1、2. 8我們來仿生教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容五年級(jí)第八課課時(shí)1教學(xué)類型實(shí)驗(yàn)主備人組員教材分析本課教學(xué)內(nèi)容分四個(gè)局部：第一局部是通過用眼觀察、動(dòng)腦思考、動(dòng)手制 作等多種形式，研究手臂的結(jié)構(gòu)和功能，再動(dòng)手自制手臂模型。第二局部通過 動(dòng)物“保護(hù)色”游戲，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)自然界中有些小動(dòng)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(jì)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(dòng)，強(qiáng)化學(xué)生的仿生 意識(shí)。第四局部通過真實(shí)情境：器皿的清洗困難，引導(dǎo)學(xué)生展開仿生設(shè)計(jì)。第 五局部在前面的鋪墊和模擬練習(xí)的基礎(chǔ)上，鼓勵(lì)學(xué)生嘗試自主設(shè)計(jì)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

2、建立起仿生的概念。對(duì)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(shí)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(jì)的全 過程，加深學(xué)生對(duì)工程和機(jī)械設(shè)計(jì)的體驗(yàn)，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)工程和機(jī)械領(lǐng)域的認(rèn)知 和應(yīng)用能力。教學(xué)目標(biāo)科學(xué)知識(shí)：.知道人體手臂的結(jié)構(gòu)和功能。.知道仿生物品具有廣泛的用途?？茖W(xué)探究：.能按要求制作手臂的結(jié)構(gòu)模型。.能通過閱讀資料和分析，了解一些生活中的仿生產(chǎn)品。.能通過對(duì)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(jì)?？茖W(xué)態(tài)度：.在科學(xué)探究中，能意識(shí)到要用實(shí)驗(yàn)證明自己的猜測(cè)。.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(jì)與

3、制作， 培養(yǎng)創(chuàng)新精神?？茖W(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境：.認(rèn)識(shí)到仿生學(xué)給人們的生產(chǎn)、生活帶來的便利。.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(diǎn)通過對(duì)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(jì)教學(xué)難點(diǎn)設(shè)計(jì)仿生產(chǎn)品的。教學(xué)方法創(chuàng)設(shè)情境、啟發(fā)引導(dǎo)、表?yè)P(yáng)鼓勵(lì)、激發(fā)質(zhì)疑學(xué)習(xí)方法自主探究、記錄匯報(bào)、交流展示、師生互動(dòng)、觀察、實(shí)驗(yàn)等教學(xué)過程教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)所用時(shí)間二次備課一、視頻導(dǎo)入，制作模型.音樂具有強(qiáng)大的魔 力，往往讓人陶醉其中。下 面想邀請(qǐng)大家一起來欣賞一 場(chǎng)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。）.提問：悅耳的樂聲戛 然而止，這場(chǎng)表演的特殊

4、之 處在哪？.師生交流。.提問：小提琴家依然 能演奏出如此優(yōu)美的音樂， 依靠的是什么？假肢的作用 是什么？.學(xué)生回答：代替真實(shí) 的手臂進(jìn)行演奏。.追問：那么要想做出 一個(gè)仿真度高的假肢你認(rèn)為 第一步要做什么？.學(xué)生回答：了解手臂 的結(jié)構(gòu)和功能。.講述：下面我們兩人 一組，通過伸直和彎曲手臂 的動(dòng)作感受并認(rèn)真觀察我們 的手臂吧！.同桌合作探究。.學(xué)生匯報(bào)：曲臂時(shí)， 手臂在關(guān)節(jié)處彎曲；曲臂時(shí) 上側(cè)的肌肉有一點(diǎn)鼓 起.講述：我們一起觀 察手臂伸縮運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)圖， 驗(yàn)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(duì)存在。曲臂 時(shí)，上方的骨骼肌收縮、鼓 起而下方的

5、骨骼肌伸長(zhǎng)、緊 繃；伸臂時(shí)那么相反。）積極交流以往 的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)認(rèn)真閱讀老師 提出的思考題， 自主學(xué)習(xí)，補(bǔ)充 導(dǎo)學(xué)案的內(nèi)容。確認(rèn)自己在組 內(nèi)的任務(wù)，觀察 實(shí)驗(yàn)結(jié)果，大膽 質(zhì)疑，合作交 流，認(rèn)真做好實(shí) 驗(yàn)記錄單筆記?；卮鹫n前老師 提出的問題。實(shí)驗(yàn)材料PPT、實(shí)驗(yàn)器材、圖、表、文章、相關(guān)知識(shí)等.講述：通過一系列 的觀察，大家對(duì)于手臂已有 細(xì)致的了解。現(xiàn)在你能做出 一個(gè)仿真的手臂模型嗎？事 不宜遲，我們馬上開始！.小組合作展開制作。.提問：哪個(gè)組愿意 展示并講解一下你們的模 型。.學(xué)生介紹模型。.小結(jié)：了解手臂的 結(jié)構(gòu)與特征，從而模仿制作 出一個(gè)十分相似的假肢來代 替缺失的手臂，這就是一個(gè) 仿生物品

6、的產(chǎn)生過程。二、游戲體驗(yàn)，初歷仿生大約25分鐘.講述：在此過程中, 要善于觀察并歸納出生物的 特征，首先考驗(yàn)的就是大家 的眼力。下面我們就來一場(chǎng) 眼力競(jìng)技，看看誰最火眼金 睛！自學(xué)環(huán)節(jié)游戲介紹：每組都會(huì)拿 到一張圖紙，找出隱藏其中 的全部動(dòng)物，比一比哪個(gè)組 找的又快又準(zhǔn)。（全班共叢 林、荒漠、海洋三種不同的 圖紙）.小組展開游戲比拼。.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？.學(xué)生回答：圖紙上動(dòng) 物顏色越繽紛的組越快；最 慢的都是那些動(dòng)物顏色和背 景相似的小組.追問：那么你覺得哪 種外形更有利于動(dòng)物呢？.學(xué)生回答.提問：你覺得動(dòng)物的 這個(gè)特征能被我們利用嗎

7、？ 能啟發(fā)我們制成什么樣的仿 生產(chǎn)品呢？.學(xué)生大膽猜測(cè)。.講述:那么,如果要 讓自己隱藏在剛剛的場(chǎng)景 中，你會(huì)為自己設(shè)計(jì)一件怎 么的外衣呢？請(qǐng)各小組根據(jù) 各自的圖紙開始你們的繪 制。.小組討論并設(shè)計(jì)。.提問：看完各組的 設(shè)計(jì)，你發(fā)現(xiàn)什么共同點(diǎn) 嗎？這種衣服你有沒有似曾 相識(shí)的感覺？.小結(jié)：是的，迷彩 服的設(shè)計(jì)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)。仿生產(chǎn) 品的制作可以從發(fā)現(xiàn)生物特 征入手，再思考可以如何被 我們利用，從而開展仿生產(chǎn) 品的設(shè)計(jì)。三、實(shí)例分析，鞏固仿 生.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)

8、器人呢？長(zhǎng)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！.全班觀看六足機(jī)器人 視頻介紹。3提問：六足機(jī)器人有 什么與眾不同之處？.學(xué)生回答：外形長(zhǎng)的 像動(dòng)物；行走是以三條腿為 一組進(jìn)行的，形成了一個(gè)三 角形支架結(jié)構(gòu)；能在峭壁和 陡坡、崎嶇地形等特殊環(huán)境 中穩(wěn)定前行。.提問：那么它模仿的 是哪種生物呢？請(qǐng)認(rèn)真閱讀 四張介紹卡片上的信息，找 出這種生物。.學(xué)生閱讀信息卡，完 成匹配。.提問：你是從哪些信 息中成功完成六足機(jī)器人和 竹節(jié)蟲的配對(duì)的呢？.學(xué)生匯報(bào)：外形十分 相似；都有K足；都是以二 條腿為一組進(jìn)行行走；都能 在特殊地理環(huán)境中穩(wěn)定前 行.小結(jié):為了應(yīng)對(duì)

9、森林、 沙地、沼澤等特殊路面，我 們需要機(jī)動(dòng)性、穩(wěn)定性更強(qiáng) 的機(jī)器人；結(jié)合實(shí)際需求設(shè) 計(jì)師們?cè)俅螌⒛抗饩劢棺匀?界中的竹節(jié)蟲，最終在它身 上獲得了啟示。從生活中遇 到的問題或?qū)嶋H需求出發(fā)， 帶著困惑在生物身上找解決 之道，再展開仿生產(chǎn)品的設(shè) 計(jì)也是一種途徑。四、聯(lián)系生活，自主仿 生.講述：剛好最近老師 在清掃實(shí)驗(yàn)室時(shí)就遇到了這 樣一個(gè)小麻煩：在清洗各自 瓶瓶罐罐時(shí)，像燒瓶這樣口 小體大的器皿用刷子清洗起 來費(fèi)時(shí)費(fèi)力還常常洗不干 凈。你能帶著這個(gè)問題從生 物中找尋靈感設(shè)計(jì)個(gè)新型工 具解決這個(gè)難題嗎？.師生交流：目前刷子 的弊端是什么？我們希望達(dá) 到的效果是什么？.學(xué)生小組討論并展開 設(shè)計(jì)。.提示

10、：如果毫無頭緒 可以找老師拿個(gè)錦囊找找靈 感哦?。ㄥ\囊內(nèi)有河豚的介紹 卡片）.各小組提供各自的仿 生設(shè)計(jì)方案。五、拓展延伸自測(cè)環(huán)節(jié).講述：通過本課的學(xué) 習(xí)，大家嘗試從生物的特征 入手思考如何運(yùn)用于生活， 設(shè)計(jì)出了迷彩服；又試著從 生活問題入手在生物身上找 尋靈感,完成燒瓶刷的改良。 選擇你喜歡的方式，試著自 主設(shè)計(jì)一個(gè)仿生產(chǎn)品吧！L魚的鰭對(duì)應(yīng)船的槳和櫓， 提供前進(jìn)和轉(zhuǎn)彎的；肚子里的膘對(duì)應(yīng)潛艇的蓄水艙，通 過充氣和注水，調(diào)節(jié) 和O.人體手臂與假肢手臂存在、上的相似之處。.做“保護(hù)色”游戲。(1)給螞蚱、蝴蝶、菜青蟲、青蛙等小動(dòng)物卡片涂上顏色，剪卜來。 (2)選一條樹叢邊的小路，分 組將小動(dòng)物卡片沿途放在其中。(3)以正常速度走過這條小路， 比一比哪個(gè)小組做的卡片被發(fā) 現(xiàn)得最多少通過上面這個(gè)實(shí)驗(yàn)想一想：重走 一遍這條小路，你能發(fā)現(xiàn)更多的 小動(dòng)物卡片嗎？為什么？認(rèn)真完成導(dǎo)學(xué) 案中的測(cè)試題?？偨Y(jié)通過本課 的學(xué)習(xí)，談?wù)勛?己的收獲大約15分鐘板書設(shè)計(jì)8.我們來仿生 保護(hù)色 迷彩服 、竹節(jié)蟲沾足