括两个活动，一是指导学生观察并描述蛋壳的特点，激发他们的学习兴趣；二是探究蛋壳的独特之处，通过试着握碎鸡蛋、戳破蛋壳、用蛋壳承载重物，发现蛋壳承受力的形状优势。第二部分，观察比较蛋壳和拱形的外形，并通过测试拱形结构的承重能力，发现拱形和蛋壳都具有承受力大的特点。第三部分，认识拱形建筑和建筑物上的

9、拱形结构，引导学生关注生活中这类仿生物体的应用，进一步夯实对拱形优势的理解。【学情分析】五年级学生有一定的生活经验，对鸡蛋非常熟悉了解，但是并没有过多的关注过鸡蛋蛋壳的形状及其特点。因此让学生先观察鸡蛋，然后从生活实际的现象中引发思考，帮助学生一步一步揭开蛋壳外形特点的奥秘。在探究蛋壳承重能力的活动中，让学生尝试脚踩鸡蛋，这样探究方式能在孩子们的心中留下深刻印象，符合学生的年龄特点。引导学生从蛋壳的形状特点得到启发，制作设计拱形，从而认识薄壳结构，并且从生活中的建筑、物品当中发现拱形与薄壳结构的应用，由此带领学生像科学家一样经历仿生这一过程，体会仿生学的思维方式，提升了学生的探究能力，发展了学

10、生的创新思维。【教学目标】1 .观察蛋壳，发现蛋壳的特点。2 .尝试用握、戳等方式破坏蛋壳，直观感受蛋壳的稳固。3 .对比蛋壳和拱形，找出两者之间的关系，从而认识薄壳结构。4 .通过拱形承重实验，知道拱桥的称重能力大于平桥。【重点与难点】重点探究蛋壳和拱形的承重能力。难点探究拱形的承重能力。【教学准备】完好的鸡蛋，蛋壳，平板，纸张，铅笔、吸管瓶盖、相关拱形建筑的视频或图片等。【教学过程】一、观察鸡蛋壳，描述其特点1交流：鸡蛋大家都熟悉都了解，仔细观察鸡蛋的蛋壳形状有什么特点？5 .为什么不是球形的呢？（播放视频）现在你们知道了吗？6 .除了鸡蛋以外，还有很多动物的蛋，它们的形状都类似，这不是偶

11、然的巧合，里面蕴含着科学道理，它有什么特点呢？设计意图鸡蛋对学生来说再熟悉不过了，但蛋壳的形状是什么样的，它有什么样的特点，学生也许从来没有思考过。所以引导学生仔细观察，并学会描述是进入本话题研究的基础。二、探究蛋壳结构的精妙1 .鸡蛋vs大力士我请班里的大力士上来和鸡蛋比试一下，请你用手包裹住鸡蛋，均匀用力，不能用手掐哦。（生展示握鸡蛋）鸡蛋真的那么厉害吗？我们再去自然界中去看看更多动物的蛋。（播放视频）2 .鸡蛋从外面握不碎，但是从里面轻轻一啄就破了，这是怎么回事？活动一：研究蛋壳的抗击打能力1假如要研究这个问题的话，你觉得可以怎么做？（模拟实验）用什么模拟小鸡的嘴呢？（铅笔尖）3 .实验

12、步骤：吸管平的一头紧贴蛋壳铅笔尖在三处高度进行自由下落记录在哪个高度被戳破注意事项：不能借助外力4 .学生实验，将实验结果记录汇总到黑板上5 .观察全班记录表，你有什么发现？（开口向下的蛋壳不容易戳破），那么你觉得蛋壳的外部有怎样的特点？（抗击打）活动二：研究蛋壳的承重能力1 .老师这还有4枚鸡蛋，现在往上面放这本书，可以吗？继续放这么多书会怎样（破，不破）放上去，没问题。2 .可以继续放吗？（可以）放一个人可以吗？（不行，有点难）老师准备了一盒鸡蛋，可以了吗？谁愿意来试试（学生拖鞋带鞋套踩在鸡蛋上）哇，成功了，看来蛋壳还有什么特点？（能承重）设计意图学生的已有经验是蛋壳很容易敲碎，可是它在什

13、么情况下很不容易碎呢？，大多数学生是猜不出结果的，这个活动里的几个环节，将逐步把学生引向对拱形结构的蛋壳不宜碎的研究。三、思考蛋壳与拱形的相似之处，了解薄壳结构1蛋壳这么薄，却能承重又能抗击打，这里有什么科学道理呢？我们继续来研究，老师这有一张白纸，将它平放在两个木块上，一块橡皮都不能承受，（边说边演示）你能根据蛋壳的形状特点得到一些启发，想办法改造一下这张白纸，让它的承重能力提高吗？（将纸拱起来）请你上来试一试。3 .这种形状我们科学上称为拱形结构，请三位同学和老师一起利用白纸制作拱形，我和你组合下，你们一起来组合，下面的同学，仔细观察，有什么发现？（组合成了半个蛋壳）4 .那你知道蛋壳和拱

14、形之间有什么关系了吗？（多个拱形组成了蛋壳）是啊，蛋壳是由多个拱形组合成的薄壳结构。设计意图从蛋壳到拱形，再从拱形认识薄壳结构，就是从蛋壳的构造过渡到对薄壳结构的认识，这是本课探究过程的转折点，也是引导学生对又一对仿生事例的研究。四、研讨：拱与薄壳结构在生活中的运用1 .同种材料制作成拱形后，承重能力变强了，而且由于它的形状特点一一薄，所以还很节省材料。因此很久以前，古人就从蛋壳的形状特点得到启发，将这种结构运用于建筑中。2 .中外古代拱形、薄壳结构建筑欣赏出示古代西方建筑：古罗马万神殿，西班牙引水渠，古罗马斗兽场，巴黎凯旋门出示中国古代建筑：陕西窑洞、长城、北京永定门城楼3 .智慧的中国古人

15、利用拱形还设计制作了一种特别的建筑一一无梁殿，等会我们通过视频一起涨知识，观看前我想请一位同学用ipad拍下视频中出现的拱形结构。投屏：你们找到了吗？4 .中国的桥：赵州桥拱形建筑不仅用于房屋建筑，还应用于桥梁建筑当中，我们中国有一座闻名世界的拱桥，它历经千年屹立不倒，谁知道是哪座桥？（赵州桥）仔细观察，你会发现它由大大小小的拱形组成,这些敞开的小拱在减轻桥身的重量同时，又起到减少流水冲力的作用。5 .张家港的桥：青龙桥，富明桥这是北方的桥，我们张家港作为江南水乡有没有这样的拱桥呢？（有）6 .欣赏了那么多，可以发现拱和薄壳结构一直是世界各地建筑上面的关键元素，不仅在古代，其实在现代应用更为广发，还玩出了新花样，老师给大家准备了资料卡，请大家阅读资料，划出关键词，找一找图片中的薄壳结构，还可以用笔画一画。（生活动）7 .薄壳结构是不是只用在建筑中呢？其实我们生活中随处可见，教室里找。（举起灯泡）你看这上面有吗？8 .出示各种头盔：这是什么？（头盔）无论是古代还是现代，国外还是我们中国，虽然头盔的材料造型各不相同，但它们的共同点都是采用了薄壳结构的设计。9 .出示一辆现代汽车：我们再来看这里汽车，这上面有拱形吗？10 .可乐瓶中有吗？每小组观察可乐瓶中的薄壳结构。设计意图更