第二單元《仿生》大單元整體教學設計教材版本蘇教版單元（或主題）名稱仿生單元主題本單元圍繞“仿生”這一主題，引導學生了解生物的獨特結構、功能對人類發明創造的啟示，探索人類如何模仿生物進行技術創新，培養學生對生物與技術之間聯系的認知，激發學生的創新意識和科學探究精神。課標要求核心概念地球上生活著不同種類的生物，生物具有區別于非生物的特征；技術與工程是依據科學原理設計和制造產品、解決實際問題的實踐活動。學習內容知道一些生物的結構和功能是如何啟發人類發明創造的，了解仿生學的概念。認識常見生物的特殊結構和功能，如蛋殼的拱形結構、海豚的回聲定位等，并理解其在仿生學中的應用。了解仿生學在日常生活、科學研究、工程技術等領域的廣泛應用。學業要求能夠舉例說明生物的結構和功能對人類發明創造的啟示，解釋仿生學的概念。分析具體生物結構和功能的特點，闡述其與相應仿生應用之間的關系。基于對仿生學的理解，嘗試提出一些簡單的仿生設計思路或改進方案。教材分析本單元教材以仿生學為線索，編排了四課內容。第一課《生物的啟示》通過呈現大量生物對人類發明產生啟發的實例，如魯班根據茅草發明鋸子等，讓學生初步感知生物與發明之間的聯系，引出仿生學的概念。第二課《蛋殼與拱形建筑》聚焦于蛋殼的拱形結構，深入探究其力學原理以及在建筑領域的應用，引導學生從生物結構特性深入理解仿生學的應用原理。第三課《海豚與聲吶》以海豚的回聲定位功能為切入點，介紹聲吶技術的原理及應用，進一步揭示生物特性在科學技術發明中的重要作用。第四課《我們來仿生》則鼓勵學生運用所學的仿生學知識，開展創意設計和實踐活動，培養學生的創新思維和實踐能力。教材內容由淺入深，從感知到理解再到應用，逐步引導學生認識仿生學，符合學生的認知規律。學情分析五年級學生已具備一定科學知識基礎和探究能力，對生物世界充滿好奇，有觀察生物現象的經驗，但對生物特征與人類發明的聯系認識較淺，抽象思維能力有待提高。理解仿生學原理并將其應用于設計實踐，對部分學生有難度。學生可能認為生物與科技聯系不大，學習時難以將已有生物知識與新技術建立關聯，對一些復雜仿生原理理解困難，在實踐設計中可能受思維局限，創新不足。單元目標科學觀念：學生能認識到生物的結構、功能為人類發明創造提供了靈感，建立生物與技術相互關聯的觀念。理解仿生學在改善人類生活、推動科技進步方面的重要作用，體會科學技術對社會發展的影響。科學思維：通過分析生物特征與人類發明的對應關系，培養邏輯思維能力。在探究拱形結構特點等活動中，發展基于證據進行推理、分析和歸納的能力。能運用類比、想象等思維方法，設計仿生方案，培養創新思維。探究實踐：經歷觀察生物特征、實驗探究結構特點、調查仿生實例等活動，提高觀察、實驗、調查等科學探究能力。能在小組合作中設計并實施探究方案，培養團隊協作和解決實際問題的能力。嘗試將所學仿生知識應用于設計制作活動，增強實踐操作能力。責任態度：激發對仿生學的探究興趣，培養熱愛科學、勇于探索的精神。認識到仿生學發展對人類社會和環境的雙重影響，樹立合理利用仿生技術的意識，培養社會責任感。單元結構化活動活動一：生物啟示大發現（結合第一課《生物的啟示》）活動目標：引導學生發現生物與人類發明之間的聯系，初步感知仿生學概念。活動過程：教師展示一系列生物圖片和對應的人類發明圖片，如鳥與飛機、魚與潛水艇等，讓學生觀察并猜測它們之間的聯系。學生分組討論，分享自己所知道的生物對人類發明的啟示實例，每組選派代表發言。教師講解仿生學的概念，讓學生對仿生學有初步的認識。活動二：探秘蛋殼與拱形（結合第二課《蛋殼與拱形建筑》）活動目標：探究蛋殼的拱形結構及其力學原理，理解拱形結構在建筑中的應用。活動過程：學生觀察蛋殼的外形，用手捏雞蛋感受其抗壓能力，提出關于蛋殼結構與抗壓能力關系的問題。分組進行實驗，用硬紙板制作不同形狀（拱形、平面等）的結構模型，測試它們的承重能力，記錄實驗數據并分析。教師講解拱形結構的力學原理，展示拱形結構在建筑中的應用實例，學生討論拱形結構在建筑中的優勢。活動三：海豚聲吶之旅（結合第三課《海豚與聲吶》）活動目標：了解海豚回聲定位原理和聲吶技術，認識生物特性與科學技術的關聯。活動過程：播放海豚在海洋中活動的視頻，引導學生思考海豚如何在黑暗環境中定位和捕食，引出回聲定位概念。學生分組查閱資料，了解海豚回聲定位的具體過程，制作簡單的科普海報展示。教師講解聲吶技術的工作原理，對比海豚回聲定位和聲吶技術，組織學生討論聲吶技術在不同領域的應用。活動四：創意仿生設計秀（結合第四課《我們來仿生》）活動目標：運用仿生學知識進行創意設計，培養創新思維和實踐能力。活動過程：回顧前三課所學的仿生學知識，展示一些優秀的仿生設計作品，啟發學生的設計靈感。學生獨立思考，結合生活實際需求，構思一個基于仿生學原理的創意設計方案，可以是一件產品、一種技術或一個系統等。學生將自己的創意設計以繪畫、文字描述或簡單模型的形式呈現出來，并在小組內進行交流分享，其他小組成員提出評價和改進建議，共同完善創意設計。最后進行全班展示。達成評價圍繞課時學習目標課堂表現評價：觀察學生課堂參與度，包括回答問題、小組討論、實驗操作中的表現，評價其對知識的理解和探究能力。作業評價：布置課后作業，如繪制生物特征與仿生發明關系圖、分析某一仿生產品原