青岛版（六三制2017秋）科学五年级上册第六单元《创新与发明》大单元整体教学设计
文档属性
| 名称 | 青岛版（六三制2017秋）科学五年级上册第六单元《创新与发明》大单元整体教学设计 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 3.2MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 青岛版（六三制2017秋） | ||
| 科目 | 科学 | ||
| 更新时间 | 2025-07-16 10:58:37 | ||
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文档简介
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基本信息
学科 小学科学 版本 青岛版·六三制
年级 五年级上册
单元名称 第6单元《创新与发明》
单元主题 创新思维孵化营——从自然启示到科技创造
课时安排 3课时
一、单元主题
“创新思维孵化营——从自然启示到科技创造”
围绕仿生学原理、技术迭代规律和现代科技创新，引导学生经历“观察→模仿→改进→创造”的完整发明流程。
二、单元大情景
“未来发明家训练营”
学生化身“见习发明家”，通过三阶段任务获取“创新勋章”，最终参加“校园科技博览会”展示发明成果：
任务一：破解自然密码（《生物的启示》）
任务二：穿越技术长廊（《印刷术》）
任务三：畅游数字世界（《走进虚拟世界》）
三、课程标准分析
核心概念 13.工程设计与物化
学习内容 13.1 技术发明方法；13.2 科技推动社会变革；13.3 工程的关键是设计
学段目标 （5-6年级） 举例说明发明创造的常用方法；分析技术产品迭代规律；制作简易数字模型。
四、单元教材分析
本单元包括《生物的启示》《印刷术》《走进虚拟世界》三课，聚焦科技创新与工程设计，引导学生理解科学原理如何转化为技术应用，培养工程思维与创新意识。
《生物的启示》核心内容为通过观察生物特性（如葱叶的圆筒结构承重能力强），引导学生理解仿生学原理（如根据葱叶设计圆筒建筑）。分析生物结构与功能的关联（如蝙蝠超声波启发雷达发明）。培养从自然中获取灵感的创新思维，渗透“结构决定功能”的跨学科概念。
《印刷术》核心内容为梳理印刷技术发展史，从雕版印刷到活字印刷（毕升发明），再到现代汉字激光照排系统（王选团队）。动手体验活字印刷（土豆刻字、颜料拓印）。对比古今技术差异（如效率提升、环保改进）。理解技术迭代如何推动社会进步（如文化传播效率提升），强化“需求驱动创新”的工程思维。
《走进虚拟世界》.核心内容为探究VR技术原理与应用，重点分析VR眼镜的结构（镜片为放大镜）及成像原理（双眼视差形成立体感）。制作简易VR眼镜（纸盒+放大镜片）。讨论技术利弊（如长时间佩戴导致眩晕）。认识技术融合（光学+计算机）的创新价值，培养批判性评估科技应用的能力。
三课以“创新链条”为主线，形成递进式认知框架：
1.灵感来源（《生物的启示》）：从生物特性中提取设计灵感，奠定创新基础。
2.技术实现（《印刷术》）：通过工程优化解决实际问题，体现技术迭代过程。
3.前沿应用（《走进虚拟世界》）：融合多学科技术实现复杂功能，指向未来创新方向。
最终引导学生理解“创新源于观察，成于实践，归于应用”，为未来参与技术革新奠定基础。
五、教学目标
科学观念 理解仿生学原理、技术迭代规律、VR技术的基础应用
科学思维 运用类比推理（生物→发明）、系统分析（技术发展脉络）、批判性思维（评估技术优劣）
探究实践 设计仿生模型、活字印刷对比实验、制作简易VR眼镜
态度责任 认识知识产权重要性；辩证看待技术发展的利与弊
六、学情分析
1.年龄特点：五年级学生抽象思维能力初具，但对“技术迭代”“虚拟现实”等概念缺乏系统认知。
2.认知基础：已学习简单机械（杠杆、轮轴），但对跨学科技术整合经验不足。
3.学习难点：理解仿生学的结构-功能映射关系；虚拟现实的成像原理。
七、活动设置
（一）活动1：自然导师的馈赠（《生物的启示》）
1.目标：通过仿生案例理解“结构决定功能”
2.达成方式：
（1）实验：对比普通船桨 vs 鲸鳍状船桨的水流阻力（水槽+流速仪）
（2）跨学科：美术绘制“仿生设计思维导图”（啄木鸟→防震头盔）
（二）活动2：技术进化论（《印刷术》）
1.目标：分析技术迭代中的效率优化逻辑
2.达成方式：
（1）对比实验：雕版印刷 vs 活字印刷耗时统计（计时器+错字修正成本计算）
（2）工程实践：用橡皮章制作姓名印章，体验模块化设计优势
（三）活动3：虚实之门（《走进虚拟现实》）
1.目标：理解VR技术原理并解决实际问题
2.达成方式：
（1）制作：用凸透镜+纸盒制作简易VR眼镜，观看全景视频
（2）辩论赛：“VR技术能否替代实地考察？”（融入信息伦理教育）
八、教学方法
1.问题链驱动
层级问题（例）： “鱼鳍如何减少阻力？”（现象）→ “船桨改良的关键是什么？”（原理）→ “你还能设计哪种仿生工具？”（迁移）
2.技术史沉浸
角色扮演：学生扮演毕昇，论述活字印刷如何解决雕版缺陷。
3.具身认知
用身体模拟传感器工作原理（如转头触发视角变化）。
九、学习方法
1.类比学习
将技术迭代类比手机更新（大哥大→智能手机），理解“需求推动创新”。
2.失败重构法
记录VR眼镜制作中的光学误差，迭代镜片焦距方案。
3.专利分析法
研究口罩鼻梁条专利（仿生蒲公英飘絮结构），撰写“微专利申请书”。
十、评价策略
（一）单元总体评价策略
过程性评价（60%） 实验记录单、辩论表现、模型完成度
终结性评价（40%） 科技博览会展品（需包含设计图、原理说明、实物模型）
（二）分活动评价表
生物的启示 识别1种仿生案例 分析2种生物结构与功能映射关系 设计原创仿生工具并验证有效性
印刷术 复现雕版印刷流程 对比活字/雕版效率差异（数据支持） 提出3D打印技术的新应用场景
虚拟现实 制作简易VR眼镜 解释VR成像原理 辩论中提出技术伦理的可行性解决方案
十一、分层作业设计
活动1：生物的启示
基础作业 绘制“仿生设计图”（如蜂巢→建材） ★结构相似 ★★标注功能适配 ★★★材料创新
提升作业 撰写《仿生优化口罩方案》 ★1项改进 ★★2项+原理 ★★★实验验证
拓展作业 制作仿生流体船模并测试航速 ★完成制作 ★★数据记录 ★★★分析优化点
活动2：印刷术
基础作业 制作活字印章拓印古诗 ★完成拓印 ★★排版工整 ★★★修正错字
提升作业 对比手写/打印作业效率差异 ★记录时间 ★★分析成本 ★★★提出优化建议
拓展作业 设计“班级3D打印徽章”方案 ★草图设计 ★★结构标注 ★★★材料预算表
活动3：虚拟现实
基础作业 用VR眼镜观看月球漫步视频 ★描述体验 ★★记录2个细节 ★★★分析成像缺陷
提升作业 制作“VR安全教育”场景方案 ★1个场景 ★★交互设计 ★★★风险评估
拓展作业 辩论稿《VR能否取代实地考察》 ★1个论点 ★★2个论据 ★★★提出平衡方案
设计说明：
1.差异化实践：分层作业覆盖“模仿→改进→创造”三级能力，三星任务要求技术创新与伦理思考
2.社会联结：“科技博览会”邀请家长参与，强化学习成果的社会价值认同
此设计紧密围绕课标核心概念13，突出“设计思维”与“技术伦理”，符合五年级学生认知发展水平，可有效支撑核心素养落地。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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基本信息
学科 小学科学 版本 青岛版·六三制
年级 五年级上册
单元名称 第6单元《创新与发明》
单元主题 创新思维孵化营——从自然启示到科技创造
课时安排 3课时
一、单元主题
“创新思维孵化营——从自然启示到科技创造”
围绕仿生学原理、技术迭代规律和现代科技创新，引导学生经历“观察→模仿→改进→创造”的完整发明流程。
二、单元大情景
“未来发明家训练营”
学生化身“见习发明家”，通过三阶段任务获取“创新勋章”，最终参加“校园科技博览会”展示发明成果：
任务一：破解自然密码（《生物的启示》）
任务二：穿越技术长廊（《印刷术》）
任务三：畅游数字世界（《走进虚拟世界》）
三、课程标准分析
核心概念 13.工程设计与物化
学习内容 13.1 技术发明方法；13.2 科技推动社会变革；13.3 工程的关键是设计
学段目标 （5-6年级） 举例说明发明创造的常用方法；分析技术产品迭代规律；制作简易数字模型。
四、单元教材分析
本单元包括《生物的启示》《印刷术》《走进虚拟世界》三课，聚焦科技创新与工程设计，引导学生理解科学原理如何转化为技术应用，培养工程思维与创新意识。
《生物的启示》核心内容为通过观察生物特性（如葱叶的圆筒结构承重能力强），引导学生理解仿生学原理（如根据葱叶设计圆筒建筑）。分析生物结构与功能的关联（如蝙蝠超声波启发雷达发明）。培养从自然中获取灵感的创新思维，渗透“结构决定功能”的跨学科概念。
《印刷术》核心内容为梳理印刷技术发展史，从雕版印刷到活字印刷（毕升发明），再到现代汉字激光照排系统（王选团队）。动手体验活字印刷（土豆刻字、颜料拓印）。对比古今技术差异（如效率提升、环保改进）。理解技术迭代如何推动社会进步（如文化传播效率提升），强化“需求驱动创新”的工程思维。
《走进虚拟世界》.核心内容为探究VR技术原理与应用，重点分析VR眼镜的结构（镜片为放大镜）及成像原理（双眼视差形成立体感）。制作简易VR眼镜（纸盒+放大镜片）。讨论技术利弊（如长时间佩戴导致眩晕）。认识技术融合（光学+计算机）的创新价值，培养批判性评估科技应用的能力。
三课以“创新链条”为主线，形成递进式认知框架：
1.灵感来源（《生物的启示》）：从生物特性中提取设计灵感，奠定创新基础。
2.技术实现（《印刷术》）：通过工程优化解决实际问题，体现技术迭代过程。
3.前沿应用（《走进虚拟世界》）：融合多学科技术实现复杂功能，指向未来创新方向。
最终引导学生理解“创新源于观察，成于实践，归于应用”，为未来参与技术革新奠定基础。
五、教学目标
科学观念 理解仿生学原理、技术迭代规律、VR技术的基础应用
科学思维 运用类比推理（生物→发明）、系统分析（技术发展脉络）、批判性思维（评估技术优劣）
探究实践 设计仿生模型、活字印刷对比实验、制作简易VR眼镜
态度责任 认识知识产权重要性；辩证看待技术发展的利与弊
六、学情分析
1.年龄特点：五年级学生抽象思维能力初具，但对“技术迭代”“虚拟现实”等概念缺乏系统认知。
2.认知基础：已学习简单机械（杠杆、轮轴），但对跨学科技术整合经验不足。
3.学习难点：理解仿生学的结构-功能映射关系；虚拟现实的成像原理。
七、活动设置
（一）活动1：自然导师的馈赠（《生物的启示》）
1.目标：通过仿生案例理解“结构决定功能”
2.达成方式：
（1）实验：对比普通船桨 vs 鲸鳍状船桨的水流阻力（水槽+流速仪）
（2）跨学科：美术绘制“仿生设计思维导图”（啄木鸟→防震头盔）
（二）活动2：技术进化论（《印刷术》）
1.目标：分析技术迭代中的效率优化逻辑
2.达成方式：
（1）对比实验：雕版印刷 vs 活字印刷耗时统计（计时器+错字修正成本计算）
（2）工程实践：用橡皮章制作姓名印章，体验模块化设计优势
（三）活动3：虚实之门（《走进虚拟现实》）
1.目标：理解VR技术原理并解决实际问题
2.达成方式：
（1）制作：用凸透镜+纸盒制作简易VR眼镜，观看全景视频
（2）辩论赛：“VR技术能否替代实地考察？”（融入信息伦理教育）
八、教学方法
1.问题链驱动
层级问题（例）： “鱼鳍如何减少阻力？”（现象）→ “船桨改良的关键是什么？”（原理）→ “你还能设计哪种仿生工具？”（迁移）
2.技术史沉浸
角色扮演：学生扮演毕昇，论述活字印刷如何解决雕版缺陷。
3.具身认知
用身体模拟传感器工作原理（如转头触发视角变化）。
九、学习方法
1.类比学习
将技术迭代类比手机更新（大哥大→智能手机），理解“需求推动创新”。
2.失败重构法
记录VR眼镜制作中的光学误差，迭代镜片焦距方案。
3.专利分析法
研究口罩鼻梁条专利（仿生蒲公英飘絮结构），撰写“微专利申请书”。
十、评价策略
（一）单元总体评价策略
过程性评价（60%） 实验记录单、辩论表现、模型完成度
终结性评价（40%） 科技博览会展品（需包含设计图、原理说明、实物模型）
（二）分活动评价表
生物的启示 识别1种仿生案例 分析2种生物结构与功能映射关系 设计原创仿生工具并验证有效性
印刷术 复现雕版印刷流程 对比活字/雕版效率差异（数据支持） 提出3D打印技术的新应用场景
虚拟现实 制作简易VR眼镜 解释VR成像原理 辩论中提出技术伦理的可行性解决方案
十一、分层作业设计
活动1：生物的启示
基础作业 绘制“仿生设计图”（如蜂巢→建材） ★结构相似 ★★标注功能适配 ★★★材料创新
提升作业 撰写《仿生优化口罩方案》 ★1项改进 ★★2项+原理 ★★★实验验证
拓展作业 制作仿生流体船模并测试航速 ★完成制作 ★★数据记录 ★★★分析优化点
活动2：印刷术
基础作业 制作活字印章拓印古诗 ★完成拓印 ★★排版工整 ★★★修正错字
提升作业 对比手写/打印作业效率差异 ★记录时间 ★★分析成本 ★★★提出优化建议
拓展作业 设计“班级3D打印徽章”方案 ★草图设计 ★★结构标注 ★★★材料预算表
活动3：虚拟现实
基础作业 用VR眼镜观看月球漫步视频 ★描述体验 ★★记录2个细节 ★★★分析成像缺陷
提升作业 制作“VR安全教育”场景方案 ★1个场景 ★★交互设计 ★★★风险评估
拓展作业 辩论稿《VR能否取代实地考察》 ★1个论点 ★★2个论据 ★★★提出平衡方案
设计说明：
1.差异化实践：分层作业覆盖“模仿→改进→创造”三级能力，三星任务要求技术创新与伦理思考
2.社会联结：“科技博览会”邀请家长参与，强化学习成果的社会价值认同
此设计紧密围绕课标核心概念13，突出“设计思维”与“技术伦理”，符合五年级学生认知发展水平，可有效支撑核心素养落地。
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