第23课 生物的启示教学设计-2024-2025学年青岛版科学五年级上册

《生物的启示》教学设计 一、 核心概念 （十二）技术、工程与社会 （十三）工程设计与物化 二、学习内容与要求 本课内容主要对应课标中核心概念及学习内容和内容要求如下： 核心概念（十二）技术、工程与社会 12.1•技术与工程创造了人造物，技术的核心是发明，工程的核心是创造。 5-6 年级：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， 知道发明会用到一定的科学原理，很多发明可以在自然界找到原型。 12.2•技术与工程改变了人们的生产和生活。 5-6 年级：③知道技术对提高生产效率或工作效率的影响，举例说明应用适当技术可以提高生产效率 或工作效率，应用所学科学原理设计并制作出可以提高效率的作品。。 核心概念（十三）工程设计与物化 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。 13.3 工程是设计方案物化的结果 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、 教材分析 《生物的启示》是青岛版小学科学五年级上册第六单元《创新与发明》中的第一课。以“葱叶给我们 什么启发”这一问题情景，引发猜测，激发学生观察、研究葱叶构造以及仿生科学的好奇心和探究欲。 第一部分：问题与猜测 葱叶给我们什么启示? 教科书以蓝天白云下大片挺拔生长的葱叶为背景，聚焦本课研究的主题，提出 问题:“葱叶给我们什么启示?”意在引导学生对葱叶的圆简结构产生深度思考，激发探究欲望。引导学生 对葱叶不容易弯曲这一现象展开合理猜想，认识到解决问题前，需要依据原有的知识经验作出大胆的猜想 和假设。 第二部分：探究与实践 ●研究圆筒结构的性能。 本活动 3 个环节。 1、展示了 4 名学生两两一组，分别用纸做成的圆简结构与平板结构进行承重能 力对比实验。教科书还呈现了探究技能， 将学生所经历的探究过程提炼成抽象概念，了解建立模型的 相关知识，对建立模型有一个更科学、更深人的认识。 2、旨在引导学生在学会分析事物特点的同时要学会将其运用于生活实际,增强创新精神与实践转化意 识。 3、以葱叶的圆筒结构为例， 展示了仿生的一般性过程，即先从生物性能到建立模型，再到检测模型， 最后开发产品(电线杆) ，并给出了仿生的概念，目的是让学生通过这个流程了解仿生过程。启发学生在观 察研究章鱼腕足特点的基础上,利用这种特点进行仿生设计。 第三部分：拓展与创新 哪些重大发明受到了生物的启示? 这一部分的设计目的是让学生知道很多发明能在自然界找到原型, 体会人类运用智慧设计的发明或技术给人们生活带来的深远影响，意识到要善于运用发现的眼光、科学的 态度了解身边的事物，要培养发扬敢于尝试、勇于创新的科学精神进行发明创新，使我们的生更加方便、 舒适。 四、学情分析 （一）认知特点 具有初步的构思、设计、实施、验证与改进的能力。了解仿生过程，了解人们在生物的启示下进行的 发明创造。 •知道很多发明可以在自然界找到原型，能够说出工程师利用科学原理发明创造的实例。 （二） 已有知识经验与基础 五年级的学生在以往的科学学习中也接触到一些有关工程与技术的初步探究，比如一年级《小挂钩》， 二年级《磁悬浮笔架》，三年级《鸡蛋保护器》，四年级《小台灯》。本课的仿生学是学生新接触的一门 科学技术，需要立仿生科学技术的概念，了解在生物的启示下，人类发明的新技术新产品，初步体会这些 发明创造的原理和方法，建立工程技术科学概念，知道仿生学的基本步骤。 （三） 学习困难与障碍 仿生学是学生新接触的一门科学技术，本课经历一次仿生创作，构思一件小发明，对于大部分学生是一 次创新思维的挑战，学生的构思基本限于对现代产品的模仿。 四、教学目标 科学观念： 1、知道仿生创造的基本步骤包括发现生物性能、建立模型、检测模型、开发产品。2、了解仿生过程， 了解人们在生物的启示下进行的发明创造。•知道很多发明可以在自然界找到原型，能够说出工程师利用科 学原理发明创造的实例。 科学探究: 能基于所学知识，从事物的结构、功能、变化及相互关系等角度提出可探究的科学问题和研究假设， 制订比较完整的探究计划，设计控制变量的实验方案。具有初步的构思、设计、实施、验证与改进的能力。 尝试仿生设计，根据现实的需要设计简单器具生产物品或完成任务。 科学思维： 具有基于葱叶的结构、功能等启示展开想象的能力，能运用重组思维、发散思维、突破定势等创造性 思维的基本方法，基于科学原理提出有一定新颖性和合理性的观点；能通过某种生物的特点进行初步的创 意设计，并利用影像、文字或实物表达自己的创意。 态度责任： 在好奇心驱使下，表现出对现象发生原因的因果兴趣；善于有依据地质疑别人的观点，乐于尝试运用 多种思路和方法完成探究和实践，初步具有创新的兴趣；就科学问题在认识上的分歧，乐于与他人进行沟 通交流和辩论，基于证据反思和调整探究活动。认识到技术的发展和应用影响着社会发展。 五、重 难 点 1.重点：建立生物模型经历仿生过程，了解人们在生物的启示下进行的发明创造。 2.难点：尝试仿生设计，追求创新。 六、器材准备 学生准备： A4 纸 胶带 教师准备：课件、记录表 钩码 小剪刀 七、教学过程： 教学 目标 活动过程 活动指导与支 持 阶段活动 意图（目 标分解） 活动效 果评价 教学 亮点 时 间 安 排 环节 安排 学习活动 科学观念： 5 、 提出问题 播放视频：鲁班发明锯 认识到技术的 A 知道锯是 启发 1、知道仿 生创造的 基本步骤 包括发现 分 钟 创设 情境 鲁班发明的锯是根据什么原 理制作的？ 发展和应用影 响着社会发 展， 根据什么什 么原理制作 的。能提出 有意义的探 学生 发现 生物 生物性能、 建立模型、 究问题。 B 知道故事 一种 检测模型、 中科学知识 特 开发产品。 2、了解仿 生过程，了 解人们在 生物的启 示下进行 的发明创 C 了解这个 故事 点， 建立 模 型， 用实 15 二、 活动 推进 自主探究 一、观察葱叶的特点 小组观察并吹一吹发现：不 容易吹到。把葱叶压扁后就 一、出示图片和葱叶的 实物，提示学生观察。 并提示可以自己用嘴 对着葱叶吹风试一试。 1、了解仿生过 程，了解人们 在生物的启示 下进行的发明 A 能制 作 模型进行 检测，并能 合作完成 造。•知道 很多发明 可以在自 然界找到 原型，能够 说出工程 师利用科 学原理发 明创造的 实例。 容易吹到。 二、猜想假设 用剪刀剪下一段葱叶仔细它 的结构特点：是圆筒状。 猜 想：圆筒结构比平板结构承 重能力强。 三、建立模型 小组合作，根据葱叶的特点 二、引导学生根据葱叶 的结构特点合理猜想 这种特点有什么作用。 三、指导制作，提供制 作材料：胶带和 A4 纸。 创造。 2、知道工程设 计的基本步骤 包括明确问 题、确定方案、 设计制作、改 进完善等。 3、制作产品 意识到科学技术 任务，知道 仿生学的 科学基本 过程和意 义。有自己 的发现和 想法。 B 能制作 验方 法检 测模 型性 能， 利用 这种 科学探究 : 使用材料进行制作模型。 指导掌握探究技能：建 对人类与社会的 模型，知道 性能 能基于所 学知识，从 事物的结 构、功能、 变化及相 互关系等 角度提出 四、检测模型 设计检测方法：用对比的实 验方法进行检测。记录检测 数据，分析数据，验证猜想。 五、开发产品： 立模型 四、组织讨论和设计 1、 用什么材料和实验方 法进行检测？2、怎样 发展有着积极的 促进作用。 4、生物特征 建立模型 ↓ 仿生学的 基本过程。 C 了解 仿 生 学 的过 程 发明 创造 产 品。 引导 可探究的 科学问题 和研究假 设，制订比 较完整的 探究计划， 设计控制 变量的实 验方案。具 有初步的 构思、设 计、实施、 验证与改 进的能力。 尝试仿生 设计，根据 现实的需 要设计简 单器具生 产物品或 完成任务。 科学思维： 具有基于 葱叶的结 构、功能等 启示展开 想象的能 力，能运用 重组思维、 发散思维、 突破定势 等创造性 思维的基 本方法，基 于科学原 理提出有 一定新颖 性和合理 性的观点； 能通过某 种生物的 特点进行 初步的创 意设计，并 利用影像、 文字或实 物表达自 己的创意。 态度责任： 在好奇心 驱使下，表 现出对现 象发生原 因的因果 兴趣；善于 根据筒状的特点能制作一件 什么实用工具呢？ 的能看出承重能力有 变化？提供检测材料 和记录表，组织分析数 据，得出结论：筒状的 承重能力强。 五、出示生活中筒形实 物图片。 模型检测 ↓ 开发产品 学生 建立 仿生 学概 念。 15 分 钟 三、 点拨 交流 建构结论 1、建立仿生学的概 念：仿生科学技术。 交流自己的学习体会。 2、观看防生学更多的科 学探究例子。说说自己 知道的仿生科技。 1、 梳理探究步 骤，建立仿生 学的概念。 2、 出示生物的图 片，用典型仿 生科技启发学 生创造发明。 1、进一步了解仿 生学的基本过 程，知道设计的 知道工程设计的 基本步骤。2、知 道很多发明可以 在自然界找到原 型，能够说出工 程师利用科学原 理发明创造的实 例 A 能举出仿 生科学的例 子， 并有自 己的设想 B 能根据章 鱼猜想实用 工具 C 能联想生 活中的仿生 例子 5 分 钟 四 、 拓 展 创新 仿生设计 1、观看章鱼视频， 观察 腕足特点。 2、根据自己兴趣进行探 究创作，画出设计图， 并说明设计原理——哪 种生物的特点。 提供视频，启发思 考：你根据章鱼有 哪些特点？受到到 什么启示？进行一 次仿生设计。 1、追求创新。 2、尝试仿生设 计，根据现实 的需要设计简 单器具生产物 品或完成任 务。3、制作产 品。 创新与生活应 用相联系，意 识到科学技术 对人类与社会 的发展有着积 极的促进作 用。 C 能说出某 种仿生科技 B 能画出有 创意的设计 图 A 能根据设 计图做出初 步模型 有依据地 质疑别人 的观点，乐 于尝试运 用多种思 路和方法 完成探究 和实践，初 步具有创 新的兴趣； 就科学问 题在认识 上的分歧， 乐于与他 人进行沟 通交流和 辩论，基于 证据反思 和调整探 究活动。认 识到技术 的发展和 应用影响 着社会发 展。 八、学习效果反馈 23.生物的启示 一、记录园地 我研究圆筒结构性能的设计探究方案 二、我的仿生设计 例子： 我来设计仿生产品 ( 圆筒结构承重能力强 ) ( 我设计的产品 ) ( 什么特性？ ) ( 我设计的产品 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$