第六单元《创新与发明》教学设计-2024-2025学年科学五年级上册青岛版

2021秋青岛版科学六三制(2017)五年级上册第六单元《创新与发明》全单元全套精品教案教学设计 6.23《生物的启示》精品教案教学设计 【教材分析】 《生物的启示》是青岛版科学六三学制五年级上册《创新与发明》单元的第一课时。本课以学生研究葱叶的典型生活经验为切入点,通过构建模型,搜集有关仿生学的信息资料,使学生了解什么是仿生,怎样进行仿生,知道人们在生物的启示下进行的发明创造,培养学生亲近自然的情感和勇于创新的科学态度。 本课教科书分为三部分。第一部分问题与猜测,是通过观察葱叶,发现葱叶不容易弯曲,由此引发猜测与什么有关。第二部分探究与实践,有两个活动。活动一:研究圆筒结构的性能。教科书展示了同学研究圆筒结构的情境图,意在提示学生利用纸筒模拟葱叶结构,把一个纸筒像桥面一样架起来,然后往上面放小祛码,会发现圆筒结构不易弯折,平板结构易弯折。通过研究圆筒结构使学生发现,圆筒结构比平板结构的纸筒承受压力大,承重能力强。活动二:观察生物的特点,进行仿生设计。引导学生根据仿生的发明过程,尝试设计仿生产品。第三部分拓展与创新,提出拓展活动的两个指向。一是继续调查身边的仿生实例,了解人们是怎样模仿生物设计产品的。目的是加深学生对仿生的认识,培养学生搜集整理信息的探究能力。二是把仿生探究拓展到课外,使学生保持与发展想要了解世界,勇于尝试,乐于探索与发现周围事物奥秘的欲望。 教材活动的设计目的是让学生经历仿生的过程,了解仿生产品的研制过程,培养学生亲近自然的情感,激发学生向生物寻求智慧的兴趣。 【教学目标】 1.知道很多发明可以在自然界找到原型;知道什么是仿生,了解仿生的流程。 2.会根据葱叶结构制作圆筒结构模型;能做圆筒结构与平板结构的承重对比实验。 3.能对设计仿生产品产生浓厚的创作热情,会设计简单的仿生产品。 4.了解人类的好奇心和社会的需求是科学技术发展的动力,技术的发展和应用影响着社会发展。 【教学重难点】让学生经历仿生的过程。 【学生分析】 学生经过四年级的科学学习,学生已经学会了在教师的引导下,自主探究学习,前面的学习已经为本科的学习打下了基础,学生能够结合身边的实物,分析了解生物的特征和身边的实物的关系,让学生了解观察生活的重要性,明白科学来自生活。 【教学过程】 一、问题与猜测 1.展示葱叶在自然环境中生长的图片或视频,提出问题:葱叶为什么不容易倒?引导学生思考并提出假设:“这可能和葱叶的结构有关系。” 2.每小组各领取两棵葱,一棵葱叶完整,一棵能呈现葱叶横截面及内部结构。引导学生分小组观察讨论,并思考问题: (1)葱叶是什么结构?有什么特点? (2)这种特点和葱叶不容易弯曲有关系吗?为什么? 3.小组讨论后,分别表明自己小组的观点,并阐述理由。 【设计意图:引导学生从身边熟悉的事物入手,通过实物、图片或视频等方式,观察并发现葱叶的独特结构,激发学生探索葱叶不容易倒的研究兴趣。】 二、探究与实践 (一)研究圆筒结构的性能。 1.每小组准备A4纸,思考如何借助纸模拟葱叶的圆筒结构。 2.小组合作探究:借助模型验证葱叶的圆简结构可以使葱叶不容易弯折,是因为葱叶的圆筒结构比平板结构的承重能力强。讨论实验方案,进行检测,并将实验方法和实验结果记录在《科学学生活动手册》中。 汇报实验结果,得出结论;圆筒结构比平板结构承重能力强,正是圆简结构的特点才使得葱叶不容易弯折。 3.展示A4纸圆筒结构和葱叶的对比图,教师出示概念“通过制作某些东西来解释难以直接观察的事物(如内部构造、事物的变化以及事物之间的关系等),就是建立模型。” 4.思考人们如何应用葱叶的这种性能。 让我们来做“小小发明家”。 小组讨论,思考圆筒结构的这种性能可以用来设计什么产品。 在《科学学生活动手册》中画出自己的设计图,并阐述如何应用,以及对人们带来哪些便利。 生活中有哪些圆筒结构的物品,列举并说明用途。 5.回想刚才的过程,我们经历了从探究葱叶性能到建立圆筒模型,再对模型进行检测,然后根据这种性能特点设计产品。出示概念“人们根据葱叶的结构特性,设计、制造出了圆筒结构的物品,这就是仿生。” (二)观察生物的特点,进行仿生设计。 1.观察章鱼图片:这是什么动物?并观看章鱼在海底行走的视频。 提出问题:“章鱼是利用身体的哪个部位实现在海底行走的?”章鱼是借助腕足来行走的。 出示腕足的图片:观察章鱼腕足有什么特点。 腕足上的吸盘有吸附功能,正是这种功能让章鱼实现了在海底稳步行走。 提出问题:“根据章鱼腕足的特点你能设计出仿生产品吗?” 小组讨论后,在《科学学生活动手册》中画出设计图并阐述作用。 思考:生活中还有哪些产品是利用了章鱼腕足的特点而发明出来的? 【设计意图:本环节的设计是引导学生先对生物性能展开研究,进而建立模型、模型检测、产品开发,通过一系列过程,让学生明白什么是仿生,了解仿生产品给人们的生活带来了便利,通过借助章鱼腕足的特点设计仿生产品,体验仿生过程,意识到生活中有很多产品是借助生物性能而发明出的仿生产品。】 三、拓展与创新 1.提出问题:哪些重大发明受到了生物的启示? 2.谈话:生活中还有哪些产品是受到生物性能的启示才发明出来的。 思考并把结果记录在《科学学生活动手册》中,同时在全班分享。 出示几种发明的图片:思考它们分别是受到哪种生物性能的启发才发明出来的。并做简单说明。 【设计意图:本环节的设计是引导学生通过了解生活中多种多样的仿生产品,意识到仿生产品无处不在,它给我们的生活带来了极大的便利,知道生物启示的重要意义,激发学生善于从生活中发现科学问题,培养学生积极探索、善于发现的科学素养。】 【板书设计】 《生物的启示》 仿生过程:生物性能—建立模型—模型检测—开发产品 仿生学的发展及其在科学技术方面的应用。 2021秋青岛版科学六三制(2017)五年级上册 6.24《印刷术》精品教案教学设计 【教材分析】 《印刷术》是青岛版科学(六三学制)五年级上册《创新与发明》单元的第二课时。本课以书籍上文字的来源为探究点,引发学生思考,泡泡语的提示将这一问题的探究方向做了适当引导,激发学生对古代书籍字的来源以及现在印刷厂的探究兴趣。通过亲身体验制作印章,体验活字印刷术的制作,锻炼学生的观察和动手实践能力。感受伟大发明活字印刷术的神奇,培养学生的创新意识。 教科书分为三部分。第一部分问题与猜测,是以书籍上文字的来源为探究点,引发学生思考,激发学生对古代书籍字的来源以及现在印刷厂的探究兴趣。第二部分探究与实践,有两个活动,一是了解印刷术的发展与重大影响,二是体验活字印刷术。活动一教科书先后以图片加文字的形式呈现了隋唐之前的书籍文字样式,隋唐时期发明的雕版印刷术及其文字呈现形式,宋代活字印刷术的发明,以及20世纪80年代汉字激光照排系统的出现。同时教科书还呈现了资料卡,解释印刷术的出现对人类社会各个领域产生的重要影响。旨在引导学生充分了解从古至今文字记载方式的发展,及其对人类文明发展带来的巨大影响,感受文字的出现、记载及保存的重要价值。活动二教科书首先呈现了体验活字印刷术的准备工具和材料。旨在引导写生认识到制作前要考虑所需用到的工具和材料,并及时把工具和材料准备就绪,培养学生养成良好的实验准备意识。教科书还呈现了土豆块的准备,反向字的书写,正确的雕刻方式以及雕刻完成后沾上颜料的效果,并分四步配以文字说明。同时在教科书右侧一学生展示雕刻的自己名字成品样式。旨在引导学生善于观察分析图示,并根据图示和文字介绍,自主制作。第三部分拓展与创新,通过展示静电复印机和照片打印机,同时解释了它们所应用的技术,静电打印机应用的是静电技术,照片打印机应用的是超微墨滴打印技术,目的是告诉学生印刷技术并没有停留在原地,而是在不断的发明创新,研制出更先进的技术,创新出更便利、更好用的印刷设备。 教材活动的设计目的是让学生经历印章印字的过程,了解伙子印刷术的发明过程,培养学生的动手能力,激发学生的探究精神。 【教学目标】 1.了解古今文字的记录方式,知道印刷术的发展历程。 2.能在制作过程中,体验活字印刷发明创造的过程及技术的应用。 3.能在好奇心的驱使下,对雕刻印章产生浓厚的兴趣。 4.认识到技术的发展和应用影响着社会发展。 【教学重难点】认识印刷术的历史及其重大影响,根据印刷术原理,利用土豆等体验活字印刷术。 【器材准备】 学生准备:土豆、刻刀、纸、笔、颜料。 教师准备:土豆、刻刀、纸、笔、颜料、课件。 【教学过程】 一、问题与猜测 播放视频:2008年8月8日晚北京奥运会开幕式上的“字模”表演。 1.观看视频并思考:文字是通过什么方式记录下来的? 学生自由交流。 2.提出问题:古代的人们是怎么记录文字的? 学生自由回答。 3.提出问题:印刷术是怎样产生的?古代的人们是怎样一步一步从手抄到发明印刷术的?引出课题:印刷术。 【设计意图:本环节的设计目的是引导学生探究文字的记录方式,通过问题引入,增强学生的探究兴趣,为下面的探究与实践环节作铺垫。】 二、探究与实践 (一)印刷术在中国的发展及其重大影响。 印刷术是我国古代的伟大发明,对人类文化传播和世界文明进步作出了杰出的贡献。 1.思考问题:你们知道几种印刷术? 小组成员通过上网、查阅书籍、参观印刷厂、访问印刷厂工人等方式,收集有关信息并进 行筛选、整理、分析并汇报。 2.教师播放视频文字记录方式发展历程的视频,介绍从古代手抄到雕版印刷术再到活字印刷术的整个过程,对各时期历史的影响,以及各种技术的利弊。 学生观看视频后,交流:各个时期印刷术的发展及其影响。 3.小结:印刷术的发明,是人类文明史上的光辉篇章,对人类社会的许多领域产生了深远影响。尤其在文化传播方面,印刷术产生后,大量的文字典籍可以被更方便、更准确地保存下来。 (二)体验活字印刷术。 让我们回到历史时空的隧道里,去亲身体验一下我们祖先制作活字印刷的经历。 1.准备好材料、工具,小组长领取材料;橡皮、刀片、印泥、毛刷、纸等。 讨论汇报: (1)桌面上有哪些工具? (2)每种工具各是用来做什么的? 2.把全班学生分成多组,讨论具体活字印章的制作方法。 (1)学生讨论汇报:如何制作活字印章? (2)课件展示具体制作方法: ①将土豆切成方块。 ②在纸上写出某个字的反向字。 ③在土豆块上依照写出的反向字描出字的轮廓。再用刻刀雕刻,将写字的一面字以外的其他部分剔除。 ④按顺序排列所需的印章,对齐后用橡皮筋固定。 ⑤蘸上颜料,在纸上印出字。 3.根据上述操作步骤,刻制需要的印章,并将制作过程记录在《科学学生活动手册》上。 4.制作完成后,各小组评选最佳作品,向全班展示并说明制作过程及注意事项。 【设计意图:本环节的设计目的是引导学生了解文字记录方式的发展历程,了解印刷术在中国的发展及其重大影响。通过体验活字印刷术,感受发明制造的过程及其原理,意识到一项重大发明给人们带来的深远影响。同时也锻炼学生动手实践和小组合作的能力。】 三、拓展与创新 了解当今先进的印刷技术。 1.学生汇报制作中的体会及与现代印刷术的差异。 2.播放视频,介绍当今先进的印刷技术产品,让学生了解其功能及工作原理。 学生将了解的当今先进印刷技术记录在活动手册上,并分享给全班同学。 3.结合本节课的学习,针对未来的印刷技术,大胆创新,提出好的建议或想法。 【设计意图:本环节的设计目的是拓宽学生视野,通过展示当今先进的印刷技术,让学生意识到科学技术在不断发展,正是不断的发明创新才创造了现在的多彩世界,激励学生学习科学的欲望。】 【板书设计】 印刷术 手抄 活字印刷术(毕昇) 体验活字印刷术 2021秋青岛版科学六三制(2017)五年级上册 6.25《走近虚拟世界》精品教案教学设计 【教材分析】 《走近虚拟世界》是青岛版科学(六三学制)五年级上册《创新与发明》单元的第3课时。本课以学生观看VR视频为切入点开启VR之旅,让学生对VR眼镜的结构产生兴趣,设计制作VR眼镜,从而走进虚拟世界。 教材由三部分组成。第一部分是问题与猜测,通过学生戴着VR眼镜体验过山车的惊险刺激的情境,提出问题:戴上VR眼镜看屏幕上的画面,为什么会有身临其境的感觉?引导学生思考:VR眼镜里藏着什么秘密呢?从而引发学生对VR眼镜构造及其原理产生好奇心和探究欲。第二部分是探究与实践,由两个活动组成:第一个活动了解VR眼镜的结构,让学生通过拆分一款常见VR眼镜,观察探究VR眼镜,了解VR眼镜的各部分构造,知道VR眼镜之所以神奇其关键可能在于镜片,以此提高学生的观察分析能力;第二个活动是制作VR眼镜,学会制作VR眼镜的方法,初步培养技术和工程意识。第三部分评价与创新,通过了解VR技术的应用,拓宽学生视野,激发学生的创造力。 【教学目标】 1.了解VR眼镜的结构及其原理;知道VR技术会给人类社会发展带来影响和变化。 2.能通过交流设计VR眼镜的方案,并能利用身边的材料制作VR眼镜;对制作活动进行过程性反思,及时调整。 3.能从不同视角提出设计思路,采用新的方法、材料完成VR眼镜的设计与制作。 4.对VR眼镜现有的和未来的应用领域进行大胆畅想;知道过度使用VR眼镜可能对人身体健康产生负面影响。 【教学重难点】 1.VR眼镜相关信息的整理和分析。 2.VR眼镜盒制作尺寸的确定。 【器材准备】 学生准备:卡纸、放大镜、剪刀、尺子、彩笔、手机等 教师准备:课件、卡纸、放大镜、剪刀、尺子、彩笔、手机等 【教学过程】 一、导入新课 出示VR眼镜:这是一副神奇的眼镜,你们想不想体验一下? 出示大屏幕(游戏场面),戴着VR眼镜体验的同学手舞足蹈,其他同学很安静地观看。 提问:为什么他(戴了VR眼镜)看大屏幕的画面,会出现手舞足蹈的情况,我们却什么视频。感觉也没有? (请体验VR眼镜的同学交流感受。) 提问:戴上这副眼镜为什么会有身临其境的感受? 导入课题:其实这位同学所戴的眼镜就是VR眼镜,看来这副眼镜里藏着很多秘密。今天这节课就让我们一起走进VR眼镜的世界,探究它的奥秘吧。(板题:走进虚拟世界。) 二、了解VR眼镜结构 1.出示VR眼镜:VR眼镜有什么秘密呢?让我们一起来看一看。 2.让学生观察教科书图片(有条件的可以拆分VR眼镜),了解各部分结构:镜盖、镜片、镜盒,还需要有屏幕。(板书:镜盖、镜片、镜盒、屏幕。) 3.提示观察镜片特点:中间厚、边缘薄。(板书:放大镜。) 4.提出问题:为什么要用放大镜做VR眼镜的镜片? (学生猜测镜片的作用。) 5.小结:放大镜的作用是增大视角,将画面放大,增强立体效果,让人有身临其境的感觉。(板书:增大视角、增强立体效果。) 三、做个VR眼镜 1.设计方案。 教师引导学生根据材料(卡纸、放大镜镜片、尺子、彩笔等)进行自主设计。 2.交流要注意的问题。 (1)安全使用剪刀。 (2)放大镜轻拿轻放,不要磨损镜片。 (3)准确测量焦距等。 3.进行制作。 (1)测量手机大小。 (2)做成长方形盒子,盒子的尺寸略小于手机的尺寸。 (3)测量通过放大镜清晰观看屏幕显示图像时眼镜与屏幕的直线垂直距离。 (4)测出学生的瞳距,在盒子上裁剪出两个大小相同的圆孔(直径比放大镜镜片略小,且两圆心距等于瞳距)。 (5)将放大镜粘到两个圆孔内。 4.对作品的外观进行评价。 四、应用体验 1.VR眼镜做好后,小组长取出教师事先准备的手机。 2.打开手机中的VR视频,把自制的VR眼镜扣在手机上观看,测试自己制作的VR眼镜。 五、游戏体验立体感 提问:尽管我们能通过VR眼镜看到放大、清晰、立体的图像,那立体感是怎么产生的呢? 让我们通过一个小游戏来探究一下原理。 游戏:用一只眼睛看手指。教师和一学生演示要领,其他学生做。引导学生感受到一只眼睛看物体立体感差,两只眼睛看物体才能在大脑中形成立体感。 小结:原来一只眼睛看物体立体感差,两只眼睛看物体才能在大脑中形成立体感。VR眼镜需要同时使用两片放大镜才能看到立体的效果。 六、拓展创新 1.谈话:今天我们亲自动手设计、制作和改进了VR眼镜,并进行了体验。其实,随着科技的发展,VR技术越来越成熟,应用也越来越广泛。用视频展示VR眼镜在生活中的应用:虚拟游戏、虚拟课堂、虚拟医疗…… 提问:未来VR技术还能应用在哪些领域呢? 学生交流。 2.交流:为什么VR眼镜不能长时间佩戴? 小结:虽然VR眼镜是可以让我们走进虚拟世界,但是VR眼镜不能长期佩戴。佩戴时间过长,容易引发眼睛疲劳、晕眩、视觉紊乱,产生一定的负面影响。现在,大家正处在生长发育阶段,佩戴时间最好不要超过半个小时。科学技术是一把双刃剑,用好了可以造福,用 得不好就会对我们造成伤害。我们要利用这把双刃剑造福人类。 【板书设计】 走进虚拟世界 VR眼镜:镜盖、镜片、镜身 屏幕 学科网(北京)股份有限公司 $$