《20.我们来仿生》教学设计-2026-2027学年科学五年级上册苏教版

该小学科学教学设计聚焦仿生学概念及形态、功能、结构分类，通过回顾单元已学生物仿生案例（如苍耳→尼龙搭扣、蜂巢→蜂窝结构），建立新旧知识联系，引出“我们来仿生”课题，搭建从具体案例到自主实践的学习支架。 特色亮点在于以探究实践为核心，通过制作手臂模型（硬纸板模拟骨骼、绳子模拟肌肉，理解两侧安装控制弯曲伸展）和折纸体验（模仿瓢虫膜翅折叠，感受空间利用价值），培养科学思维（建立生物原型到仿生产品的对应关系），激发态度责任（创新意识）。多样教学方法助力学生提升实践能力与思维，为教师提供清晰教学流程。

课 题 《我们来仿生》 （共 课时） 总第 课时 教学内容 我们来仿生 第___课时 教学目标 科学观念：知道仿生学是人类研究生物特性并应用于生产生活的学科；知道形态仿生、功能仿生、结构仿生等不同仿生类型。 科学思维：能通过观察和分析，发现生物特性与发明物之间的对应关系，建立从“生物原型”到“仿生产品”的思维路径。 探究实践：能模仿手臂的结构和功能制作手臂模型，研究肌肉、骨骼和关节的配合方式；能通过折纸体验折叠现象，理解折叠在空间利用中的价值。 态度责任：保持对仿生学的探究兴趣，关注仿生学在科技发展中的重要作用，树立创新意识。 教学重点与难点 教学重点：通过制作手臂模型和折纸体验，理解仿生学的基本方法——从生物特性中获得启示进行发明创造。 教学难点：理解手臂模型中“绳子”模拟肌肉的安装方式——两个方向安装，分别控制弯曲和伸展。 教学方法 动手实践法、小组合作法、讨论法、演示法、阅读法 教学准备 教师材料：课件（瓢虫膜翅、卫星太阳能板、血管支架、折纸步骤图）、手臂假肢实物或图片 学生分组材料：硬纸板（模拟骨骼）、橡皮筋（模拟肌肉）、绳子、胶带、剪刀、A4纸（折纸用）、记录单 学生活动设计 做手臂伸直弯曲动作感受肌肉骨骼配合→观察手臂假肢结构→制作手臂模型安装绳子→测试模型活动效果→阅读折叠现象资料→认识折叠仿生应用→进行折纸体验→讨论鱼与船的对应关系→了解形态/功能/结构仿生分类。 教 学 过 程 设计意图 一、情境导入——仿生学就在身边（约5分钟） 1.回顾单元所学 （1）教师引导：本单元我们学习了许多仿生学案例，你能说出几个吗？ （2）学生回答：苍耳→尼龙搭扣、蜂巢→蜂窝结构、蛋壳→薄壳结构、海豚→声呐…… （3）教师总结：仿生学就是人类研究自然界的生物，将它们的一些特性应用于生产生活的科学。 2.揭示课题 （1）教师：“今天我们要像仿生学家一样，自己动手模仿生物的结构和功能。这节课叫——我们来仿生。” （2）板书课题：第4课 我们来仿生。 二、模仿手臂——制作手臂模型（约14分钟） 1.感受手臂工作方式 （1）学生活动：做手臂伸直和弯曲的动作，感受肌肉、骨骼和关节是怎样配合工作的。 （2）交流感受：肌肉收缩拉动骨骼绕关节转动。 （3）教师补充：手臂内有两组肌肉——一组控制弯曲（肱二头肌），一组控制伸展（肱三头肌）。 2.观察手臂假肢 （1）教师出示手臂假肢图片或模型：“工程师模仿手臂结构，设计了假肢。它们是怎样工作的？” 3.制作手臂模型 （1）教师出示材料：硬纸板（模拟骨骼）、橡皮筋/绳子（模拟肌肉）、胶带、剪刀。 （2）制作要求：模仿手臂结构，制作一个能弯曲和伸展的手臂模型。 （3）关键问题：“怎样安装绳子才能使‘手臂’活动自如？” （4）学生分组设计并制作。 （5）教师提示：绳子应安装在关节的两侧——一侧绳子拉紧使手臂弯曲，另一侧绳子拉紧使手臂伸直。 4.展示与交流 （1）各小组展示制作的手臂模型，演示弯曲和伸展动作。 （2）教师点评：成功的模型需要绳子安装位置准确、关节连接牢固。 5.总结仿生启示 （1）教师：手臂模型是功能仿生——模仿人体手臂的运动功能。 三、折叠现象的启示（约8分钟） 1.阅读与观察 （1）学生阅读“折叠现象的启示”资料。 （2）提取关键信息： 瓢虫的膜翅展开时比折叠时大得多。 榕树叶子、虞美人花苞也有折叠现象。 人们通过研究折叠现象发明了卫星折叠式太阳能板、血管支架、折叠机器人等。 2.讨论分析 （1）教师提问：“折叠有什么好处？” （2）学生讨论：节省空间、便于运输、展开后面积大。 （3）教师总结：折叠的核心价值——小体积携带，大体积使用。 3.折纸体验 （1）学生按照教材中的折纸步骤图，尝试折叠纸张。 （2）观察：完成折叠后的面积只有原来的二十五分之一！ （3）体验：快速展开，感受“收放自如”的效果。 （4）交流：生活中还有哪些地方用到了折叠？（折叠伞、折叠椅、折叠自行车……） 四、仿生学的分类（约8分钟） 1.阅读与讨论 （1）教师出示三组仿生对应关系： 鸟巢 → 国家体育场（形态仿生） 蝙蝠 → 雷达（功能仿生） 莲叶 → 防水透气面料（结构仿生） （2）学生讨论：每种仿生分别模仿了什么？ 形态仿生：模仿生物的外形（鸟巢→体育场） 功能仿生：模仿生物的功能（蝙蝠回声定位→雷达） 结构仿生：模仿生物的结构（莲叶表面微观结构→防水面料） 2.分类练习 （1）教师出示多组仿生案例，学生判断属于哪种仿生类型。 （2）小组讨论，全班交流。 3.补充：鱼与船的对应关系 （1）教师提问：“人们在发明船时，从鱼的身上得到了哪些启示？找找它们之间的对应关系。” （2）学生思考，填写： 鱼的特征 船的对应设计 流线型身体 船体流线型 鱼鳍 船舵（控制方向） 鱼鳔 压载水舱（控制浮沉） 4.总结 （1）仿生学可以从形态、功能、结构等多个角度开展研究。 （2）教师：本单元所学案例中，你能将它们分别归类吗？ 形态仿生：鸟→飞机（外形）、蛋壳→薄壳结构 功能仿生：海豚→声呐、蝙蝠→雷达、苍耳→尼龙搭扣 结构仿生：蜂巢→蜂窝面板、莲叶→防水面料 六、课堂总结与作业布置（约4分钟） 师生共同总结 （1）仿生学：人类研究生物特性并应用于生产生活的科学。 （2）仿生的类型：形态仿生、功能仿生、结构仿生。 （3）手臂模型是功能仿生——模仿手臂的运动功能。 （4）折叠现象的启示：小体积携带，大体积使用。 （5）本单元从具体案例到分类体系，全面认识了仿生学。 回顾单元所学，建立整体认知，激发学生动手仿生的兴趣。 通过亲自动手制作手臂模型，让学生深入理解肌肉、骨骼、关节的配合方式，体验功能仿生的过程。 通过阅读、分析和动手折纸，让学生理解折叠现象的应用价值，体验仿生学研究的过程。 通过分类梳理，帮助学生将零散的仿生案例系统化，形成结构化的认知。 梳理本课核心知识，形成清晰的概念体系。 作业设计： 1. 基础作业（必做） ：向家人介绍海豚是怎样利用回声定位探测物体的。 拓展作业（选做其一） ： 1　 找一找生活中利用回声定位原理的3个物品或技术（除教材提到的），记录下来。 2　 画一张海豚回声定位的示意图，标出“发声—传声—反射—接收—定位”五个环节。 板书设计： 第20课　我们来仿生 一、仿生学 人类研究生物特性并应用于生产生活的科学 二、仿生的类型 形态仿生：模仿外形（鸟→飞机、鸟巢→体育场） 功能仿生：模仿功能（海豚→声呐、蝙蝠→雷达） 结构仿生：模仿结构（蜂巢→蜂窝、蛋壳→薄壳） 三、手臂模型——功能仿生 骨骼（硬纸板）+ 肌肉（绳子）+ 关节（连接处） 两侧安装 → 控制弯曲和伸展 四、折叠现象的启示 瓢虫膜翅、榕树叶子 → 折叠 应用：卫星太阳能板、血管支架、折叠机器人 核心价值：小体积携带，大体积使用 学科网（北京）股份有限公司 $