8 生物的启示 教学设计-2023-2024学年科学六年级下册冀人版

8 生物的启示 教材分析 本节课是在学生认识了蝙蝠与雷达的相似性，知道了生活中的许多发明在自然界中都有对应的原型之后，进一步探究人们在自然界生物的启示下进行的发明创造，掌握仿生的定义，找到仿生产品在自然界中的原型。本节课设置了两项主要活动和一项拓展活动。活动1“苍耳的启示”，引导学生探究苍耳和尼龙粘扣的结构特点，比较二者之间的异同，通过阅读资料了解粘扣的发明过程，知道什么是仿生产品，了解仿生的过程。活动2“各种各样的仿生”，通过搜集资料、分类整理认识生活中常见的仿生产品，并根据产品特点进行分类，了解常见的仿生类型。应用与拓展环节“人工智能与仿生机器人”，目的是引导学生通过查阅资料、制作幻灯片、动手搭建等多种 学情分析 形式了解人工智能与仿生机器人技术，增加学生对了解最新科技发展的兴趣。本节课的教学内容旨在探究中让学生树立实事求是、尊重证据的科学精神，培养学生合作学习、沟通交流、尊重他人、形成集体观点的科学态度。让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精神。 在探究蝙蝠捕食原理与雷达工作原理的过程中，学生已经认识到有些科技发明与自然界中生物的特点有相似之处，为本节课的探究奠定了良好的认知基础。学生已经具备一定的实验、观察、探究、总结归纳的能力，具备良好的科学素养，能够与他人合作进行观察、分析和讨论、交流，尊重他人的意见并能与同组同学形成统一的观点，具备一定的搜集资料、整理概括的能力，为本课的探究奠定了良好的能力基础。学生对生活中常见仿生产品的观察有着浓厚的兴趣，为本节课的探究奠定了良好的情感基础。 科学知识目标 1．能说出仿生的定义和仿生产品的发明过程。 2．知道生活中常见仿生产品的特点和主要类型。 科学探究目标 1．能针对自然界中生物的特点与发明创造之间的关系提出可探究的科学问题。 2．通过观察、实验、查阅资料等方式了解仿生、仿生产品的相关信息。 科学态度目标 教学目标 1．对探究仿生的定义、过程、应用等相关知识表现出浓厚的兴趣。 2．能对不同个体进行实验观察，概括仿生的定义。 3．能与他人合作学习、沟通交流，形成集体观点。 科学、技术、社会与环境目标 感受科学发明与自然界中生物之间的联系。 重点 1．认识什么是仿生和仿生产品的发明过程。 2．认识常见仿生产品的特点和主要类型。 难点 1．通过实验、阅读资料、概括总结认识仿生及仿生过程。 2．列举常见的仿生产品，根据其特点进行分类。 教学设计 教学准备 教师准备 教学课件、放大镜、尼龙粘扣等。 学生准备 《学生活动手册》、苍耳种子等。 教学设计 一、情境导入 师：如图所示，一只哈士奇偷溜出门后在一片草丛中玩耍，出来后却苦不堪言。仔细观察图片，说说你发现了什么。 生：哈士奇的脸上粘了很多苍耳的种子，它应该是在草丛中玩耍时跑到了苍耳丛中。 师：苍耳的种子为什么能粘在狗的身上呢？苍耳又是怎么给狗造成困扰的呢？ 生：苍耳种子的表面长了很多毛刺，因此能够牢牢地粘在狗的身上，很难摘下来。 师：仔细观察苍耳种子的图片，今天我们就来探究苍耳种子的秘密。 设计意图：以哈士奇身上粘了苍耳种子的情境引入，激发学生的学习兴趣，进而通过提出问题激发学生的探究欲望，引入新课的学习。 二、实验探究 活动1：苍耳的启示 师：苍耳的种子为什么能够挂到动物的皮毛上？它能够给人们什么启示呢？选择苍耳种子或牛蒡果，通过实验进行研究。 生：进行实验并总结，将实验结果记录在《学生活动手册》的表格中。 1．实验方法。 （1）用放大镜观察苍耳种子和羊毛织物的特点。 （2）将羊毛织物平放在桌面，把苍耳种子按在羊毛织物上。 （3）向上拉起苍耳种子，观察有什么现象。 师：苍耳种子的外形有什么特点？ 生：苍耳种子呈椭圆形，表面有很多带钩子的硬刺。 师：苍耳种子为什么粘到羊毛织物上不易掉下来？ 生：苍耳种子表面上的硬刺能牢牢地勾住羊毛纤维，所以不易掉下来。 师：苍耳种子的特点能给我们什么启示？ 生：科学家根据苍耳种子表面上的硬刺能够钩住羊毛纤维的特点发明了尼龙粘扣。 2．观察尼龙粘扣的结构特点。 （1）用放大镜观察粘扣上下两层的特点。 （2）将尼龙粘扣上下层对齐，按压，并平放在桌面。 （3）向上拉起粘扣上层，观察有什么现象。 师：苍耳种子与尼龙粘扣各有什么特点？ 生：苍耳种子表面有很多带钩子的硬刺；尼龙粘扣刺面是硬挺直立、不易变形的钩子，绒面是绒毛纤维。 师：它们在结构上有什么相同点？ 生：都有很多带钩子的刺。 师：试着用自己喜欢的方法，整理概括苍耳和尼龙粘扣结构之间的关系。 生：交流展示。 师：结合下面的资料，我们能够得出什么结论？ 生：像粘扣这样，通过模仿某一生物的结构、功能、行为等特征，来发明创造新产品的科学方法就是仿生。仿生产品都能够在自然界找到相似的原型。 设计意图：鼓励学生通过观察分析，对比概括认识苍耳和尼龙粘扣之间的共同点，通过资料阅读了解仿生产品的发明过程，认识什么是仿生。 活动2：各种各样的仿生 播放视频了解仿生学的应用 师：生活中还有哪些仿生产品的应用？以小组为单位进行资料搜集。 生：搜集各种仿生产品的资料并记录下来。 1．人类模仿鸟儿的翅膀和流线型的身姿，制造出了飞机。 2．人类模仿鱼类的身体特点，制造出了潜水艇。 3．人类模仿苍蝇、蜻蜓等昆虫的复眼，制造出了复眼透镜。 师：仔细分析这些仿生产品的特点，比较它们有什么不同。 生：分析并进行比较。 师：根据仿生产品的不同特点进行分类，将结果记录在《学生活动手册》的表格中，并用自己擅长的方式整理呈现出来。 生：分析概括、交流总结。 师：仔细观察教材中的三幅图片，看看这些仿生产品分别模仿的什么生物，并说说它们模仿了生物哪个方面的特点。 生：海豚船是模仿海豚流线型的外形制成的；机械手是模仿人类手的结构制成的；迷彩服是模仿自然界中植物的颜色制成的。 师：仿生可以分为几种类型？仿生有什么作用？ 生：仿生可以分为形态仿生、功能仿生、结构仿生、色彩仿生等主要类型。运用仿生方法可创制新的机械，发明现代化识辨仪器，改进通信系统，设计新颖的工艺。 师：概括总结。 仿生类型 主要特点 仿生实例 形态防生 模仿生物的形态 海豚船 功能防生 模仿生物的功能 飞机、复眼照相机 结构防生 模仿生物的结构 建筑薄壳结构、雨伞、机械手 色彩仿生 模仿生物的色彩 迷彩服 设计意图：通过列举、分析了解仿生应用的实例，根据仿生产品的特点进行分类，增加学生对仿生产品的了解。 三、应用与拓展 活动：人工智能与仿生机器人 师：人脑具有极强的逻辑思维能力，不同的生物有不同的结构与功能，能够完成不同的任务。现在，人工智能（AI）与仿生机器人技术开始迅猛发展。下面一起来看看科学家应用人工智能与仿生技术制作的仿生袋鼠、仿生蚂蚁。 1． 如图所示的仿生袋鼠，不仅外形和袋鼠相似，它们还能作出和袋鼠几乎完全一样的动作。 2．如图所示的仿生蚂蚁，虽然外形很小，但是它们可以很容易地进入到一些狭小的空间内部，并用装在头部的3D立体摄像头把其中的情景记录下来供科学家研究。 生：分享交流。 师：选择一个感兴趣的话题，查阅有关资料，制作一份幻灯片，或者动手搭建一个仿生机器人，然后介绍给身边的人。 设计意图：通过观察、分析，引导学生对人工智能和仿生机器人产生浓厚的兴趣，鼓励学生用不同的方式体会人工智能（AI）与仿生机器人技术的发展。 四、总结回顾 1．用自己的话概括本节课所学到的知识。 2．你还有什么想要探究的问题？ 学科网（北京）股份有限公司 $$