5.4 《防震原理研究》教学设计 -2024-2025学年科学五年级下册大象版

教学设计 课题 防震原理研究 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 本课选自小学科学大象版五年级下册第五单元第4课，以“如何保护空投包”为切入点，引导学生探究防震原理。课程通过观察自然界中的生物原型（如蒲公英、猫等），从减缓下落速度、增强缓冲效果、提高保护力度三个维度分析其防震机制。在实验环节，学生需完成模型制作与对比实验设计，重点考量制作工艺的精确性和实验变量的控制，通过递进式改进来验证防震效果。 2.学习者分析 本课进一步研究第3课中找到的仿生原型，揭示其中的防震原理，验证这些原理的有效性，为第5课完成空投包的设计和制作奠定理论基础。在通过实验对不同的生物原型中的防震原理进行研究之后，教材又引导学生模仿翅果种子的结构与原理，学习制作“翅果翅膀”，体会其减缓下落速度的防震保护效果。最后引导学生分析每种模型的优缺点，启发学生综合应用、取长补短。 3.学习目标确定 科学观念：通过观察蒲公英的种子、猫爪肉垫、椰子硬壳、翅果，发现自然现象和仿生原型中的防震原理。 科学思维：通过学习，能根据生物原型制作简单模型进行实验，来验证生物原型的防震效果。 探究实践：能用简单易得的材料制作仿生模型，并设计验证防震效果的对比实验，会根据观察到的实验现象分析防震的有效性。 态度责任：培养严谨的科学态度和对生活中科学问题的关注。 4.学习重点难点 重点：通过观察蒲公英的种子、猫爪肉垫、椰子硬壳、翅果，发现自然现象和仿生原型中的防震原理。 难点：通过学习，能根据生物原型制作简单模型进行实验，来验证生物原型的防震效果。 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 ☆☆☆ ☆☆ ☆ 设计防震模型 能够观察、发现自然现象和仿生原型中的防震原理，并会根据观察到的实现现象分析防震的有效性。 能 基本能 不能 制作模型，验证模型的防震效果 通过对比实验验证其防震效果。 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：导入和实验 教师活动1 一、视频导入 1.课件出示视频 师：上节课我们通过空投鸡蛋，讨论了如何 去设计一个合格的空投包，下面我们再通过一个短片，熟悉一下飞机的空投过程。 师问：请大家思考一下，飞机在投放空投包的过程中，经历了哪些过程？ 课件出示 师小结：主要有3个过程，一是从飞机上掉落下来，二是在空中不断降落，最后落在指定的地方。 师问：那你能不能根据上节课学到的生物降落时的保护原理，来分析一下飞机在空投时，采用了哪几种防震保护措施呢？ 2.揭示主题 师：这些防震保护方式真的有效吗？在正式设计制作空投包之前，我们先一起来研究防震原理和防震保护效果。所以今天我们的主要任务就是研究防震原理。 课件板书：防震原理研究 师：我们今天还是要通过空投包去研究，那要怎样设计空投包呢？ 师：那好，我们参照生物原型，先做个模型来验证一下吧！ 2、 实验 1、 师：请同学们以小组为单位设计生物模型，然后根据生物模型制作简单模型进行实验，来验证生物原型的防震效果 小组讨论，组内交流汇报 老师巡视指导 （1）课件出示图片 师：说得非常好，那你知道在这个实验中，有困难的地方是哪里吗？ 师小结：蒲公英的种子像蓬松的小伞减慢了下降的速度，也能飞得更远，但因为蒲公英较轻，所以难以控制落地位置。 （2）师：别的组呢 课件出示 师：猫爪的肉垫柔软，使其在落地在做猫爪肉垫模型时，所以猫爪肉垫落地位置容易确定，缓冲效果好；但是降落速度难以控制。 （3）椰子模型实验 课件出示 师小结：椰子果，结构独特，布满纤维的中果皮和皮革质地的外果皮，双重力量起到更好的保护作用。所以椰子外壳坚硬，但是内部柔软，包装厚重，不方便拆卸。 师：其实大自然中有许多我们的老师，我们的很多问题都可以到大自然中去寻找答案。就像刚才我们研究的蒲公英、猫爪、椰果外壳的防震原理都可以帮助我们，那到底是不是这样呢？我们可以通过对比实验来验证它们的效果，那就请大家还是以小组为单位，根据研究出来的实验方案，进行实验吧。 小组实验，老师巡视指导 课件出示材料超市 师：这是材料超市，各组选择自己需要的材料，用有模型保护的和不用模型保护的作对比，看看有什么不同？ 师提示：我们在做对比时，还要做到公平，除了防震措施，其他因素要保持一样，比如一次性杯子里的橡皮泥要一样中重，要从同样的高度向下投放，还要投放到同一个位置。 请每个小组选择一种模型进行制作，并且进行对比实验，根据实验结果分析防震保护效果。 学生活动1 欣赏视频 生举手回答 生1：我发现空投包从飞机的尾部开始掉落 生2：掉落时是不断往下掉落的，最后降落到指定位置。 ...... 生3：有减缓下落速度，增加缓冲效果，和增强保护力三种防震保护方式。 了解本课主题 小组讨论，组内交流汇报 生：要根据生物原型设计空投包，我们要先知道它们的防震原理是否有效...... 小组为单位设计模型，交流分享 组1：我们组设计的是蒲公英模型，这是我们的实验方案 生物原型是蒲公英，原理是蒲公英的种子像撑开的小伞，减慢了下降的速度，所以能实现安全着陆。我们根据它制作的模型是降落伞，材料有塑料纸、棉绳、一次性杯子等，我们主要是验证从高处落下，杯中物品是否完好。然后我们根据效果判断防震原理是否有效。 生1：难以控制落地位置 组2：我们小组研究猫爪肉垫模型 原理是猫爪柔软的肉垫，使得猫落地时得到了有效缓冲。设计的模型是气球缓冲器，用到的材料有气球、胶带、一次性杯子等，也是验证从高处落下，杯中物品是否完好。 组3：我们组研究的是椰子模型。生物原型就是椰子，原理是椰子有坚硬的外壳，可以是椰子掉落时，增强对椰子的保护，模型是椰子保护缓冲器，比如大家都常见的手机壳，材料有皱纹纸、瓦楞纸、胶带、一次性杯子等，也是为了验证从高处落下，杯中物品是否完好， 小组讨论 生1：我们选择塑料纸和棉绳做蒲公英的模型，用塑料纸和棉线做成一个降落伞，帮助一次性杯子，使其开口向上。 生2：我们选择将气球吹成一样大的小球，用胶带粘在一次性杯子底部及四周。 生3：我们选择用瓦楞纸和皱纹纸模拟椰子果的外壳，先包裹一层瓦楞纸，外面再包裹一些皱纹纸。 活动意图说明：通过回顾上节课生物原型，提出需验证其防震原理能否用于空投包设计。学生分组选择一种生物原型，设计实验方案，包括实验材料、步骤及预期结果。 环节二：制作和反思 教师活动2 师过度：自然界中的生物老师多种多样，它们有着各不相同的本领，比如说，为了减缓下降速度，为了飞得更远，蒲公英长有降落伞一样的“翅膀”。 1、制作 课件出示 师：下面我们再来欣赏一种植物 课件出示视频 师：大家认识它吗？振翅翱翔的不一定是鸟儿，也有可能是果实。若你在海南热带雨林里倚树而憩，起风时，就会看到长着翅膀、蹁跹而落的果实，它们就是植物界的飞行专家——翅果。 课件出示 翅果，又称翼果，是果实的一种类型。翅果的形状使得风能够将果实带到离母树很远的地方。翅果被称为“植物界的飞行专家”。 师问：它给我们什么启发呢？请大家仔细思考，举手回答 师小结：看来翅果对我们空投包的实验有很大的帮助，那大家想不想来试一试，做一对翅果的翅膀模型 课件出示材料超市 师：下面我们来看制作过程 第一步：按照翅果原型的样子制出模板，大小约是原物的2~3倍，在中线位置订上4个订书钉。 课件出示 第二步：把模型放在桌子边上按压，使模型上的中线与桌子边线垂直，仿造出最贴近翅果种子的拱形结构。 课件出示 第三步：用拇指、中指和食指抓住模型的棱角，轻轻地将它推出，使其水平滑向地面。如果模型在滑翔过程中不稳定，可以调整弧度或添加订书钉...... 课件出示 师问：通过制作翅果模型，大家有什么想法？ 师小结：是的，生物减缓下降速度的方法不止一种，增加缓冲效果、增强保护力度的方法同样也不止一种，所以我们要养成多观察、多思考的习惯，积极尝试用多种方式来解决实际问题，并且能够从中选出最好的方式。 2、反思 师：通过前面的学习，我们从大自然中学到了这么多防震方法，而且验证了它们的防震保护效果，制作出了一些模型，那这些模型各有什么优缺点呢？制作空投包时有哪些可以借鉴的地方？ 小组讨论一下 课件出示表格 师：既然每种方法都有一定的效果，也有这样或那样的不足，你们准备怎样选择呢？ 生举手回答 师小结：同学们今天，你学到了什么？课下可以继续寻找更多的防震方法，下节课我们一起来设计制作我们自己的“摔不坏的空投包”。 学生活动2 复习前面认识的蒲公英 观看视频，认识翅果，了解翅果是一种可以飞行的植物， 生举手回答 生1：我发现翅果有着薄薄的翅膀，可以帮助它在空中缓缓飞行，然后轻轻着陆。 生2：如果我们给空投包也安装上这样 的翅膀，就可以减缓降落速度，安全着陆了。 ...... 小组合作制作翅果模型，交流发现与结论 生举手回答 生1：翅果的翅膀也能像蒲公英那样减缓下降的速度。 生2：看来生物减缓下降速度的方法不止一种。 ...... 小组讨论，交流汇报，互相补充 生举手回答 生1：翅果模型因为巨大的翅膀，减慢了下降的速度，所以能实现安全着陆。但是如果用在空投包的制作上，翅膀要很大才行...... 生2：这只是一个模型，要想做出作品，还需要更可行的设计，如果我们...... 生3：我们可以同时选择使用几种方法一起保护空投包，发挥各自的优势，弥补不足。 活动意图说明：制作环节引导学生观察翅果种子的形态特点，学习制作“翅膀”，并且通过对比实验验证其防震效果。反思环节主要是引导学生总结分析每一种防震原理的优缺点，引导学生思考如何弥补每种模型的不足，启发学生选择多种原理，综合设计应用到自己的空投包上，互相取长补短，为下节课制作自己的空投包作铺垫。 7.板书设计 防震原理研究 蒲公英模型：减缓降落速度，防震效果好 猫爪肉垫模型：增加缓冲效果，防震效果好 椰子模型：有坚硬外壳，防震效果好 翅果模型：有巨大翅膀，减缓降落速度，防震效果好 8.作业与拓展学习设计 课堂练习： 一、选择题 1．做蒲公英模型的防震效果实验时，最有可能用不到的材料是（ ）。 A . 防扎 B . 防滑 C . 防震 2．右图是一个同学制作的气球缓冲器，他将气球缓冲器从二楼抛下进行实验，请回答。 （1）关于这个实验，下列说法不正确的是（ ） A . 抛下气球缓冲器前，要确定楼下没有人 B . 气球缓冲器着陆时，很可能是盛货物的纸杯先着地，气球起不到缓冲效果 C . 气球缓冲器着陆时，一定是气球先着地，气球起到了缓冲效果 （2）这个气球缓冲器的生物原理是（ ）。 A . 猫爪肉垫 B . 蒲公英 C . 翅果 二、判断题 1.蒲公英模型实验的原理是：蒲公英的种子像撑开的小伞，加快了降落的速度，所以能实现安全着陆。（ ） 2.椰子果有结构独特的中果皮和外果皮，双重力量起到更好的保护作用。（ ） 3.研究猫爪肉垫模型的防震效果时，生物原型是猫爪肉垫，实验模型为气球缓冲器。（ ） 4.蒲公英模型实验方案中，可以用塑料纸做伞面。（ ） 5.翅果模型的左右两片是对称的，且两片在同一水平面上。（ ） 【参考答案】 一、1.C 2.C 3.A 二、1.✘ 2.√ 3.√ 4.√ 5.✘ 作业布置： 你还知道哪些防震方法，课下继续寻找，分享给大家。 学科网（北京）股份有限公司 $$