5.3《空投包的仿生原型》教学设计-2024-2025学年科学五年级下册大象版

教学设计 课题 空投包的仿生原型 课型 新授课☑ 章/单元复习课□ 专题复习课□ 习题/试卷讲评课□ 学科实践活动课□ 其他□ 1.教学内容分析 教材首先安排了小组讨论环节，引导学生集思广益，共同完成空投包的设计。学生通过小组讨论，发现空投包的设计难点是安全着陆问题，从而引出到大自然找原型的调查活动。以问题为导向，由学生自己发现问题，并主动要求获取知识，比教师将教学内容直接教授给学生更为有效。学生分组完成空投包的设计并填写好项目分析表后，教师组织全班交流，讨论大自然的生物原型给我们带来的启示并总结生活收获。 2.学习者分析 本课至第五课构成了一个围绕仿生学原理展开的完整发明创造活动。学生在前期已初步形成从自然中探寻仿生原型的设计思维，教师通过衔接“飞机”主题，自然过渡到“空投包”的设计任务。学生能够基于已有知识（如鸟类飞行结构与飞机设计的关联），将认知迁移至空投包的仿生原理分析中，这种“旧知引新知”的教学路径既贴合五年级学生的思维发展水平，又能有效降低学习坡度。此外，空投包设计的实践任务兼具趣味性与挑战性，既能调动学生主动探究的积极性，又因涉及多环节协作（如原型筛选、模型制作、性能测试），需通过小组合作方能完成，进而培养学生的团队意识与工程实践能力。 3.学习目标确定 科学观念：通过调查研究，了解动植物解决安全降落问题的方法；认识到仿生学在实际设计中的应用。 科学思维：分析生物安全降落的原理，培养逻辑思维和问题解决能力。 探究实践：设计鸡蛋空投包，调查生物安全着陆方法。 态度责任：激发对仿生学的好奇心，关注自然现象与科技创新的关联。 4.学习重点难点 重点：初步设计制作空投包。 难点：通过调查研究，了解动植物解决安全降落问题的方法。 5.学习评价设计 评价内容 评价指标 表现程度 自评 互评 师评 ☆☆☆ ☆☆ ☆ 通过讨论和调查，从大自然中寻找原型，了解它们是如何实现安全降落的。 了解动植物解决安全降落问题的方法。 能 基本能 不能 通过讨论交流，了解大自然的生物原型给我们带来了哪些启示。 能够与小组成员共同讨论，一起完成项目分析表。 能 基本能 不能 学习收获 6.学习活动设计 教师活动 学生活动 环节一：导入和小组讨论 教师活动1 一、视频导入 1.课件出示视频 师问：通过上节课的学习，我们知道了飞机飞行的原理，是通过模仿鸟的弧形翅膀的上凸下平的结构，在气流中获得向上的升力，而飞上天空的，那你知道飞机都有哪些作用吗？ 课件出示视频 师小结：是呀，飞机的作用真大，能让我们走得更快、更远，可以便捷地把物资运送到各地。飞机还可以使用空投包，将物资安全地投放到地面。那让我们从大自然中寻找原型，用仿生学的方法制作一个空投包。 2.揭示主题 师：今天我们要研究的问题就是空投包的仿生原型。 课件板书：空投包的仿生原型 2、 小组讨论 师：要设计一个合格的空投包，首先要明确项目需求：空投什么物资？物资的质量是多少？还要考虑空投包的质量、大小有何限制，如何测试，等等。 师问：大家觉得空投什么合适呢？ 师：鸡蛋是我们生活中常见的，那我们就来空投鸡蛋怎么样？ 课件出示 师：要设计一个合格的空投包，我们首先需要完成关于“空投包”的项目分析表。 课件出示表格的样子 师：表格的第一项就是项目需求，我们要空投的是鸡蛋，那请大家说一说，我们的需求是什么？ 课件出示：“空投鸡蛋” 师：我们明确了项目需求之后，第二步就要制定项目计划，也就是制定整个项目实施的步骤，这项工作，需要大家小组讨论一下，然后一起分享。 小组讨论 课件出示 1.寻找大自然中的原型； 2.通过实验研究原型的防震原理； 3.设计空投包图样； 4.制作空投包； 5.试验检测； 6.交流、评价、完善。 师：有了项目计划，第三步，我们要共同商量，规定一个统一的检测标准。因为我们做的是空投鸡蛋，所以我们的检测标准就可以是鸡蛋要完好不能太重。 课件出示 空投1个鸡蛋，空投包质量不超过100克，体积不超过1立方分米，从教学楼二楼抛下后鸡蛋保持完整。 师：在制作过程中，我们还要进行难点分析，也就是思考，项目中最难解决的问题是什么？ 课件出示 既能保护易碎的鸡蛋，又能方便地拆解 课件出示安全提示：在日常生活中禁止高空抛物，做有关实验时也应注意安全。 学生活动1 欣赏飞机飞行的视频 思考问题，举手回答 生1：可以把我们更快地送到更远的地方。 生2：飞机还可以运货。 生3：飞机可以使用空投包将货物安全地投放到地面。 生4：飞机还可以用于农业喷药、施肥，甚至灭火等。 生5：我还知道，如果是军用飞机，还可以在国防和军事行动上发挥重要作用。 ...... 了解本课主题 生举手回答 生1：我们需要安全地空投鸡蛋，鸡蛋落地后不能破碎。 小组讨论，组内交流，汇报 生1：鸡蛋降落后不能破碎，要完好。 生2：空投包不能太重，不然鸡蛋会破碎的。 生3：要从一定的高度投下鸡蛋 生4：我觉得一次就投1个鸡蛋， ...... 活动意图说明：通过导入活动，讲述飞机空投物资的场景，引出设计空投包的任务，激发学生兴趣。通过小组讨论，完成空投包项目分析表的设计，并分工合作初步制作空投包模型，在设计制作过程汇总，发现问题，激发求知欲。 环节二：调查并表达交流 教师活动2 1、调查 师过度：刚才我们了解到了，在制作鸡蛋空投包时，难点是既能保护易碎的鸡蛋，又能方便地拆解。这个问题该如何解决呢？ 师：好办法，那就让我们走进大自然去寻找吧。安全着陆是大自然中许多生物的拿手本领。 师：观察下图，从大自然中寻找原型，设法了解它们是如何实现安全降落的。 课件出示 师：你知道寒号鸟是如何安全降落的吗？ 寒号鸟的体侧有一层皮膜（翼膜），连接前肢与后肢，展开时可形成类似降落伞的阻力面。滑翔时，它们通过调整四肢张开的幅度和皮膜张力，控制滑翔速度和方向，为平稳着陆创造条件。 寒号鸟也叫鼯鼠、飞鼠，其飞膜可以帮助它在树中间快速地滑行，但由于其没有像鸟类可以产生升力的器官，因此鼯鼠只能在树、陆中间滑翔。 师：自然界中除了有会飞的动物，还有会飞的植物，让我们一起来看下都有哪些吧。 课件出示： 翅果的翅膜具有一定的柔韧性，当果实坠落时可通过形变分散冲击力。 课件出示 梧桐子依靠巨大的“降落伞”在空中缓缓飘落。 课件出示： 翅葫芦有着纸质苞片构成的“翅膀”，成熟后，会从果实底部滑落。 课件出示 师：我们都知道猫可以从高的地方跳下来，毫发无伤。这是为什么呢？ 师解释：猫足趾下肉垫起着缓冲作用，肉垫能使猫从高空中跌落下来时免受振动和冲击的损伤。这也是猫从高处跳下或是从高空中跌落不会受伤的原因之一。 课件出示图片 师：你知道椰子为什么从树上掉下来不会裂开吗？ 师：对，椰子坚硬的外壳也起到保护的作用。 小贴士 科学家们往往并不能直接从大自然中找到可以仿效的解决方案，他们首先需要观察，找到自己需要的生物原型，接着研究这种动物或者植物是如何解决这一问题的。 2、表达交流 师：观察了这么多大自然的动植物，你能说说来自大自然的生物原型给我们带来了哪些启示吗？ 课件出示 师：你见过这种翼装飞行吗？他们就是模仿了寒号鸟的飞行，因为宽大的翅膀可以减慢下落的速度，飞得更远。 课件出示 师：再看这张图片，小猫的跳跃和跳高运动员的跳跃，下面有厚厚的垫子，所以运动员不会受伤，所以厚厚的肉垫，可以增加着地时的缓冲效果。 课件出示 师：这是掉落的椰子，因为椰子有硬硬的外壳，所以不会破裂，手机为了防摔，可以在外面套一个手机壳，因为坚硬的外壳，可以增强保护作用。 师小结：最后我们总结出生物降落时的三种防震保护原理 课件出示： 减缓下落速度 增加缓冲效果 增强保护力度 学生活动2 生举手回答：我们可以向大自然里的动植物请教，看看它们安全着陆的技巧。 生：它长了宽大的翅膀。 生：因为猫长了厚厚的肉垫 生：椰子壳很硬 小组讨论，组内交流 活动意图说明：通过观察图片，了解大自然中动植物从高空安全着陆的本领，学生可以由此进行思考，解决空投包设计制作中的难点问题。最后组织交流，引领学生总结大自然中的仿生原型给人类带来的启示，培养他们热爱自然、敬畏自然的情操。 7.板书设计 空投包的仿生原型 设计一个合格的空投包：1、项目需求 2、 项目计划 3、 项目检测 4、 难点分析 大自然中的安全着陆能手 生物降落时的三种防震保护原理 8.作业与拓展学习设计 课堂练习： 一、选择题 1．猫从高处跳下或是从空中跌落下来都不会受伤，说明猫抓肉垫的（ ）功能。 A . 防扎 B . 防滑 C . 防震 2．科研人员通过研究（ ）为部队研制出了不少军事伪装装备，比如“变色军服”。 A . 变色龙 B . 蝙蝠 C . 苍蝇 3 . 下列不属于空投鸡蛋项目计划内容的是（ ）。 A . 鸡蛋的保质期 B . 设计空投包图样 C . 研究原型的防震原理 二、判断题 1.鸡蛋壳是很脆弱的，一碰就破，所以不能起到保护鸡蛋的作用。（ ） 2.猫有厚厚的肉垫，可以增加着地时的缓冲效果。（ ） 3.椰子坚硬的外壳，在自身降落时起到了保护作用，所以我们在制作空投包时，也可以考虑把外包装做得坚硬一些。（ ） 4.在日常生活中禁止高空抛物，我们做有关实验时也要注意安全。（ ） 5.虽然空投物资不同，但是我们要设计相同的空投包。（ ） 【参考答案】 一、1.C 2.A 3.A 二、1.✘ 2.√ 3.√ 4.√ 5.✘ 作业布置： 你还知道哪些大自然中的安全着陆的例子，找一找，整理下来，分享给大家。 学科网（北京）股份有限公司 $$