5.19. 生物的启示 教学设计

《生物的启示》教学设计
【教学目标】
科学探究：
1．通过观察，了解葱叶的特点，设计对比实验，发现筒形结构的特性和作用。
2.
通过设计对比实验、建立筒形结构模型，进行实验验证和模型检测，明确筒形葱叶特性。
3.
走进生活拓展延伸，了解更多生物的仿生设计及在生活中的仿生应用。
科学知识：了解什么是仿生及仿生过程。
德育及情感态度价值观：
1.培养学生的想象能力，开阔学生思维。
2.激发学生的仿生兴趣，培养学生的仿生能力。
3.培养学生创新精神和勇于探索的科学品质。
【教学方法】实验探究法、引导发现法、小组合作法
【教学重点】什么是仿生，让学生经历仿生的过程。
【教学难点】走进生活拓展延伸，了解更多生物的仿生设计及在生活中的仿生应用。
【教具准备】
教师准备：多媒体课件、教师演示材料（蛋壳、砖头、毛巾）、分组实验材料（新鲜的葱叶、实验记录单、相同大小的纸张、硬币、双面胶、支架）
学生分组实验材料：新鲜的葱（棵）每组一棵、实验记录单、相同大小的纸张每组2张、硬币每组15个、双面胶、支架
【教学过程】
?一、实物导入，引出课题
出示实物：锯
师：你们知道是谁发明的锯？
生：鲁班。
师：鲁班是我国古代出色的发明家。他是受到什么启示发明了锯？
生：茅草。
板书：茅草
师：这根小小的茅草有什么特性呢？
生：两边有齿。
师：也就是锯齿的结构是吧。
师：你观察的真仔细。正是茅草的这一特性，给了鲁班这么大的启示，有了一项重要的发明，这就是生物带给人们的启示！
【板书课题】生物的启示
二、探究活动，发现筒形生物的启示
活动一：葱叶的启示
（一）引导学生发现葱叶性能
师：老师今天也带来了一样植物（出示葱），认识吗？
师：那大家仔细观察一下葱叶，它有什么独特的地方？
生：直直地。
师：你觉得每个葱叶子都能直直地挺立的原因是什么？
师生共同交流。
（二）建立筒形结构模型对比检测实验
1.进一步猜想
师：通过观察及简单的实验我们发现了葱叶的结构特性。那——是不是所有的材料制作成筒状结构都比扁平结构的承受力要大呢？
生猜测：是\不是。
2.设计方案并实验
3.规范要求：
4.学生分组进行实验操作。
5.分组汇报（实物投影）请大家迅速把实验材料收拾好。哪个小组愿意先来汇报？
6.最后你们的发现是——圆筒形结构的承受力比扁平结构承受力大。
7.哪个小组愿意再来交流？两个小组的发现都一样，大家也都同意吗？好。
8.教师总结：通过刚才的对比试验，我们发现了：圆筒状的葱叶比扁平状的葱叶承受力大。板书！【板书：葱叶
筒状
承受力大】
（三）葱叶仿生
1.生活中的葱叶仿生实例
师：其实人们早就发现了筒形结构的这一特性，并运用到我们的日常生中中，同时帮我们解决了不少生活中的问题呢。想一想，生活中都有哪些物品是应用了筒形结构的特性而设计的吗？
生：圆筒形的桥墩；钢管、电线杆……
恩，生活中随处可见筒形结构的产品！（板书：新产品）
（课件播放：烟囱、水管……等）
2.教师小结
师：小小的葱叶真了不起，看来植物的特性不容忽视。
活动二：蛋壳的启示
（一）引导学生发现蛋壳的性能
师：植物能带来这么多的启示，其他的生物是否也有独特的性能呢？（出示鸡蛋）生：鸡蛋。
师:我们的最爱是吧，几乎每早都要吃，那你在剥皮的时候，觉得蛋壳是否容易碎。
生：一碰就碎。
师：大家都觉得很容易碎是吧。老师这里有两个鸡蛋（出示鸡蛋），不能碰、敲只能用手捏，你觉得能把他捏碎吗？
生：能（信心十足，争先恐后）
师：我想请咱们班两个大力士上来试试，（生上台）其他同学可以为他们俩加油。
学生实验。
师：为什么两个大力士都捏不碎呢？
生猜想。(里面有东西)
师实验演示。师：见证奇迹的时刻到了！
师：为什么这么重的砖头压在只有2MM厚的蛋壳上，蛋壳不碎呢？（学生猜测交流）
生猜想。（可能是椭圆形的蛋壳能分散力。）
师：恩，你很善于思考，说的有一定的道理。
师：看看鸡蛋的形状，什么形的？它无论从哪个面看都是拱形，难道是因为拱形结构承受的压力大？怎样才能知道我们的猜测是正确的？（生：做实验）
（二）建立拱形结构对比检测实验
师：那接下来我们还借助硬币、纸片、支架来设计一个验证拱形的结构比平板结构的承受力更大的实验？
这次我们可以不用小篮子，直接将硬币一个个往上放。实验要求和方法大家可以参照实验记录单二。
生分组实验,交流结果。
观察结果，得出结论。
师：孩子们，现在让我们看一下检测的结果，这又说明了什么？拱形纸比平板纸的承受力要大，要坚固。那么受它的启发，人们又发明了什么呢？（生交流：拱形桥）
（三）拱形蛋壳仿生
师：聪明的人们受到拱形蛋壳的启示，发明创造了很多既美观又坚固的建筑。（课件出示建筑：拱桥，拱形的棚顶，圣路易斯拱门，美国的白宫、太空针塔。看，它的外形多像拱形的蛋壳呀！
师：它们都是根据拱形结构质地轻巧、却非常耐压、承受力大的特性而设计的。它们都是利用了薄壳状拱形物体承受压力强的特性而建造的。（板书——新产品）
三、回顾仿生过程，引出仿生概念
师：现在，请同学们回想一下，刚才，我们通过对圆筒形葱叶和拱形蛋壳的研究，经历了哪些研究过程？（让学生先回答。）
学生回答：研究物体的特点——制作纸模型——检测——新产品。我们做检测的目的是什么呢？也就是为我们科学研究提供强有力的依据。是这样的吗？
恩，刚才我们所进行的探究活动，实际上经历了这样一个过程，先“发现生物性能——然后建立模型——进行模型检测——研制、开发新产品”
，在科学上这个过程就叫做仿生。（课件）板书（生物性能——生物模型——模型检测——研发产品）
四、走进生活，拓展仿生实例
导语：仿生是受到了生物的启示，根据生物的性能，研制开发新产品。
师：你知道，生活中还有哪些物品是受到生物的启示而发明的？（学生交流：鸟的启示发明了飞机、鱼——船、章鱼——吸盘，变色龙——迷彩服、机器人……）
师：还有更多科技产品都是仿生发明的，你能将下列生物与仿生产品一一对应起来吗？
（课件：蝙蝠——雷达、蒲公英——降落伞、乌贼——火箭、苍耳——尼龙搭扣）变色龙──迷彩服
生对应连线。
五、拓展创新，尝试仿生设计
师：
其实，同一个生物，还能给人们多种启示呢。大家对它了解吗？（课件视频播放）
师：一只小小苍蝇，给我们带来了这么多发明创造。只要善于观察和思考身边生活，你就能成为仿生发明家。
师：请仔细观察这些叶子的形状，你能从中得到哪些仿生启示？（屏幕：奇思妙想）生交流：扇子，雨伞，鲁班发明锯，……
师：除了形状，叶脉又能给你哪些启示呢？想想叶脉都有什么作用？（1.运输水分和养料2.支撑）和小伙伴说说你又有了哪些奇思妙想吧。
老师引导：灌溉器，下水道管网，防盗网……
师：课下，请大家继续思考，展开仿生设想，并能设计实验进一步验证你的设想，能研制出仿生产品就更棒了。下节课我们再来继续来交流。
六、课后延伸，培养科学探索精神
同学们，任何一门科学的发展都是永无止境的，仿生学也是这样。现代仿生学已经非常发达，涉及到医疗、卫生、交通和国防安全等方方面面。（播放视频）
老师相信，只要我们拥有锲而不舍、勇于探索的科学精神，相信未来的生活有了大家的智慧一定色彩斑斓，请大家课后继续去观察，了解更多生物的性能，发明出更多的产品，服务于我们的生活，服务于我们的社会。
七、板书
生物的启示
葱叶
筒状
承受力大
蛋壳
拱形
承受力大
仿生
生物特性
模
型
检测
新产品