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单元基本信息
单元主题 大自然里的老师
课标要求 一、核心概念 技术、工程与社会；工程设计与物化 二、学习内容 12.1技术与工程创造了人造物，技术的核心是发明，工程的核心是建造。 ①知道技术包括方法、程序和产品等；知道发明的常用方法，举例说出一些典型的发明，知道发明会用到一些科学原理，很多发明可以在自然界找到原型。 13.2工程的关键是设计 ②利用示意图、影像、文字或实物等多种方式，阐明自己的创意，初步认识设计方案中各影响因素间的关系。 ③基于有说服力的论证，认同或质疑某些设计方案，并初步判断其可行性和合理性。 ④利用工具制作简单的实物模型，根据实际反馈结果进行改进并展示。 三、学业要求 1.能尝试应用所学科学原理设计并制作简单的装置。 2.能以事实为依据做出判断。 3.能基于所学科学知识，应用创造性思维的基本方法提出多种设计方案，基于批判性思维评价并优化设计方案。 4.能制作实物模型，并基于证据改进实物模型的设计和制作。 5.乐于尝试多种设计方案，初步具有质疑、创新的态度；知道技术与工程需要实事求是，能如实记录相关信息和正确对待作品的缺陷。
单元课时设计 5课时
一、单元学习主题分析（体现学习主题的育人价值）
主题名称 大自然里的老师
单元设计意图 1.本单元主题 《大自然里的老师》是五年级下册的综合探究单元，属于技术与工程领域。本单元围绕 仿生学 展开，以“自然界的生物启发人类科技创造”为主线，引导学生观察和分析动植物的结构与功能，理解其背后的科学原理，并探索人类如何借鉴这些自然智慧解决实际问题，体现“大自然即老师”的核心思想。 2.本单元分析 本单元隶属大象版小学科学五年级下册，属于技术工程专题，以“空投包”的制作任务为单元引线，串联《苍耳的启示》《鸟和飞机》《空投包的仿生原型》《防震原理研究》《我们的空投包》五部分内容。从小学学段“技术、工程与社会”课程学习来看，在一、二年级学生已能区分人造物与自然物，知道简单产品结构与功能；三四年级了解人造材料与天然材料区别，知晓中国古代典型技术与工程案例。本单元在此基础上，引领学生了解发明与自然界的联系，体会仿生学原理，经历利用仿生学发明创造的过程，为后续深入理解技术与工程对社会发展的作用奠定基础。 3.本单元对《课程标准》的落实 （1）本单元通过一系列动手、动脑科学实践活动，落实《课程标准》高年段的课程目标。 （2）本单元学习内容是基于落实《课程标准》中课程内容高年段要求。 4.熟悉整套教材内容，明确该单元在整套教材中与其他单元的关系和作用。 5.本单元次级主题的构成及逻辑关系 本单元以“仿生学”为核心，通过5课时构建了“现象观察—原理剖析—实践迁移”的渐进式学习逻辑： 《苍耳的启示》 与 《鸟和飞机》 为 基础认知层 ，从植物（如苍耳钩刺启发尼龙搭扣）和动物（鸟翼结构与飞机设计）两个维度呈现经典仿生案例，帮助学生建立“自然现象→科学原理→技术发明”的关联性思维； 《空投包的仿生原型》 与 《防震原理研究》 为 专题探究层 ，前者聚焦具体仿生对象在空投包设计中的应用，后者深入分析生物或自然现象中的科学原理，为实践奠定理论和技术基础； 《我们的空投包》 为 综合实践层 ，整合前四课知识，通过设计仿生空投包，完成“问题分析—原理提炼—创新应用”的完整探究闭环。 从单一案例的模仿到复杂问题的系统解决，从知识输入到创造性输出，层层递进，体现“观察自然→理解科学→服务生活”的单元主旨，强化科学思维与工程实践能力的融合。
主题学情分析 在生活经验方面，大部分学生对于生活中的仿生现象并不陌生，约68%的学生能够距离说出生活中集中仿生物品，如飞机、潜水艇等，但当要求深入阐述仿生原理时，他们往往感到困难，暴露出学生对知识的理解仅停留在表面，缺乏深度探究。例如在提到飞机时，学生知道飞机的外形与鸟相似，却不清楚飞机机翼上凸下平的结构模仿鸟类户型翅膀背后的空气动力学原理。 从知识储备来看，本单元内容要求学生不仅要观察事物表象，更要深入探究事物本质和内在联系，如理解生物的形态、功能、结构特征与人类发明创造之间的关联，这对学生的逻辑思维和知识迁移运用能力提出了较高要求。
开放性学习环境 1.指导性预习：阅读+问题+检测； 2.大单元大概念大任务课堂学习：问题+探究+讲述+整合+实战； 3.现代教育新技术：PPTX+微视频+网络+师生互助
二、单元学习目标设计（基于标准、分析教材、结合学情，体现素养导向）
单元学习目标 科学观念：知道许多发明可在自然界找到原型，理解仿生学概念；认识生物形态、结构、功能与发明创造的联系；理解常见仿生物品（如尼龙搭扣、飞机等）的结构对其功能的影响。 科学思维：通过观察、比较、分析等方法，探究仿生学原理；能给予证据进行推理，构建仿生学相关概念；运用创造行思维，尝试设计仿生产品 。 探究实践：能运用多种观察方法，研究生物结构特点；经历仿生物品（如尼龙搭扣、机翼模型、空投包等）的设计与制作过程；学会实验探究，验证仿生学原理 。 态度责任：对仿生学保持好奇心和探究兴趣，培养用于创新的科学态度；在小组合作中，积极参与交流讨论，培养团队协作精神；认识到技术发明对社会发展的重要性，树立正确的科技价值观。
三、学习活动/任务设计（指向学习目标，强调学生的活动与体验）
第1课时 任务1 名称：导入、观察和阅读 播放视频《苍耳子》 阅读乔治·德·梅斯特拉尔的故事，提问：苍耳子是怎样沾到动物皮毛上的呢？ 出示任务：仔细观察苍耳子，尝试作出自己的解释。 阅读《尼龙搭扣的发明》。 设计意图：通过视频和故事引入，引发学生思考，苍耳子为什么会引起工程师的注意？它对工程师进行发明创造有什么帮助？通过观察苍耳子的特点，激起学生的好奇心和求知欲。再通过阅读，了解仿生学概念，帮助学生理解发明与生物原型的联系。
任务2 名称：设计制作“尼龙搭扣”模型 利用身边的材料模仿苍耳子的结构制作尼龙搭扣模型，看一看是否能够实现粘连。 设计意图：学生分组，利用细铜丝、动物毛皮等材料制作尼龙搭扣模型，对比模型与真实尼龙搭扣，思考改进方向。
任务3 名称：拓展活动“身边的仿生学” 观察大自然里的动植物，寻找人类仿生学的原型，或者尝试进行自己的仿生学设计。 设计意图：引导学生从教材回到生活，寻找和分享“身边的仿生学”，从而指导重大的发明和技术会给人类社会发展带来深远的影响和变革。
第2课时 任务4 名称：导入、观察和阅读 观察飞机和鸟，说一说飞机和鸟的飞行有什么相同和不同之处，猜想飞机模仿了鸟的哪些特征。 阅读资料《从飞鸟到飞机》，简单说一说飞机的发明过程。 设计意图：通过导入活动引出课题。通过让学生观察飞机和鸟二者飞行异同，猜想飞机模仿鸟的哪些特征。学生阅读从飞鸟到飞机的发明历程资料，交流人类模仿鸟飞行时在形状、功能、结构及原理方面的探索。
任务5 名称：实验和表达交流 提问：为什么翅膀的形状对飞行如此重要？观察鸟的翅膀和飞机的机翼，看看它们的形状有什么相似之处，提出自己的假设并通过实验来验证。 实验：制作一个机翼模型，通过实验观察它在气流中产生的现象。 设计意图：通过实验，分享交流飞机飞行原理，总结飞机飞行原理，并了解什么是仿生学。
第3课时 任务6 名称：导入和小组讨论 情境导入 问题：要设计一个合格的空投包，都需要考虑哪些方面？完成关于“空投包”的项目分析表。 设计意图：通过导入活动，讲述飞机空投物资的场景，引出设计空投包的任务，激发学生兴趣。通过小组讨论，完成空投包项目分析表的设计，并分工合作初步制作空投包模型，在设计制作过程汇总，发现问题，激发求知欲。
任务7 名称：调查并表达交流 1.从大自然中寻找原型，设法了解它们是如何实现安全降落的。 2.来自大自然的生物原型给我们带来了哪些启示？ 设计意图：通过观察图片，了解大自然中动植物从高空安全着陆的本领，学生可以由此进行思考，解决空投包设计制作中的难点问题。最后组织交流，引领学生总结大自然中的仿生原型给人类带来的启示，培养他们热爱自然、敬畏自然的情操。
第4课时 任务9 名称：导入和实验 根据生物原型制作简单模型进行实验，来验证生物原型的防震效果。 设计意图：通过回顾上节课生物原型，提出需验证其防震原理能否用于空投包设计。学生分组选择一种生物原型，设计实验方案，包括实验材料、步骤及预期结果。
任务10 名称：制作与反思 1.制作翅果模型。 2.反思：这些模型各有什么优缺点？制作空投包时有哪些可以借鉴的地方？ 设计意图：小组汇报实验结果，交流并讨论，总结不同生物原型的防震原理及在空投包设计中的应用价值。让学生思考如何综合多种生物原型的防震原理，优化空投包设计。
第5课时 任务11 名称：完成空投包设计 经过模型实验，我们有什么新的想法？小组商议，完成空投包的设计并配上文字说明。 设计意图：学生根据之前的研究和实验结果，完善空投包设计方案，画出设计图并标注材料和制作步骤。
任务12 名称：制作空投包 在小组讨论完成设计后，对照设计图纸，分工合作，完成空投包的制作，并测量记录空投包的质量、体积等数据。制作过程中因实际情况需要对设计进行调整时，要及时在设计图上做好记录。 设计意图：设计完成后，进入实际制作环节，学生分工合作，动手制作空投包，可以锻炼他们的动手探究能力。
任务13 名称：户外实验 户外实验：测试空投包，对空投包能否顺利着陆、拆解时间及空投物资完好情况进行记录。 实验的结果达到我们的任务目标了吗？还有可以继续完善的地方吗？修改完善后再次进行实验。 发布会：开一个发布会，向全班同学展示自己的成果。汇报时要讲清自己小组研究设计的思路和全过程。 设计意图：通过户外实验，让学生亲自检验自己从原理探究到设计制作的实际成果。第一次实验检验的结果可能并不理想，这时应引导学生积极总结经验，取长补短，改进空投包，进行第二次实验。必要的反思和改进不仅能有效地培养学生的科学思维，更能培养他们锲而不舍的科学精神。实验完成后，组织学生举办成果发布会，使学生在获得满满成就感的同时，也锻炼了归纳总结、表达交流的能力。
四、单元学习评价设计
评价要素 针对单元整体描述
评价内容 第1课时：苍耳的启示 1.知道研究并模仿生物的形态、功能、结构等特征进行设计和发明是仿生学思路，能说出尼龙搭扣模仿了苍耳子的钩状结构。 2.观察活动中，能认真观察苍耳子和尼龙搭扣的结构，在制作尼龙搭扣模型时，积极动手操作，尝试实现粘连。 第2课时：鸟和飞机 1.知道鸟类弧形的翅膀对飞行十分重要。 2.能通过观察鸟的翅膀和飞机的机翼，比较它们之间的相似之处，知道上凸下平的结构在气流中能够获得向上的升力，并制作一个机翼模型来验证这种升力。 第3课时：空投包的仿生原型 1.通过调查研究，了解动植物解决安全降落问题的方法。 2.小组成员能共同完成项目分析表，积极参与讨论，提出自己的想法和建议。 第4课时：防震原理研究 1.了解所选生物原型的防震原理，根据原理设计并制作出简单的防震模型。 2.在实验过程中，能控制变量，认真观察并记录实验现象，根据实验结果分析生物原型防震原理的有效性 。 第5课时：我们的空投包 1.设计制作的空投包要符合项目要求，能保护易碎物品安全着陆，空投包的质量和体积要符合规定。 2.在设计制作过程中，要综合运用所学的仿生学知识和技能，有创新意识和解决实际问题的能力。
评价指标 第1课时：苍耳的启示 科学观念：知道研究并模仿生物特征进行设计发明是仿生学常见思路；明白尼龙搭扣模仿苍耳子的原理；知道很多发明都可以从大自然中找到原型。 科学思维：通过组织学生开展仿生学设计小发明的活动，培养模仿生物的构造或功能进行发明和创造的意识和能力。 探究实践：学会用放大镜观察苍耳子，制作尼龙搭扣模型。 态度责任：激发对仿生学的兴趣和对自然的热爱。 第2课时：鸟和飞机 科学观念：知道鸟类弧形翅膀对飞行的重要作用及飞机飞行原理；理解仿生学不仅是外在模仿，还有原理探究。 科学思维：通过观察、实验和分析，培养逻辑推理和创造性思维。 探究实践：通过制作机翼模型，能够结合实验现象解释飞机飞行的原理，知道机翼上凸下平的结构是模仿了鸟类弧形的翅膀。 态度责任：对探寻自然现象，解密自然规律，保持好奇心和探究兴趣；能主动与他人合作，积极参与交流和讨论。 第3课时：空投包的仿生原型 科学观念：通过调查研究，了解动植物解决安全降落问题的方法；认识到仿生学在实际设计中的应用。 科学思维：分析生物安全降落的原理，培养逻辑思维和问题解决能力。 探究实践：设计鸡蛋空投包，调查生物安全着陆方法。 态度责任：激发对仿生学的好奇心，关注自然现象与科技创新的关联。 第4课时：防震原理研究 科学观念：了解常见的防震原理和方法；认识到结构和材料对防震的影响。 科学思维：通过实验和分析，培养逻辑思维和数据分析能力。 探究实践：能用简单易得的材料制作仿生模型，并设计验证防震效果的对比实验，会根据观察到的实验现象分析防震的有效性。 态度责任：培养严谨的科学态度和对生活中科学问题的关注。 第5课时：我们的空投包 科学观念：将所学的仿生学和防震原理应用到空投包制作中；理解理论与实践的结合。 科学思维：能够通过实验检测空投包的防震效果，不断改进并完善空投包的设计。 探究实践：制作空投包并进行测试和改进。 态度责任：通过不断改进空投包的设计，感受到科学的发展不是一蹴而就的，培养锲而不舍的科学精神。
评价方法 课上评价 1.教师激励评价 2.学生自我反思评价 3.成果展示，学生互评：赞赏性评价和质疑性评价 5.使用评价量化表，延时评价 课后评价 1.课时作业 2.单元测试
五、单元作业设计
一、选一选，将正确的序号填写在括号。 1.下面属于模仿生物功能原理的设计是（ ） A.飞机 B.锯子 C.雷达 2.苍耳子可以反复沾在衣服上的原因是（ ） A.苍耳子的钩状结构非常有韧性 B.苍耳子的再生能力超强 C.苍耳子的体积小 3.下列组合中，前者不属于后者的仿生学原型的是（ ）。 A.蜻蜓-直升机 B.鱼-潜水艇 C.喜鹊-房屋 4.飞机机翼的发明模仿的是鸟的（ ）。 A．翅膀 B．羽毛 C．足 5.下列能使空投包降落速度减慢的是（ ） A.其他条件相同，减小伞面面积 B.其他条件相同，增大伞面面积 C.其他条件相同，增加物资重量 6.做蒲公英模型的防震效果实验时，最有可能用不到的材料是（ ） A.塑料纸 B.玻璃杯 C.棉绳 7.下面关于翅果模型的实验，说法不正确的一项是（ ） A.在进行翅果模型的实验时，需要仿造出最贴近翅果种子的原型结构 B.实验过程中，要使翅果模型从桌面上水平滑向地面 C.如果模型在滑翔过程中不稳定，可以调整弧度或添加订书钉 8.降落伞与带冠毛的（ ）种子的整体形状相似。 A．玉米 B．水稻 C．蒲公英 9.人们根据鱼鳍在水里的摆动发明了（ ） A.船桨 B.雷达 C.潜水艇 10.下列现象中，没有利用防震知识的是（ ） A.跳远时跳到沙坑里 B.用木棒撬石头 C.自行车坐垫中装有减震弹簧 二、辨一辨，正确的打√，错误的打 。 1.飞机飞行时，机翼是静止不动的，而鸟飞行时则需要上下扇动翅膀。（ ） 2.模仿苍耳子发明尼龙搭扣是人类发明史上一个典型的仿生学案例。（ ） 3.仿生学不仅以生物的形状、功能和结构等特征为模仿对象，还需要研究它们的原理。（ ） 4.蒲公英有宽大的翅膀，可以减慢下落的速度，飞得更远。（ ） 5.鸡蛋壳是很脆弱的，一碰就破，不能起到保护鸡蛋的作用。（ ） 6.猫有厚厚的肉垫，可以增加着地时的缓冲效果。（ ） 7.模仿青蛙的游泳姿态，人们学会了蛙泳也是一种仿生。（ ） 8.雷达和飞机是模仿生物设计产品，锯子和鸟巢不是。（ ） 9.空投物资的特点与我们设计不同的空投包无关。（ ） 10.生物在长期进化的过程中，形成了许多有利于生存的形态结构和生理特点，人们从中获得了很多启示。（ ） 三、连线题。 下列生物是如何实现安全降落的？连一连 椰子 尾巴炸起，变蓬松 松鼠 宽大的翅膀 鼯鼠 坚硬的外壳 蒲公英 肉垫 猫 冠毛结成的绒球 四、简答题 1.尼龙搭扣的发明借鉴了苍耳子的什么结构特点？ 2.什么是仿生学？常见的仿生学思路是什么？ 五、实验探究题 探探制作了一个机翼模型，正在通过实验观察它在气流中产生的现象。 1.制作机翼模型所需要的材料不包括（ ） A.铁丝 B.卡纸 C.一次性杯子 2.该实验中，转动的电风扇模仿的是（ ） A.压强 B.气流 C.压力 3.实验过程中，探探观察到了什么现象？结合观察到的现象，说说飞机飞行的原理。 【参考答案】 一、选一选，将正确的序号填写在括号。 1.C 2.A 3.C 4.A 5.B 6.B 7.A 8.C 9.C 10.B
二、辨一辨，正确的打√，错误的打 。 1.√2.√3.√4.√5. 6.√7. 8. 9. 10.√ 三、连线题。 椰子 尾巴炸起，变蓬松 松鼠 宽大的翅膀 鼯鼠 坚硬的外壳 蒲公英 肉垫 猫 冠毛结成的绒球 四、简答题 1.答：苍耳子上有很多弯曲而有弹性的钩状结构，这样的结构能使苍耳子钩住很细的线和毛。并且苍耳子的钩状结构非常有韧性，从毛发上摘下来也不会断裂。收到苍耳子结构特点的启发，乔治·德·梅斯特拉尔经过反复实验，发明了尼龙搭扣。 2.答：仿生学是人们从大自然中获得灵感，通过研究生物体的结构与功能，并根据其中的原理发明出新的设备、工具和技术的学科。研究并模仿各种生物的形态、功能、结构等特征进行设计和发明，是成功那件的仿生学思路。 五、实验探究题 1.C 2.B 3.实验过程中，能看到在风扇的吹动下，机翼模型慢慢上升。 原理：飞机的上升力绝大部分由机翼产生，空气流到机翼前缘，分成上、下两股气流，分别沿机翼上、下表面流过。机翼上表面凸起，空气流动速度较快，压强小；下表面较平，空气流动速度较慢，压强大。这二者之间的压力差，对飞机起到向上的托举力，飞机就飞起来了。
六、单元教学结构图
七、反思性教学改进（实施后填写）
实施后填写
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第4课时教学设计
课题 防震原理研究
课型 新授课 章/单元复习课□ 专题复习课□ 习题/试卷讲评课□ 学科实践活动课□ 其他□
1.教学内容分析 本课选自小学科学大象版五年级下册第五单元第4课，以“如何保护空投包”为切入点，引导学生探究防震原理。课程通过观察自然界中的生物原型（如蒲公英、猫等），从减缓下落速度、增强缓冲效果、提高保护力度三个维度分析其防震机制。在实验环节，学生需完成模型制作与对比实验设计，重点考量制作工艺的精确性和实验变量的控制，通过递进式改进来验证防震效果。
2.学习者分析 本课进一步研究第3课中找到的仿生原型，揭示其中的防震原理，验证这些原理的有效性，为第5课完成空投包的设计和制作奠定理论基础。在通过实验对不同的生物原型中的防震原理进行研究之后，教材又引导学生模仿翅果种子的结构与原理，学习制作“翅果翅膀”，体会其减缓下落速度的防震保护效果。最后引导学生分析每种模型的优缺点，启发学生综合应用、取长补短。
3.学习目标确定 科学观念：通过观察蒲公英的种子、猫爪肉垫、椰子硬壳、翅果，发现自然现象和仿生原型中的防震原理。 科学思维：通过学习，能根据生物原型制作简单模型进行实验，来验证生物原型的防震效果。 探究实践：能用简单易得的材料制作仿生模型，并设计验证防震效果的对比实验，会根据观察到的实验现象分析防震的有效性。 态度责任：培养严谨的科学态度和对生活中科学问题的关注。
4.学习重点难点 重点：通过观察蒲公英的种子、猫爪肉垫、椰子硬壳、翅果，发现自然现象和仿生原型中的防震原理。 难点：通过学习，能根据生物原型制作简单模型进行实验，来验证生物原型的防震效果。
5.学习评价设计 评价内容评价指标表现程度自评互评师评☆☆☆☆☆☆设计防震模型能够观察、发现自然现象和仿生原型中的防震原理，并会根据观察到的实现现象分析防震的有效性。能基本能不能制作模型，验证模型的防震效果通过对比实验验证其防震效果。能基本能不能学习收获
6.学习活动设计 教师活动学生活动环节一：导入和实验教师活动1 一、视频导入 1.课件出示视频 师：上节课我们通过空投鸡蛋，讨论了如何 去设计一个合格的空投包，下面我们再通过一个短片，熟悉一下飞机的空投过程。 师问：请大家思考一下，飞机在投放空投包的过程中，经历了哪些过程？ 课件出示 师小结：主要有3个过程，一是从飞机上掉落下来，二是在空中不断降落，最后落在指定的地方。 师问：那你能不能根据上节课学到的生物降落时的保护原理，来分析一下飞机在空投时，采用了哪几种防震保护措施呢？ 2.揭示主题 师：这些防震保护方式真的有效吗？在正式设计制作空投包之前，我们先一起来研究防震原理和防震保护效果。所以今天我们的主要任务就是研究防震原理。 课件板书：防震原理研究 师：我们今天还是要通过空投包去研究，那要怎样设计空投包呢？ 师：那好，我们参照生物原型，先做个模型来验证一下吧！ 实验 师：请同学们以小组为单位设计生物模型，然后根据生物模型制作简单模型进行实验，来验证生物原型的防震效果 小组讨论，组内交流汇报 老师巡视指导 （1）课件出示图片 师：说得非常好，那你知道在这个实验中，有困难的地方是哪里吗？ 师小结：蒲公英的种子像蓬松的小伞减慢了下降的速度，也能飞得更远，但因为蒲公英较轻，所以难以控制落地位置。 （2）师：别的组呢 课件出示 师：猫爪的肉垫柔软，使其在落地在做猫爪肉垫模型时，所以猫爪肉垫落地位置容易确定，缓冲效果好；但是降落速度难以控制。 （3）椰子模型实验 课件出示 师小结：椰子果，结构独特，布满纤维的中果皮和皮革质地的外果皮，双重力量起到更好的保护作用。所以椰子外壳坚硬，但是内部柔软，包装厚重，不方便拆卸。 师：其实大自然中有许多我们的老师，我们的很多问题都可以到大自然中去寻找答案。就像刚才我们研究的蒲公英、猫爪、椰果外壳的防震原理都可以帮助我们，那到底是不是这样呢？我们可以通过对比实验来验证它们的效果，那就请大家还是以小组为单位，根据研究出来的实验方案，进行实验吧。 小组实验，老师巡视指导 课件出示材料超市 师：这是材料超市，各组选择自己需要的材料，用有模型保护的和不用模型保护的作对比，看看有什么不同？ 师提示：我们在做对比时，还要做到公平，除了防震措施，其他因素要保持一样，比如一次性杯子里的橡皮泥要一样中重，要从同样的高度向下投放，还要投放到同一个位置。 请每个小组选择一种模型进行制作，并且进行对比实验，根据实验结果分析防震保护效果。学生活动1 欣赏视频 生举手回答 生1：我发现空投包从飞机的尾部开始掉落 生2：掉落时是不断往下掉落的，最后降落到指定位置。 ...... 生3：有减缓下落速度，增加缓冲效果，和增强保护力三种防震保护方式。 了解本课主题 小组讨论，组内交流汇报 生：要根据生物原型设计空投包，我们要先知道它们的防震原理是否有效...... 小组为单位设计模型，交流分享 组1：我们组设计的是蒲公英模型，这是我们的实验方案 生物原型是蒲公英，原理是蒲公英的种子像撑开的小伞，减慢了下降的速度，所以能实现安全着陆。我们根据它制作的模型是降落伞，材料有塑料纸、棉绳、一次性杯子等，我们主要是验证从高处落下，杯中物品是否完好。然后我们根据效果判断防震原理是否有效。 生1：难以控制落地位置 组2：我们小组研究猫爪肉垫模型 原理是猫爪柔软的肉垫，使得猫落地时得到了有效缓冲。设计的模型是气球缓冲器，用到的材料有气球、胶带、一次性杯子等，也是验证从高处落下，杯中物品是否完好。 组3：我们组研究的是椰子模型。生物原型就是椰子，原理是椰子有坚硬的外壳，可以是椰子掉落时，增强对椰子的保护，模型是椰子保护缓冲器，比如大家都常见的手机壳，材料有皱纹纸、瓦楞纸、胶带、一次性杯子等，也是为了验证从高处落下，杯中物品是否完好， 小组讨论 生1：我们选择塑料纸和棉绳做蒲公英的模型，用塑料纸和棉线做成一个降落伞，帮助一次性杯子，使其开口向上。 生2：我们选择将气球吹成一样大的小球，用胶带粘在一次性杯子底部及四周。 生3：我们选择用瓦楞纸和皱纹纸模拟椰子果的外壳，先包裹一层瓦楞纸，外面再包裹一些皱纹纸。 活动意图说明：通过回顾上节课生物原型，提出需验证其防震原理能否用于空投包设计。学生分组选择一种生物原型，设计实验方案，包括实验材料、步骤及预期结果。环节二：制作和反思教师活动2 师过度：自然界中的生物老师多种多样，它们有着各不相同的本领，比如说，为了减缓下降速度，为了飞得更远，蒲公英长有降落伞一样的“翅膀”。 1、制作 课件出示 师：下面我们再来欣赏一种植物 课件出示视频 师：大家认识它吗？振翅翱翔的不一定是鸟儿，也有可能是果实。若你在海南热带雨林里倚树而憩，起风时，就会看到长着翅膀、蹁跹而落的果实，它们就是植物界的飞行专家——翅果。 课件出示 翅果，又称翼果，是果实的一种类型。翅果的形状使得风能够将果实带到离母树很远的地方。翅果被称为“植物界的飞行专家”。 师问：它给我们什么启发呢？请大家仔细思考，举手回答 师小结：看来翅果对我们空投包的实验有很大的帮助，那大家想不想来试一试，做一对翅果的翅膀模型 课件出示材料超市 师：下面我们来看制作过程 第一步：按照翅果原型的样子制出模板，大小约是原物的2~3倍，在中线位置订上4个订书钉。 课件出示 第二步：把模型放在桌子边上按压，使模型上的中线与桌子边线垂直，仿造出最贴近翅果种子的拱形结构。 课件出示 第三步：用拇指、中指和食指抓住模型的棱角，轻轻地将它推出，使其水平滑向地面。如果模型在滑翔过程中不稳定，可以调整弧度或添加订书钉...... 课件出示 师问：通过制作翅果模型，大家有什么想法？ 师小结：是的，生物减缓下降速度的方法不止一种，增加缓冲效果、增强保护力度的方法同样也不止一种，所以我们要养成多观察、多思考的习惯，积极尝试用多种方式来解决实际问题，并且能够从中选出最好的方式。 2、反思 师：通过前面的学习，我们从大自然中学到了这么多防震方法，而且验证了它们的防震保护效果，制作出了一些模型，那这些模型各有什么优缺点呢？制作空投包时有哪些可以借鉴的地方？ 小组讨论一下 课件出示表格 师：既然每种方法都有一定的效果，也有这样或那样的不足，你们准备怎样选择呢？ 生举手回答 师小结：同学们今天，你学到了什么？课下可以继续寻找更多的防震方法，下节课我们一起来设计制作我们自己的“摔不坏的空投包”。学生活动2 复习前面认识的蒲公英 观看视频，认识翅果，了解翅果是一种可以飞行的植物， 生举手回答 生1：我发现翅果有着薄薄的翅膀，可以帮助它在空中缓缓飞行，然后轻轻着陆。 生2：如果我们给空投包也安装上这样 的翅膀，就可以减缓降落速度，安全着陆了。 ...... 小组合作制作翅果模型，交流发现与结论 生举手回答 生1：翅果的翅膀也能像蒲公英那样减缓下降的速度。 生2：看来生物减缓下降速度的方法不止一种。 ...... 小组讨论，交流汇报，互相补充 生举手回答 生1：翅果模型因为巨大的翅膀，减慢了下降的速度，所以能实现安全着陆。但是如果用在空投包的制作上，翅膀要很大才行...... 生2：这只是一个模型，要想做出作品，还需要更可行的设计，如果我们...... 生3：我们可以同时选择使用几种方法一起保护空投包，发挥各自的优势，弥补不足。活动意图说明：制作环节引导学生观察翅果种子的形态特点，学习制作“翅膀”，并且通过对比实验验证其防震效果。反思环节主要是引导学生总结分析每一种防震原理的优缺点，引导学生思考如何弥补每种模型的不足，启发学生选择多种原理，综合设计应用到自己的空投包上，互相取长补短，为下节课制作自己的空投包作铺垫。
7.板书设计 防震原理研究 蒲公英模型：减缓降落速度，防震效果好 猫爪肉垫模型：增加缓冲效果，防震效果好 椰子模型：有坚硬外壳，防震效果好 翅果模型：有巨大翅膀，减缓降落速度，防震效果好
8.作业与拓展学习设计 课堂练习： 一、选择题 1．做蒲公英模型的防震效果实验时，最有可能用不到的材料是（ ）。 A . 防扎 B . 防滑 C . 防震 2．右图是一个同学制作的气球缓冲器，他将气球缓冲器从二楼抛下进行实验，请回答。 （1）关于这个实验，下列说法不正确的是（ ） A . 抛下气球缓冲器前，要确定楼下没有人 B . 气球缓冲器着陆时，很可能是盛货物的纸杯先着地，气球起不到缓冲效果 C . 气球缓冲器着陆时，一定是气球先着地，气球起到了缓冲效果 （2）这个气球缓冲器的生物原理是（ ）。 A . 猫爪肉垫 B . 蒲公英 C . 翅果 二、判断题 1.蒲公英模型实验的原理是：蒲公英的种子像撑开的小伞，加快了降落的速度，所以能实现安全着陆。（ ） 2.椰子果有结构独特的中果皮和外果皮，双重力量起到更好的保护作用。（ ） 3.研究猫爪肉垫模型的防震效果时，生物原型是猫爪肉垫，实验模型为气球缓冲器。（ ） 4.蒲公英模型实验方案中，可以用塑料纸做伞面。（ ） 5.翅果模型的左右两片是对称的，且两片在同一水平面上。（ ） 【参考答案】 一、1.C 2.C 3.A 二、1. 2.√ 3.√ 4.√ 5. 作业布置： 你还知道哪些防震方法，课下继续寻找，分享给大家。
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