5.生物的啟示

【課標(biāo)落實(shí)】

1.本單元通過(guò)一系列案例分析，借助閱讀、討論、探究、游戲等多種方式，了解仿生的

含義，落實(shí)《課程標(biāo)準(zhǔn)》高生段的課程目標(biāo)。

科學(xué)知識(shí)：

知道很多發(fā)明可以在自然界找到原型，能夠說(shuō)出工程師利用科學(xué)原理發(fā)明創(chuàng)造的實(shí)例。

科學(xué)探究：

能基于所學(xué)的知識(shí)，通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)、查閱資料、調(diào)查、案例分析等方式獲取事物的信

息。

能基于所學(xué)的知識(shí)，運(yùn)月分析、比較、推理、概括等方法得出科學(xué)探究的結(jié)論，判斷結(jié)

論與假設(shè)是否一致。

科學(xué)態(tài)度：

在尊重證據(jù)的前提下，堅(jiān)持正確的觀點(diǎn)，以事實(shí)為依據(jù)作出判斷。

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(jì)與制作，培養(yǎng)創(chuàng)新精神。

科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境：

了解人類的好奇和社會(huì)的需求是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的動(dòng)力，技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用影晌著社會(huì)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5?6七段要求。

【教材分析】

《生物的啟示》是蘇教版科學(xué)五年級(jí)下冊(cè)第2單元《仿生》的第一課時(shí)。通過(guò)蜂巢、魚(yú)、

鳥(niǎo)等常見(jiàn)案例分析仿生現(xiàn)象，了解仿生的含義，認(rèn)識(shí)常見(jiàn)的仿生制品。借助閱讀、討論、探

究、游戲等多種方式，解釋生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能、活動(dòng)方式的特點(diǎn)。

本課教學(xué)內(nèi)容分四個(gè)部分：第一部分，這是一個(gè)導(dǎo)入活動(dòng)，讓學(xué)生通過(guò)鐵絲網(wǎng)、吸盤(pán)、

降落傘、鞋面等常見(jiàn)物品，勾連與自然界生物的聯(lián)系，引發(fā)仿生概念鏈接。第二部分，通過(guò)

蜂巢模型的觀察、分析，探究蜂巢六邊形結(jié)構(gòu)的成因，體會(huì)自然界的鬼斧神工。第三部分，

通過(guò)魚(yú)類與船的對(duì)比，逐步建構(gòu)仿生概念。最后通過(guò)鳥(niǎo)類動(dòng)物的范例，激發(fā)學(xué)生體會(huì)仿生學(xué)

的博大精深，引發(fā)對(duì)仿生學(xué)的學(xué)習(xí)熱情。

【學(xué)情分析】

《仿生》是全新的一個(gè)理元。絕大多數(shù)學(xué)生并不了解仿生的概念，但對(duì)于仿生的應(yīng)用并

不陌生，他們?cè)谏钪兄篮褪褂眠^(guò)多種仿生物品，對(duì)這一領(lǐng)域充滿學(xué)習(xí)的興趣。本課的設(shè)

計(jì)就是從實(shí)際事例出發(fā)，幫助學(xué)生了解生物和仿生物品之間的聯(lián)系，體會(huì)仿生學(xué)的思維和方

法，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造性思維，同時(shí)幫助學(xué)生理解仿生概念，提升

知識(shí)應(yīng)用能力。

【教學(xué)目標(biāo)】

科學(xué)知識(shí)：

1.知道物品和動(dòng)植物形態(tài)之間的相似之處。

2.比較巢房，知道正六邊形巢房結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。

3.比較魚(yú)和船，知道兩者之間的關(guān)聯(lián)。

4.了解鳥(niǎo)與發(fā)明創(chuàng)造的關(guān)聯(lián)。

科學(xué)探究：

1.多角度地探究蜂巢的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，知道蜂巢結(jié)構(gòu)在生活中的應(yīng)用。

2.對(duì)仿生設(shè)計(jì)產(chǎn)生探究的興趣。

科學(xué)態(tài)度：

1.在科學(xué)探究中，能意識(shí)到要用實(shí)驗(yàn)、計(jì)算、推演驗(yàn)證。

2.在科學(xué)探究中，樂(lè)于嘗試，通過(guò)資料查詢、案例分析來(lái)得出結(jié)論。

科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境：

1.認(rèn)識(shí)到科技的發(fā)展給人們的生產(chǎn)、生活帶來(lái)的便利。

2.結(jié)合生活中常見(jiàn)的應(yīng)用仿生的實(shí)例進(jìn)行研究，尋找其中的原理，并思考是否可以進(jìn)行

改進(jìn)。

【教學(xué)重點(diǎn)】

認(rèn)識(shí)不同的仿生現(xiàn)象。

【教學(xué)難點(diǎn)】

多角度探究蜂巢結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。

【教學(xué)準(zhǔn)備】

教師材料：課件和視頻。

學(xué)生材料?：鐵絲網(wǎng)局部、塑料吸盤(pán)、小降落傘、魔術(shù)貼、正三角形、四邊形、五邊形、

六邊形卡片、A4紙，記錄卡、筆

【教學(xué)時(shí)間】

1課時(shí)

【教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)】

探究活動(dòng)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)探究意圖

一、建立仿1.分發(fā)器材：局部鐵絲網(wǎng)、1.分組探究：多感官［設(shè)計(jì)意圖：從

生物品與動(dòng)塑料吸盤(pán)、小降落傘、魔術(shù)貼：結(jié)合觀察物品，思考物品的學(xué)生的原有經(jīng)驗(yàn)

植物之間的提問(wèn)：這些物品有什么作用？作用。來(lái)看，他們并不

關(guān)聯(lián)2.將學(xué)生對(duì)物品的思考聚2.討論：桌上物品的清楚什么是仿

焦到物品形狀，提問(wèn)：剛才我們形狀特點(diǎn)，將形狀功能用簡(jiǎn)生，通過(guò)實(shí)物觸

接觸這些材料，似乎能與自然中潔的語(yǔ)言歸納到表格中。摸體臉，讓學(xué)生

的一些朋友產(chǎn)生聯(lián)系?？纯雌聊?.討論：交流桌上物將動(dòng)植物與仿生

上的這些動(dòng)植物，桌上物品的形品對(duì)應(yīng)哪一種動(dòng)植物，闡述品的形狀、特點(diǎn)

狀和功能，與它們有什么相似之理由并思考相似之處。關(guān)聯(lián)起來(lái)，意識(shí)

處呢？4.小組匯報(bào)。到人類創(chuàng)新設(shè)計(jì)

3?師生小結(jié)：我們身邊有出的一些物品是

很多物品都能在自然界中找到受到了動(dòng)植物的

原型。生物在長(zhǎng)期進(jìn)化的過(guò)程啟發(fā)。］

中，形成了許多有利于生存的形

態(tài)結(jié)構(gòu)和生理特點(diǎn)，人們從中獲

得了很多啟示。今天，就讓我們

一起來(lái)看看，我們?nèi)祟悘纳镏?.討論：哪些物品的

獲得的啟示。設(shè)計(jì)受了動(dòng)植物的啟示。

4.出示課題：《生物的啟

示》

5.提問(wèn)：除了剛剛的物品，

你還知道哪些物品的設(shè)計(jì)受了

動(dòng)植物的啟示？

二、探究蜂1.介紹蜂巢結(jié)構(gòu)：生物在1.觀察蜂巢圖片結(jié)構(gòu)，［設(shè)計(jì)意圖：以

巢房的結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中，為了更好的生用自己的語(yǔ)言表述蜂巢的蜂巢為例，感受

優(yōu)勢(shì)存，其掌握了更多奇妙的本領(lǐng)。外形。生物進(jìn)化的完

例如，小小的蜜蜂，就擁有者令2.針對(duì)蜂巢的結(jié)構(gòu)美，，為人類創(chuàng)造

人驚艷的建筑能力。自主提H可以研究的問(wèn)題，發(fā)明提供了很好

2.展示蜂巢圖片。例如：的借鑒。］

3.引導(dǎo)提問(wèn)：對(duì)于蜂巢的形——問(wèn)題（1）：蜂巢

狀結(jié)構(gòu)，你能提出什么值得研究形狀為六邊形，為什么不是

的問(wèn)題？其他形狀？

4.根據(jù)學(xué)生提出的結(jié)構(gòu)性問(wèn)——問(wèn)題（2）：六邊

題，進(jìn)行如下對(duì)應(yīng)分組探究活形的蜂巢是不是更加節(jié)省

動(dòng)：材料？

——問(wèn)題（1）：分發(fā)正三一一問(wèn)題（3）：六邊

角形、正四邊形、正五邊形、正形的蜂巢是不是更加堅(jiān)固、

六邊形的硬卡紙到各組，各組嘗抗壓？

試拼接，交流結(jié)果

一一問(wèn)題（2）：閱讀材料，

假設(shè)用3種面積相等的正三角3.根據(jù)自己小組提出

形、正四邊形、正六邊形建蜂巢，的問(wèn)題，進(jìn)行對(duì)應(yīng)問(wèn)題的分

每種圖形的內(nèi)切圓直徑，以及蜂組探究實(shí)驗(yàn)，做好實(shí)驗(yàn)記

巢壁總長(zhǎng)度已在閱讀材料當(dāng)中，錄，并進(jìn)行組內(nèi)交流。

閱讀后嘗試進(jìn)行排序。

問(wèn)題（3）：用A4紙

折成正三棱柱、正四棱柱、正六

棱柱，比較下抗壓能力的差別。

5.提問(wèn)：通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)，4.小組匯報(bào)

我們可以總結(jié)出蜂巢結(jié)構(gòu)有哪

些優(yōu)點(diǎn)？

6.引導(dǎo)思考：使用這樣的

結(jié)構(gòu)建蜂巢，有什么好處？教師5.總結(jié)思考：使用這

根據(jù)學(xué)生回答進(jìn)行板書(shū)。樣的結(jié)構(gòu)建蜂巢，有什么好

7.師生小結(jié)：蜂巢使用六處？

邊形結(jié)構(gòu)，可密鋪、可節(jié)省建筑6.觀看蜂巢結(jié)構(gòu)科普

材料、可有較強(qiáng)的抗壓性、美視頻，了解人類工程針對(duì)蜂

觀……巢結(jié)構(gòu)所引用學(xué)習(xí)的內(nèi)容。

8.師總結(jié)：這一些蜜蜂的

工程設(shè)計(jì)，也可以運(yùn)用到我們現(xiàn)

實(shí)生活中來(lái)。

9.播放蜂巢結(jié)構(gòu)科普視頻

三、對(duì)比魚(yú)1.過(guò)渡：蜜蜂用它的辛勤1.學(xué)生觀察魚(yú)的結(jié)構(gòu)，［設(shè)計(jì)意圖：引

和船相似智慧搭建起了牢固的蜂巢，人們對(duì)比船的各部分構(gòu)造，進(jìn)行入第二個(gè)仿生事

性，建構(gòu)仿也從蜜蜂的蜂巢得到了很多的比較思考。例。利用學(xué)生熟

生學(xué)概念建筑方面的啟示。人們?yōu)榱松?.學(xué)生討論交流在造悉的且有較強(qiáng)認(rèn)

的需求，也從更多的動(dòng)植物身上船時(shí)，從魚(yú)得到啟示：同感的魚(yú)和船進(jìn)

得到了啟示。例如，我們?cè)谠齑~(yú)骨、脊椎一一船身支行分析，進(jìn)一步

時(shí)，會(huì)從哪種動(dòng)物得到啟示？架深化學(xué)生對(duì)仿生

2.展示魚(yú)類3D動(dòng)畫(huà)模型，魚(yú)鰭一一船槳、腳蹊的理解，為仿生

屏幕展示船只的各結(jié)構(gòu)圖片。魚(yú)尾一一船尾螺旋槳概念的提出做好

3.提問(wèn)：那么，你若是船魚(yú)鰥---氣囊、潛水艇鋪墊。］

舶設(shè)計(jì)師，你會(huì)從魚(yú)身上的那些排水器

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，把它運(yùn)用到船上來(lái)3.了解仿生學(xué)概念。

呢？

4.師總結(jié)：就像剛剛的活

動(dòng)一樣，人類模仿生物的結(jié)構(gòu)和

功能，創(chuàng)造各種人造物。這些做

法逐漸發(fā)展為一門(mén)從自然中學(xué)

習(xí)，進(jìn)而應(yīng)用到工程技術(shù)中的學(xué)

科一一仿生學(xué)。

四、聯(lián)系實(shí)1.交流：仿生學(xué)在生活中1.交流仿生學(xué)在生活［設(shè)計(jì)意圖：學(xué)

際，拓展活的運(yùn)用實(shí)例。中的運(yùn)月實(shí)例。生在對(duì)蜂巢結(jié)構(gòu)

動(dòng)2.仿生學(xué)是工程學(xué)的?門(mén)和魚(yú)的分析之

基礎(chǔ)，我們生活中大量物品都是2.課后通過(guò)資料查詢，后，已經(jīng)有能力

仿生學(xué)的產(chǎn)物。了解人類從鳥(niǎo)的身上獲得獨(dú)立研究動(dòng)植物

3.布置任務(wù)：通過(guò)資料查了哪些發(fā)明創(chuàng)造的啟示。鞏和仿工物品之間

詢，了解人類從鳥(niǎo)的身上獲得了固仿生學(xué)的概念。的關(guān)球性了。這

哪些發(fā)明創(chuàng)造的啟示。是對(duì)學(xué)生探究能

力的一次鍛煉和

提升，也是研究

話題的再一次延

伸。］

【板書(shū)設(shè)計(jì)】

啟水

仿生學(xué)

6.蛋殼與拱形建筑

【課標(biāo)落實(shí)】

1.本單元通過(guò)一系列觀察、探究、設(shè)計(jì)等活動(dòng)，落實(shí)《課程標(biāo)準(zhǔn)》高年級(jí)的課程目標(biāo)。

（1）科學(xué)知識(shí)：

認(rèn)識(shí)人類與自然資源和能源的關(guān)系。

了解技術(shù)是人們改造周圍環(huán)境的方法，是人類能力的延伸，工程是依據(jù)科學(xué)原理設(shè)計(jì)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(dòng)。

了解科學(xué)技術(shù)推動(dòng)著人類社會(huì)的發(fā)展和文明進(jìn)程。

（2）科學(xué)探究：

能基于所學(xué)的知識(shí)，通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)、查閱資料、調(diào)查、案例分析等方式獲取事物的信

息。

能基于所學(xué)的知識(shí)，運(yùn)月分析、比較、推理、概括等方法得出科學(xué)探究的結(jié)論，判斷結(jié)

論與假設(shè)是否一致。

能基于所學(xué)的知識(shí)，采月不同的表述方式，如科學(xué)小論文、調(diào)查報(bào)告等方式，呈現(xiàn)探究

的過(guò)程與結(jié)論；能基于證據(jù)質(zhì)疑并評(píng)價(jià)別人的探究報(bào)告。

能對(duì)探究活動(dòng)進(jìn)行過(guò)程性反思，及時(shí)調(diào)整，并對(duì)探究活動(dòng)進(jìn)行總結(jié)性評(píng)價(jià)，完善探究報(bào)

告。

（3）科學(xué)態(tài)度：

表現(xiàn)出對(duì)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(jì)與制作，培養(yǎng)創(chuàng)新精神

（4）科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境：

了解人類的好奇和社會(huì)的需求是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的動(dòng)力，技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用影響著社會(huì)發(fā)

展。

2.本單元學(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”的高年級(jí)段要求。

17.1技術(shù)發(fā)明通常蘊(yùn)含著一定的科學(xué)原理

知道很多發(fā)明可以在自然界找到原型，能夠說(shuō)出工程師利用科學(xué)原理創(chuàng)造的實(shí)例。

18.2工程的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)

利用攝影、文字與圖案、繪圖或?qū)嵨?，表達(dá)自己的創(chuàng)意與構(gòu)想。

將自己簡(jiǎn)單的創(chuàng)意轉(zhuǎn)化為模型或?qū)嵨铩?/p>

根據(jù)現(xiàn)實(shí)的需要設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單器具、生產(chǎn)物品或完成任務(wù)。

【教材分析】

本課從關(guān)注蛋殼的結(jié)構(gòu)特征到認(rèn)識(shí)與之相似的拱形結(jié)構(gòu)，并通過(guò)探究拱形結(jié)構(gòu)的精妙之

處，了解拱形結(jié)構(gòu)在仿生學(xué)在建筑物上的應(yīng)用，本課內(nèi)容由四部分組成。

第一部分，研究雞蛋殼的形狀特點(diǎn)。這里包拈兩個(gè)活動(dòng)，一是指導(dǎo)學(xué)生觀察并描述蛋殼

的特點(diǎn)，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣；二是探究蛋殼的獨(dú)特之處，通過(guò)試著握碎雞蛋、戳破蛋殼、

用蛋殼承載重物，發(fā)現(xiàn)蛋殼承受力的形狀優(yōu)勢(shì)。

第二部分，觀察比較蛋殼和拱形的外形，并通過(guò)測(cè)試拱形結(jié)構(gòu)的承重能力，發(fā)現(xiàn)拱形和

蛋殼都具有承受力大的特點(diǎn)。

第三部分，認(rèn)識(shí)拱形建筑和建筑物上的拱形結(jié)構(gòu)，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生活中這類仿生物體的

應(yīng)用，進(jìn)一步夯實(shí)對(duì)拱形優(yōu)勢(shì)的埋解。

【教學(xué)目標(biāo)】

科學(xué)知識(shí)：

1.知道蛋殼的特點(diǎn)。

2.認(rèn)識(shí)拱形和蛋殼都具有承受力大的特點(diǎn)。

3.了解拱形結(jié)構(gòu)在仿生學(xué)在建筑物上的應(yīng)用。

科學(xué)探究：

1.能基于所學(xué)知識(shí)，在事物觀察后提出可探究的科學(xué)問(wèn)題。

2.嘗試用握、戳等方式破壞蛋殼，直觀感受蛋殼的穩(wěn)固。

3.通過(guò)對(duì)比蛋殼和拱形，探究?jī)烧咧g的關(guān)系。

科學(xué)態(tài)度：

1.在進(jìn)行合作時(shí)，愿意溝通交流，綜合考慮小組各成員的意見(jiàn)，形成集體的觀點(diǎn)。

科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境：

1.了解人類的好奇和社會(huì)的需求是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的動(dòng)力，技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用影響著社會(huì)

發(fā)展。

【教學(xué)重點(diǎn)】

探究蛋殼和拱形的承重能力。

【教學(xué)難點(diǎn)】

探究拱形的承重能力。

【教學(xué)準(zhǔn)備】

教師材料,：課件和視頻

學(xué)生材料：完好的雞蛋，蛋殼，平板，紙張，重物。

【教學(xué)時(shí)間】

1課時(shí)

【教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)】

探究活動(dòng)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)探究意圖

一、導(dǎo)入1.師：請(qǐng)同學(xué)們觀看這張圖片，1.?盒雞蛋。［設(shè)計(jì)意圖：出

這是什么？示一幅常見(jiàn)的

2.師：為什么超市出售的雞蛋總2.因?yàn)殡u蛋是“盒裝雞蛋”

是用塑料或者紙盒包裹的嚴(yán)嚴(yán)實(shí)實(shí)？“易碎品”，紙盒可以圖，調(diào)動(dòng)學(xué)生的

3.師：是的，蛋殼的確易碎，但避免雞蛋破碎。生活經(jīng)驗(yàn)，回顧

你可別小看這一枚枚“易碎”的蛋殼，雞蛋“易碎”的

它在建筑業(yè)上為人們做出了巨大的貢特點(diǎn)，將與后續(xù)

獻(xiàn)！發(fā)現(xiàn)蛋殼具有

揭示課題：這節(jié)課讓我們一起探尋承受力強(qiáng)的特

蛋殼的奧秘吧一一《蛋殼與拱形建筑》。點(diǎn)產(chǎn)生認(rèn)知沖

突，從而加深印

象。］

—?、（一）觀察并描述蛋殼的特點(diǎn)［設(shè)計(jì)意圖：引

探究蛋殼1.師：你仔細(xì)觀察過(guò)雞蛋嗎？接導(dǎo)學(xué)生觀察蛋

的結(jié)構(gòu)下來(lái)請(qǐng)以四人小組為單位觀察雞蛋殼殼的特點(diǎn)，主要

（“完整的”和“打破的”），它是什1.完整的蛋殼是是關(guān)注它的形

么形狀？有什么特點(diǎn)？球形的、肉粉色、表狀，初步感知雞

2.小結(jié)：通過(guò)剛剛的觀察，我們面較為光滑。蛋殼的形狀是

不難發(fā)現(xiàn)雞蛋的形狀是橢球形的；且蛋2.打碎的蛋殼從桶球形的。］

殼很??；用手掰或者敲擊堅(jiān)固的物體時(shí)側(cè)面觀察，看起來(lái)很

容易碎。（板回雞蛋，橢球形，薄，薄，并且用手輕輕一

敲和掰的時(shí)候易碎）掰就碎了……

（二）探究蛋殼結(jié)構(gòu)的精妙3.敲擊桌子邊

1.師：我們知道母雞孵蛋時(shí)，整緣，蛋殼就開(kāi)裂了。

個(gè)身子都?jí)涸诘吧?。為什么母雞不會(huì)害

怕自身重量壓碎雞蛋呢？

2.師：這樣薄薄的蛋殼，結(jié)構(gòu)上

究竟有什么精妙之處？接下來(lái)通過(guò)三

個(gè)小實(shí)驗(yàn)一探究竟：

【實(shí)驗(yàn)一】

3.師：用手緊緊握住蛋殼，蛋殼

這么薄，能禁得住這樣的擠壓?jiǎn)?？蛋?/p>

會(huì)碎嗎？要注意：握雞蛋時(shí)，要均勻用

力握，不能掐、磕。）4.我緊緊握住雞

（學(xué)生以小組為單位體驗(yàn)握雞蛋蛋，但是蛋殼居然沒(méi)

實(shí)驗(yàn)）有碎！

小結(jié)：剛剛同學(xué)們嘗試從外面施加

均勻的握力，雞蛋沒(méi)有碎。

【實(shí)驗(yàn)二】

1.師：如果多幾個(gè)雞蛋，是否能

承受更大的壓力呢？

2.師：接下來(lái)我們測(cè)試四枚雞蛋5.可以把四枚雞

的承重能力。我們可以怎樣進(jìn)行測(cè)試？蛋立起來(lái)，在上面放

3.師：是的，我們可以將四枚雞上重物，觀察它是否

蛋放在塑料瓶蓋上，上面蓋上同樣的瓶能夠承受壓力。

蓋；放上一塊平板，在平板上放重物6.書(shū)本要輕輕

（書(shū)），測(cè)試四枚雞蛋能夠支撐多重的放，要居中放不能傾

物體（書(shū)本）。斜一-側(cè)。

4.師：你認(rèn)為這個(gè)實(shí)驗(yàn)要注意什7.要慢慢放，每

么？放一本要觀察雞蛋是

（四人小組為單位，開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，時(shí)否有開(kāi)裂的痕跡。

間控制在5分鐘）8.我們小組的承

5.師：你有什么發(fā)現(xiàn)？受了十五本書(shū)的重

生：量，但是蛋殼還沒(méi)有

6.師：這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，說(shuō)明了什任何要裂開(kāi)的預(yù)兆，

么？可能還能承受更多重

7.小結(jié)：雞蛋殼在承受均勻的外量。

力時(shí)，能承受很大的壓力。9.說(shuō)明蛋殼能承

【實(shí)驗(yàn)三】受較大的壓力。［設(shè)計(jì)意圖：通

1.師:同學(xué)們,請(qǐng)看這幅圖,小10.小雞在孵化，過(guò)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)探

雞在做什么？它正用尖尖的嘴啄破究蛋殼的獨(dú)特

2.師：蛋殼能承受很大的外力，蛋殼！之處，試著握碎

但是為什么弱小的雛雞只需要用小嘴11.可能從里面雞蛋、戳破蛋

輕輕啄幾下就能擺脫天然的“牢籠”？用力和從外面用力是殼、用蛋殼承載

3.師：接下來(lái)我們用筆尖來(lái)模擬不一樣的。重物，發(fā)現(xiàn)蛋殼

一下小雞啄蛋殼的過(guò)程吧。每組準(zhǔn)備兩12.筆尖落在蛋承受力的形狀

只尖頭鉛筆，將鉛筆筆尖懸空相同高殼內(nèi)側(cè)（凹面）時(shí)，優(yōu)勢(shì)。］

度，分別墜落在蛋殼外側(cè)和內(nèi)側(cè)同一位蛋殼裂開(kāi)了被戳破

置，哪種情況蛋殼不容易被戳破？要注了。但是筆尖落在蛋

意：半個(gè)蛋殼的斷裂面要盡可能地平整殼外側(cè)（凸面）時(shí)，

一些且不能有裂紋哦。蛋殼沒(méi)有碎、沒(méi)有破。

4.師：這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了什么？說(shuō)明雞蛋殼能承受較

大的外力，但卻很承

受從內(nèi)部施加的壓

力。

三、J1.師：蛋殼為什么有如此大的承1.可能是因?yàn)榈埃墼O(shè)計(jì)意圖：從

解拱形結(jié)受能力？和它的結(jié)構(gòu)是否有關(guān)系？殼的形狀是拱形的。蛋殼到拱形，就

構(gòu)2.師：蛋殼每個(gè)部分都是拱形嗎？是從蛋殼的構(gòu)

如果我們把蛋殼切碎，碎蛋殼是不是拱2.蛋殼兩端拱形造過(guò)渡到對(duì)拱

形呢？弧度比較大，其他地形結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，

3.師：我們?cè)鯓优袛嗟皻っ總€(gè)部方也是拱形，但是弧這是本課探究

分都是拱形結(jié)構(gòu)？度不大。過(guò)程的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，

4.小結(jié)：通過(guò)將蛋殼碎片和尺子3.我們可以把蛋也是引導(dǎo)學(xué)生

作比較，我們能發(fā)現(xiàn)整個(gè)蛋殼都是拱形殼切碎，用尺子和碎對(duì)又一對(duì)仿生

結(jié)構(gòu)，拱形結(jié)構(gòu)有什么特點(diǎn)？我們通過(guò)蛋殼碎片作比較，就事例的研究。觀

下面這個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證一下。可以判斷蛋殼的各個(gè)察比較蛋殼和

【實(shí)驗(yàn)四：拱形承重】部分是否都是拱形拱形的外形，并

L師：用兩張A4卡紙分別做成的。（學(xué)生利用尺子通過(guò)測(cè)試拱形

平橋和拱橋的橋面，在橋面上放置重和碎蛋殼進(jìn)行比較）結(jié)構(gòu)的承重能

物，比較兩者的承重能力。你有什么發(fā)4.重物放上平力，發(fā)現(xiàn)拱形和

現(xiàn)？橋，平橋很快就塌陷蛋殼都具有承

2.小結(jié)：拱形結(jié)構(gòu)有和蛋殼相同了，而拱形能承受更受力大的特

的特征：堅(jiān)固、能承重。多重物，說(shuō)明拱形結(jié)點(diǎn)。］

3.討論：為什么拱形結(jié)構(gòu)具有堅(jiān)構(gòu)能承受更大的力。

固、能承重的特性呢？

4.總結(jié)：拱形受壓時(shí)會(huì)把這個(gè)力

傳給相鄰的部分抵住拱足散發(fā)的力就

可以承受更大的壓力，所以拱形所能承

受的力量更重。

四、1.出示圖片：國(guó)家大劇院、臺(tái)北［設(shè)計(jì)意圖：更

生活中拱小巨蛋、東京巨蛋、歐洲廣場(chǎng)建筑、意多地了解拱形

形結(jié)構(gòu)的大利悉尼歌劇院結(jié)構(gòu)，需要去發(fā)

應(yīng)用2.師：請(qǐng)你找出圖片中的拱形結(jié)現(xiàn)生活中的拱

構(gòu)。形建筑，這是對(duì)

3.師：請(qǐng)同學(xué)上臺(tái)在白板上畫(huà)出所學(xué)知識(shí)的一

你找到的拱形結(jié)構(gòu)。次應(yīng)用和復(fù)習(xí)，

4.師：你還見(jiàn)過(guò)哪些拱形建筑或同時(shí)可以擴(kuò)充

建筑物上的拱形結(jié)構(gòu)？學(xué)生的認(rèn)知面。

生：拱門(mén)、電燈泡……引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注

【知識(shí)加油站】生活中這類仿

電燈泡：一個(gè)直徑十厘米的燈泡兩生物體的應(yīng)用，

面可承受一個(gè)成人重量的壓力。進(jìn)一步夯實(shí)對(duì)

無(wú)梁殿：南京紫金山下靈谷寺景區(qū)拱形優(yōu)勢(shì)的理

內(nèi)有一座國(guó)內(nèi)現(xiàn)存最大的無(wú)梁殿。它建解。］

于明朝，整座建筑全部用磚壘砌，沒(méi)有

木梁、木柱，全殿用磚石砌成大大小小

的拱券結(jié)構(gòu)，其中正殿東西向并列成三

個(gè)拱券，中間的拱券跨度達(dá)11.5米，

高14米，兩側(cè)的拱券稍小，跨度為5

米，高7.4米。全國(guó)各地的無(wú)梁殿的

結(jié)構(gòu)和建筑原理都與此相似。

【板書(shū)設(shè)計(jì)】

6.蛋殼與拱形建筑

雞蛋拱形

【拱形結(jié)構(gòu)】

堅(jiān)固、能承重

【知識(shí)要點(diǎn)】

1.雞蛋殼是橢球形結(jié)構(gòu)。

2,拱形和蛋殼都具有承受力大的特點(diǎn)。

3.拱形結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)上。

【課堂流程圖】

生活中的拱形結(jié)構(gòu)應(yīng)用

7.海豚與聲吶

【課標(biāo)落實(shí)】

1.本單元通過(guò)一系列觀察、探究、設(shè)計(jì)等活動(dòng)，落實(shí)《課程標(biāo)準(zhǔn)》高年級(jí)的課程目標(biāo)。

科學(xué)知識(shí)：

認(rèn)識(shí)人類與自然資源的關(guān)系。

了解技術(shù)是人們改造周圍環(huán)境的方法，是人類能力的延伸，工程是依據(jù)科學(xué)原理設(shè)計(jì)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(dòng)。

了解科學(xué)技術(shù)推動(dòng)著人類社會(huì)的發(fā)展和文明進(jìn)程。

科學(xué)探究：

能基于所學(xué)的知識(shí)，通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)、查閱資料、調(diào)查、案例分析等方式獲取事物的信

息。

能基于所學(xué)的知識(shí)，運(yùn)月分析、比較、推理、概括等方法得出科學(xué)探究的結(jié)論，判斷結(jié)

論與假設(shè)是否一致。

科學(xué)態(tài)度：

表現(xiàn)出對(duì)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(jì)與制作，培養(yǎng)創(chuàng)新精神

科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境：

了解人類的好奇和社會(huì)的需求是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的動(dòng)力，技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用影呵著社會(huì)發(fā)

展。

2.本單元學(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”的高年級(jí)段要求。

3.知道很多發(fā)明可以在自然界找到原型，能夠說(shuō)出工程師利用科學(xué)原理創(chuàng)造的實(shí)例。并

能利用文字與圖案、繪圖或?qū)嵨?，表達(dá)自己的創(chuàng)意與構(gòu)想。

【教材分析】

《海豚與聲吶》是蘇教版科學(xué)玉年級(jí)下冊(cè)第2單元《仿?！返牡诙n.通過(guò)前兩課的學(xué)

習(xí)，學(xué)生已經(jīng)初步建立了仿上的概念，了解仿生與仿生物品之間的聯(lián)系。在第二課《蛋殼與

拱形建筑》中學(xué)生習(xí)得人類可以通過(guò)模仿自然界生物的結(jié)構(gòu)制造仿生物品。在此基礎(chǔ)上，本

課是基于仿造自然界中生物原理的一個(gè)案例：海豚與聲吶，即人們從海豚在水中的游行和捕

食的行為得到啟發(fā)，完善了聲吶系統(tǒng)。從而幫助學(xué)生進(jìn)一步了解仿生，建立仿生的概念。

本課教學(xué)內(nèi)容分四個(gè)部分：

第一部分，通過(guò)人們所做的海豚在水中游行和捕食的實(shí)驗(yàn)，知道海豚的游行和捕食不需

要眼睛。

第二部分，做模擬海豚游行和捕食的游戲，感受海豚利用前額（鼻孔）發(fā)聲和耳朵接收

聲音捕食的情況，了解海豚游行和捕食過(guò)程。

第三部分，通過(guò)閱讀，了解海豚探路方式以及潛艇、B超、雷達(dá)的工作原理。說(shuō)明海豚、

潛艇的聲納、B超的探測(cè)利月的是回聲定位，而雷達(dá)利用的是無(wú)線電波的反射來(lái)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)、

跟蹤目標(biāo)，它們的原理相似。

【學(xué)情分析】

（知識(shí)方面）五年級(jí)的學(xué)生已經(jīng)具備一定的知識(shí)儲(chǔ)備。他們經(jīng)過(guò)前課的學(xué)習(xí)，學(xué)生己經(jīng)

初步建立了仿生的概念，了解仿生與仿生物品之間的聯(lián)系，并了解人類可以通過(guò)模仿自然界

生物的結(jié)構(gòu)而制造仿生物品。但對(duì)于我們進(jìn)行生物原理的仿生雖有/解，但并不清晰，需要

進(jìn)行實(shí)例的具體分析加深印象。此外，對(duì)于海豚這種生物，學(xué)生對(duì)海豚回聲定位的原理并不

清晰，依靠的是什么，如何進(jìn)行定位等。很大一部分學(xué)生認(rèn)為是依靠人類聽(tīng)得到的海豚“叫

聲”進(jìn)行游行和捕食，而不知道海豚是用兩種頻率發(fā)聲：一種是人耳聽(tīng)不到的超聲波，這些

超聲波用于獲知水中的魚(yú)餌或物體的存在；另一種是次聲波，是人們?cè)谒锌陕?tīng)見(jiàn)的海豚發(fā)

出的低頻聲音，用于同伴間的交流。

（技能方面）五年級(jí)的孩子已經(jīng)具備較好的交流、協(xié)作能力，能較好的展開(kāi)科學(xué)探究，

并能運(yùn)用理性思維對(duì)收集到的證據(jù)進(jìn)行比較、分析、歸納、概括等整理加工，并在此基礎(chǔ)上

形成種種解釋。

（心理特征）高段的學(xué)生隨年齡增長(zhǎng)，已經(jīng)漸漸沉穩(wěn)，也具有較強(qiáng)的規(guī)則意識(shí)，有意注意

漸漸占優(yōu)勢(shì)，并具備一定的邏輯思維能力。但仍需同直接與感性經(jīng)驗(yàn)相聯(lián)系。因此，有趣的

探究活動(dòng)仍比較容易引發(fā)他們較持久的關(guān)注和興趣。

【教學(xué)目標(biāo)】

1.知道什么是超聲波，了解超聲波回聲定位和無(wú)線電波反射定位的原理。

2.通過(guò)閱讀和對(duì)比，發(fā)現(xiàn)海豚、潛艇的聲納、B超、雷達(dá)相似的工作原理。

3.分工合作，提升團(tuán)隊(duì)合作的意識(shí)。

【教學(xué)重點(diǎn)】

了解海豚游行以及捕食的原理。

【教學(xué)難點(diǎn)】

分工合作，提升團(tuán)隊(duì)合作的意識(shí)。

【教學(xué)準(zhǔn)備】

教師材料：課件和視頻

學(xué)生材料：水，實(shí)驗(yàn)盤(pán)，方形木塊，一次性塑料杯子、滴管，記錄單

【教學(xué)時(shí)間】

1課時(shí)

【教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)】

探究活動(dòng)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)探究意圖

一、導(dǎo)入1.（出示海豚圖片）認(rèn)識(shí)它嗎？1.學(xué)生互動(dòng)。［設(shè)計(jì)意圖：利

2.今天我們通過(guò)一段視頻來(lái)了解用海豚圖片直

一下海豚的生活C2.觀看視頻。接導(dǎo)入，再結(jié)合

3.播放海豚在水中游行和捕食的3.學(xué)生交流：海視頻引導(dǎo)學(xué)生

視頻。豚在水中靈活的游聚焦到海豚靈

4.在視頻中你看到了什么？行，捕食?；钣涡忻孛苌?，

5.為什么海豚能在水中這么靈活4.學(xué)生交流：通通過(guò)充分的交

的游行捕食？這節(jié)課我們?起來(lái)探究過(guò)眼睛觀察周圍環(huán)流挖掘?qū)W生的

一下。境；發(fā)出的聲音進(jìn)行前概念，為后續(xù)

定位....的教學(xué)奠定基

礎(chǔ)。］

二、認(rèn)識(shí)1.同學(xué)們的想法都不一樣。接下［設(shè)計(jì)意圖：因

海豚的回來(lái)，我們通過(guò)幾則資料的閱讀了解一學(xué)生對(duì)海豚回

聲定位下。聲定位的本領(lǐng)

2.（出示快讀資料）1.學(xué)生閱讀資并不濟(jì)晰，因此

資料?：料。結(jié)合幾則資料

有人曾做過(guò)這樣的實(shí)驗(yàn)，在水池里讓學(xué)生通過(guò)資

插上36根金屬棒，每排6根，然后把料閱讀進(jìn)行分

海豚放進(jìn)去。只見(jiàn)海豚在棒中間游來(lái)游析從而了解海

去，而絕不會(huì)碰到金屬棒。即使把它的豚。此外，借助

眼睛蒙上，它也照樣暢游無(wú)阻。如果偷可視的水波模

偷地在水池里放進(jìn)一條小魚(yú)，它就會(huì)立擬超聲波的活

刻游過(guò)去進(jìn)行捕捉。動(dòng)，將看不見(jiàn)的

資料二：海豚利用超聲

20世紀(jì)60仁代，生物學(xué)家諾里斯波反射定位的

發(fā)現(xiàn)，用橡皮蒙住海豚的雙眼，它的活現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為直

動(dòng)絲毫不受影響，可把海豚的前額蒙觀現(xiàn)象，讓學(xué)生

住，它在水下就像瞎子一樣，到處亂撞。在活動(dòng)中形象

顯然，海豚是用前額發(fā)出聲波來(lái)測(cè)定方化地感受過(guò)程

向的。和原理。同時(shí)，

資料三：增進(jìn)了學(xué)生的

海豚不同十須鯨，它只有一個(gè)鼻研究興趣。］

孔，另一個(gè)鼻孔是封閉的，埋于皮下。

聲波就是靠這個(gè)封閉的鼻孔發(fā)生震動(dòng)

產(chǎn)生的。發(fā)聲時(shí)，聲波通過(guò)頭部額隆，

這個(gè)額隆就像凸透鏡一樣可以聚焦放

大聲波。海豚接收聲波是通過(guò)下頜的骨

骼組織，將分散的聲波集中傳送至位于

下頜后部的內(nèi)部耳朵，從而感知聲波。

3.從資料中你獲得了什么信息？

4.交流：人們發(fā)現(xiàn)，海豚的音域

比較寬廣，可以發(fā)出兩種聲音，一種是

人耳可以聽(tīng)見(jiàn)的聲音，一種是人耳聽(tīng)不

到的超聲波?？茖W(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，海豚是

利用超聲波獲知水中的魚(yú)餌或物體的

存在。2.學(xué)生分析資料

（超聲波：超過(guò)人能聽(tīng)到的最高頻并交流：海豚那么靈

（20000赫茲）的聲波，是人耳不能聽(tīng)到活和眼睛無(wú)關(guān)；是由

的聲音。）前額的鼻孔里發(fā)出聲

5.海豚是怎么利用超聲波在水中波；鼻孔發(fā)出了聲波，

靈活游行和捕食呢？耳朵接收……

6.請(qǐng)你畫(huà)出海豚能自如游行的工

作原理圖。

7.交流學(xué)生的原理示意圖，學(xué)生

講解一一聚焦到超聲波以什么形式傳

播。

8.超聲波到底以什么樣形式傳播

呢？因?yàn)槌暡床灰?jiàn)，所以我們用水1.學(xué)生交流：前

波來(lái)模擬超聲波c額（鼻孔）發(fā)出超聲

模擬超聲波活動(dòng)波，超聲波遇到物體

①用水波模擬超聲波。返回，耳朵接收。

②將實(shí)驗(yàn)盤(pán)裝水，保持水面平靜。2.學(xué)生回原理

③將水滴到實(shí)驗(yàn)盤(pán)中，觀察水波的

小意圖。

變化的情況。

④在水中放入不同的物體

（■,?）,再滴水，觀察水波遇到

3.學(xué)生分組開(kāi)

物體時(shí)的情況。

模擬活動(dòng)。

⑤畫(huà)出示意圖，交流發(fā)現(xiàn)。

9.交流發(fā)現(xiàn)：水波遇到物體會(huì)返

回來(lái)。物體離波源的距離不一樣，水波

返回來(lái)的時(shí)間也不一樣。遇到不同的物

體后水波返回來(lái)的波形不一樣。

10.小結(jié)：海豚的前額（鼻孔）發(fā)

出超聲波，超聲波遇到物體返回，進(jìn)入

到海豚的耳朵，海豚通過(guò)對(duì)接收到的信

號(hào)進(jìn)行分析，從而知道前方有無(wú)物體，

4.學(xué)生交流發(fā)

物體的大小、形狀和位置，就能靈活的

現(xiàn)。

游行和捕食了。這樣的探路方式稱為回

聲定位。

三、搭建1.我們已經(jīng)知道了海豚在水中自1.學(xué)生交流：完［設(shè)計(jì)意圖：切

海豚探路如游行和捕食的秘密了。其實(shí)人類是很善了聲吶系統(tǒng)。入仿生話題，將

與仿生物擅于向大自然學(xué)習(xí)的。人類利用海豚的雷達(dá)、聲納、B

品工作原這項(xiàng)本領(lǐng)做了什么？超、海豚探路等

理上的關(guān)2.聲吶系統(tǒng)被應(yīng)用在哪些地方？零散的認(rèn)知，通

系它的原理是什么？你能嘗試畫(huà)出來(lái)2.學(xué)生畫(huà)聲吶系過(guò)比較分析，找

嗎？統(tǒng)的原理圖。出相似之處，進(jìn)

3.你還知道人類的發(fā)明與我們今一步加深對(duì)仿

天介紹的海豚的回聲定位原理相似3.小組討論，交生事例兩者之

的？流發(fā)現(xiàn)。間關(guān)系的認(rèn)

4.介紹B超診斷儀和雷達(dá)，學(xué)生知。］

交流原理。

B超診斷儀：利用回聲定位原理，

將超聲波射入人體，通過(guò)分析體內(nèi)組織

產(chǎn)生的回聲，探測(cè)人體內(nèi)部是否健康。

雷達(dá)：發(fā)出電磁波遇到目標(biāo)時(shí)會(huì)返

回，從而測(cè)定目標(biāo)位置、速度等，為飛

機(jī)導(dǎo)航。

四、拓展1.我們知道海豚的回聲定位本領(lǐng)1.小組討論，交［設(shè)計(jì)意圖：通

__我是已經(jīng)運(yùn)用到許多領(lǐng)域，人們也還在做各流想法。過(guò)學(xué)生根據(jù)回

小小設(shè)計(jì)種嘗試。今天，讓我們也做個(gè)小小設(shè)計(jì)2.學(xué)生畫(huà)設(shè)計(jì)圖聲定位原理自

師師，運(yùn)用海豚的本領(lǐng)嘗試設(shè)計(jì)一個(gè)物并展示交流。行設(shè)計(jì)物品，一

品，解決我們生活遇到的一些問(wèn)題。方面加強(qiáng)了對(duì)

仿生認(rèn)識(shí)與應(yīng)

用，另一方面也

滲透了工程設(shè)

計(jì)意識(shí)。這個(gè)環(huán)