第二单元 看我显身手 参考活动 4 仿生小发明 教学设计 2026-2027学年苏少版初中（综合实践活动）七年级上册

初中综合实践活动 课 时 教 案 七 年级上 册教案 备课序号：第 节 主备教师 备课组长 执行教学 上课时间 教学内容 参考活动 4 仿生小发明 课 型 新授课 教学目标 科学精神：感知生物特性与仿生发明的关联，树立观察探究、理性求证的科学思维，敢于突破常规创新设计。 实践创新：掌握仿生设计基本方法，完成仿生小发明的构思、绘图与制作，提升动手实操与创意落地能力。 学会学习：自主搜集仿生案例、梳理设计思路，养成自主探究、总结反思的学习习惯。 责任担当：感悟自然智慧与科技价值，树立学以致用、用创新服务生活、改善生活的责任意识。 教学重点 掌握仿生设计核心逻辑，熟练运用“观察生物—提炼特性—对接需求—创意设计”四步方法，精准结合生活痛点，完成仿生小发明的创意构思与方案绘制。 教学难点 突破生物特性与生活应用的生硬对接，精准提炼生物核心功能结构，规避创意同质化，将抽象仿生原理转化为简易、实用、可落地的实物发明。 教学模式 “小循环多反馈”教学模式 教学准备 教材、ppt 教 学 过 程 个性思考 环节一：情境激趣，任务导入——初识仿生，锁定探究主题 本环节立足七年级学生认知特点，以生活场景和经典仿生案例为切入点，打破学生对“发明创造”的刻板认知，让学生明白发明并非高深难懂，而是源于对自然的观察和对生活的思考，同时明确本节课核心学习任务，开启探究之旅。课堂伊始，教师展示系列生活化仿生成果：依据荷叶疏水特性研发的自清洁雨伞、依托蝙蝠超声波定位原理制造的雷达、模仿鸟翼结构设计的飞机机翼、参照苍耳粘连特性制作的魔术贴。结合学生日常学习生活，抛出问题引导思考：这些发明有什么共同特点？大自然的生物形态、结构、功能，能为我们解决生活难题提供哪些启发？ 通过师生互动交流，总结仿生学核心定义：仿生学是模仿生物的形态、结构、功能、原理，结合人类生活需求，研发新技术、新装置、新物品的创新学科。随后，教师结合教材内容，发布本节课核心任务：以小组为单位，观察自然生物特性，结合校园、家庭生活中的小痛点、小难题，完成一款简易仿生小发明的构思、设计、制作与优化，全程遵循“自然取材、贴合生活、简易可行、创意实用”的原则。同时明确本节课学习主线：认知仿生原理—学习设计方法—自主创意构思—动手实践制作—迭代优化成品。 本环节反馈练习：快速列举2个生活中的仿生发明案例，并简要说明其模仿的生物特性，写在课堂练习本上。 小循环反馈点评：教师随机抽查学生作答内容，针对案例匹配不准确、特性描述模糊的问题集中纠正，强化学生“生物特性—发明成果”的对应思维，夯实仿生基础认知，确保全体学生掌握仿生核心内涵，顺利衔接下一环节学习。 环节二：案例拆解，方法研学——掌握仿生四步设计法 本环节聚焦教学重点，通过经典案例深度拆解，提炼标准化仿生设计流程，为学生自主创作搭建方法支架，解决学生“不会设计、无从下手”的问题，落实学会学习与科学精神素养。教师选取教材核心案例，分步拆解仿生设计完整流程，总结出通用的仿生四步发明法，逐步骤讲解、逐环节突破，让学生吃透方法逻辑。 第一步，观察生物，捕捉特性。核心是细致观察生物的外形结构、运动方式、特殊功能，区分表面形态与核心实用功能。以蒲公英为例，外形轻盈、绒毛蓬松，核心特性是借助风力轻盈飘散、远距离传播种子；以章鱼为例，触手带有吸盘，核心特性是吸附力强、可灵活抓取物体。第二步，提炼原理，锁定价值。摒弃无关特征，筛选可利用、可迁移的生物原理，明确该特性能够解决的问题。比如蒲公英随风飘散的特性，可应用于轻便、易扩散的物品设计；章鱼吸盘强吸附性，可解决物品固定、防滑、易抓取的难题。第三步，对接生活，找准痛点。结合日常学习、生活中的不便之处，建立生物特性与生活需求的关联，杜绝无意义创意。比如文具滑落、挂钩易掉、书签易脱落、水杯防滑等常见校园生活痛点，均可通过仿生原理优化改进。第四步，创意转化，落地设计。将生物特性转化为具体的物品结构、功能设计，简化复杂原理，适配简易手工制作场景，确保发明简易可行、贴合实用。 为深化学生理解，教师对比优质与劣质仿生创意案例，引导学生辨析优劣：单纯模仿生物外形、无实用价值的设计为无效仿生；依托生物核心功能、解决实际问题的设计为有效仿生。同时结合七年级学生动手能力，强调课堂设计原则：简化结构、聚焦功能、就地取材、贴合生活。 本环节反馈练习：选取“仙人掌耐旱结构”“壁虎爬墙脚掌”两种生物，任选其一，套用仿生四步发明法，简要梳理设计思路框架。 小循环反馈点评：小组内互查思路框架，互评完善，教师巡视指导。重点纠正学生“只模仿外形、不提炼功能”“无生活痛点、创意空洞”的问题，强化四步设计法的规范性，确保每位学生熟练掌握仿生设计核心流程，突破教学重点。 环节三：痛点梳理，素材积累——精准对接仿生创意方向 本环节承接上一环节的方法框架，引导学生立足生活挖掘创作素材，规避创意同质化、脱离实际的问题，为自主创作精准定位方向，化解教学难点，培养学生观察生活、发现问题的探究能力。教师引导学生以小组为单位，聚焦校园学习、家庭生活两大场景，梳理日常遇到的各类小难题、小痛点，分类汇总记录。 校园学习场景可梳理的痛点：笔帽容易丢失、直尺桌面易滑动、书包肩带易滑落、书签容易脱落、课桌收纳杂乱、橡皮不易抓取等；家庭生活场景可梳理的痛点：水杯放置易打滑、晾衣架易滑落、置物盒固定不牢、桌面小物件易散落等。各小组汇总痛点后，筛选1-2个最常见、最易通过简易仿生设计解决的问题，作为小组发明创作的核心方向。 同时，教师拓展丰富仿生素材库，为学生提供多元创作灵感，避免学生创意局限、同质化严重。结构仿生素材：蜂巢多孔稳固结构、竹子中空轻便结构、鱼鳞贴合防护结构；功能仿生素材：蜗牛外壳防护收纳功能、蜘蛛结网固定收纳功能、青蛙蹼防滑增大接触面功能；形态仿生素材：鸟翼流线减阻形态、树叶疏水导流形态。引导学生结合筛选的生活痛点，匹配对应的生物仿生素材，初步锁定发明原型与设计方向。 过程中，教师针对性指导：禁止复杂、无法手工制作的创意，杜绝脱离生活、无实用价值的设计，引导学生平衡创意性与实用性，让仿生设计真正服务生活。 本环节反馈练习：各小组确定1个核心生活痛点，匹配1种仿生生物原型，简要阐述“痛点—生物特性—初步解决思路”。 小循环反馈点评：各小组依次汇报初步思路，教师逐一点评，重点指导特性与痛点匹配不精准、创意不落地的小组，优化创作方向，破解难点中“生硬对接、创意空洞”的问题，为后续设计制作筑牢基础。 环节四：自主构思，方案绘制——细化仿生发明设计方案 本环节进入创意落地核心阶段，学生以小组为单位开展自主探究创作，结合前期掌握的方法、锁定的方向，细化发明方案，完成规范的设计图纸绘制，培养创新思维与严谨的设计素养。各小组明确分工，各司其职：观察员负责再次梳理选定生物的核心特性，精准提取可利用的功能、结构；创意师负责结合生活痛点，细化发明的整体功能、创新亮点；设计师负责绘制规范的设计图纸，标注关键结构、仿生原型、材质选用、功能说明；记录员负责全程记录小组讨论思路、完善方案细节。 教师明确设计方案标准化要求，统一规范创作内容：一是明确仿生原型，清晰标注模仿的生物名称、核心借鉴特性；二是说明设计初衷，精准阐述要解决的生活痛点；三是细化结构设计，标注发明各部分形态、尺寸、材质；四是阐释创新功能，说明仿生结构带来的实用效果；五是补充优化思路，预判成品可能存在的问题，预留优化空间。 创作过程中，教师全程巡回指导，实施分层帮扶：针对基础薄弱小组，引导其简化设计结构，聚焦单一仿生功能，保证方案可落地；针对能力较强小组，鼓励其优化细节、叠加微创新，提升发明的实用性与创新性。同时重点解决学生难点问题：如何精准提炼生物核心特性、如何避免设计冗余、如何让仿生结构精准适配生活需求，杜绝形式化仿生设计。 本环节反馈练习：各小组完成完整的仿生小发明设计图，配套撰写简短设计说明，明确仿生原理、创新点、实用价值。 小循环反馈点评：采用组内自查、组间互评、教师终审三级反馈模式。组内自查方案完整性，组间互评创意合理性、实用性，教师针对图纸标注不规范、仿生原理阐述模糊、设计与痛点脱节的问题逐一指导修改，确保所有方案科学、规范、可制作。 环节五：动手实操，实物制作——落地仿生创意成果 本环节聚焦实践创新素养落地，让学生将图纸方案转化为实物成品，锻炼动手实操、团队协作、问题解决能力，落实综合实践活动的实践性核心属性。教师提前准备简易安全、就地取材的制作材料：卡纸、硬纸板、吸管、橡皮筋、双面胶、剪刀、海绵、防滑贴纸等，同时强调课堂安全操作规范，明确工具使用、材料取用的注意事项，杜绝安全隐患。 各小组严格按照设计图纸与方案，分步开展制作工作，遵循“先搭建主体结构、再完善仿生细节、最后调试基础功能”的制作流程。制作过程中，鼓励学生灵活调整细节，不刻板拘泥图纸，结合实操实际优化结构。例如，设计章鱼仿生防滑文具的小组，可根据实际防滑效果调整吸盘大小、数量；设计蒲公英仿生便携收纳夹的小组，可优化蓬松结构，提升便携性。 教师全程跟进实操指导，实时解决学生制作难题：针对结构松散、功能无法实现的成品，引导学生调整材质、加固结构；针对仿生特征不明显的作品，指导学生补充细节、强化仿生亮点；针对小组分工混乱、效率低下的问题，及时协调分工，提升团队协作效率。同时引导学生记录制作过程中的问题、调整方法与实操感悟，培养严谨的实践探究习惯。 本环节反馈练习：各小组完成仿生小发明实物制作，梳理制作过程中遇到的问题、解决方案以及成品初步使用效果。 小循环反馈点评：小组展示半成品，师生共同点评成品结构完整性、仿生贴合度、功能实用性。针对存在缺陷的作品，现场给出优化建议，引导学生即时微调，实现“制作—反馈—修正”的闭环，提升成品质量。 环节六：成果展示，迭代优化——完善作品深化认知 本环节聚焦成果复盘与能力提升，通过展示交流、互评反思、迭代优化，进一步突破教学难点，培养学生评价反思、创新优化的能力，落实四维核心素养。各小组依次上台展示最终成品，从仿生原型、设计初衷、创新亮点、功能效果、制作感悟五个方面进行汇报展示，清晰阐述作品的仿生逻辑与实用价值。 展示结束后，开展多元化互评活动，制定统一评价标准：仿生原理精准度、创意创新程度、成品实用性、制作精细度、生活适配度。学生结合评价标准，客观点评各小组作品的优势与不足，提出合理化优化建议。教师针对所有作品进行汇总点评，肯定学生的创新思维与实践成果，重点点评共性问题：仿生特性提炼不精准、功能实用性不足、结构设计冗余等，针对性给出迭代优化方向。 同时引导学生自我反思：本次创作中，哪些设计贴合生活需求？哪些环节存在不足？如何进一步优化作品，让仿生发明更实用、更精巧？各小组结合师生评价与自我反思，开展二次优化打磨，微调作品结构、完善细节，实现作品迭代升级，让创意落地更精准、更完善。 本环节反馈练习：每位学生撰写简短活动反思，记录本次仿生发明的收获、不足及作品后续优化思路。 小循环反馈点评：教师抽查学生反思内容，引导学生聚焦方法、能力、思维层面总结收获，规避流于形式的感悟，强化学生探究反思、持续创新的意识，巩固本节课所学知识与技能。 1 学无止境，教无定法。扬长避短，力争有效！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $