5.20 我们来仿生（教学设计）科学苏教版五年级上册（新教材）

该小学科学教学设计聚焦仿生学概念及形态、功能、结构三类仿生，通过阅读课文初识概念，联系旧知（如海豚-声呐）搭建学习支架，衔接前后知识脉络。 以动手探究（手臂模型制作、折纸）和实例对比（鸟巢、雷达等）为亮点，通过模型建构（科学思维）和实践操作（探究实践），帮助学生建立“生物特征→发明创造”逻辑，提升观察与设计能力，为教师提供丰富教学资源和难点突破方法。

苏教版（新教材）科学五年级上册 5.20《我们来仿生》教学设计 课题 5.20 我们来仿生 课型 新授课 教学目标 1. 科学观念：知道仿生学概念；区分形态仿生、功能仿生、结构仿生；了解手臂骨骼肌肉关节配合工作；认识折叠仿生、鱼类仿生等仿生实例。 2. 科学探究：能够看懂手臂模型制作流程，动手分析绳子安装要点；看懂折叠仿生图纸，能区分三类仿生的不同特点。 3. 科学思维：建立 “生物特征→人类模仿→发明创造” 的仿生逻辑，会辨别生活中的仿生类型。 4. 态度责任：感受仿生学对生活、科技的价值，乐于观察生活中的仿生产品，愿意尝试简单仿生设计。 教学重难点 教学重点：认识形态、功能、结构三类仿生；理解手臂模型工作原理；认识各类仿生实例。 教学难点：区分三种仿生类型；理解手臂模型绳子安装原理，理解生物与发明之间的对应关系。 教学环节 教学过程 课堂导入 一、情境导入，初识仿生学 1.阅读课文，认识仿生学 教师语言：大自然里的生物拥有很多生存本领，人类研究生物，把生物的特点用到生活生产中，就诞生了仿生学，请大家读一读课本开头文字。 学生活动：阅读教材开篇文本，勾画仿生学关键描述。 设计意图：建立仿生学基础概念，开启本课学习。 预设提问及答案 提问：什么是仿生学？ 答案：人类研究自然界的生物，尝试将它们的一些特性应用于生产生活中，这就是仿生学。 2.看图联想，说说知道的仿生产品 教师语言：想一想，以前学过的内容，哪些发明是模仿生物做出来的？和同桌简单说一说。 学生活动：同桌交流回忆旧知，说出海豚‑声呐等仿生例子。 设计意图：联系单元旧知识，搭建新旧知识桥梁。 预设提问及答案 提问：前面课程中海豚对应什么仿生发明？ 答案：声呐。 课 程 学 习 二、动手探究，模仿手臂的结构与功能 1.体验动作，感受手臂肌肉骨骼关节配合 教师语言：请大家做一做手臂伸直、弯曲的动作，感受我们手臂肌肉、骨骼、关节是怎样配合工作的。 学生活动：反复屈伸手臂，亲身感受肌肉收缩舒张，小组简单交流感受。 设计意图：通过亲身感知，理解手臂真实工作方式。 预设提问及答案 提问：手臂弯曲的时候，什么结构在配合工作？ 答案：肌肉、骨骼、关节相互配合。 2.观察图片，认识手臂假肢结构 教师语言：看课本上手臂假肢图片，仔细观察假肢，想一想假肢模仿的是我们手臂的什么结构。 学生活动：观察假肢插图，小组观察讨论假肢模仿人体手臂哪些部位。 设计意图：认识仿生假肢，体会仿生在医疗的应用。 预设提问及答案 提问：手臂假肢模仿人体的什么结构？ 答案：模仿人的手臂骨骼、关节结构。 3.读图拆解，看懂手臂模型制作步骤 教师语言：课本上有四步示意图，向我们展示手臂模型的制作流程，请大家按顺序看懂每一步操作。 学生活动：观察手臂模型分步制作插图，梳理制作顺序。 设计意图：读懂模型图纸，为思考原理打下基础。 预设提问及答案 提问：制作手臂模型，模拟骨骼的是什么材料？ 答案：硬质板材（卡纸、木片）。 4.思考探究，分析绳子安装方法 教师语言：课本思考问题：制作手臂模型时，怎样安装绳子才能使 “手臂” 活动自如？大家看图想一想，小组交流想法。 学生活动：围绕课本问题小组研讨，思考绳子对人体肌肉的作用。 设计意图：突破本课小难点，理解绳子模拟肌肉收缩舒张。 预设提问及答案 提问：制作手臂模型，绳子要怎样安装才能使手臂灵活弯曲伸直？ 答案：绳子要分别固定在关节两侧，拉动绳子，模拟肌肉收缩，带动模型手臂弯曲伸直。 三、阅读拓展，探究折叠现象的仿生启示 1.看图阅读，了解瓢虫膜翅折叠本领 教师语言：翻到 80 页，观察瓢虫的三张图片，瓢虫飞行和降落时，膜翅会展开、收拢，读一读对应的文字。 学生活动：观察瓢虫组图，阅读文本，了解自然界折叠现象。 设计意图：从生物身上找到折叠仿生的原型。 预设提问及答案 提问：瓢虫降落时，膜翅会发生什么变化？ 答案：膜翅折叠收进鞘翅里面保护起来。 2.看图识物，认识折叠仿生的人类发明 教师语言：观察这三张图，卫星折叠太阳能板、血管支架、折叠机器人，说一说它们模仿自然界的什么特点。 学生活动：观察三张实物插图，提取信息，全班交流。 设计意图：认识折叠仿生在航天、医疗、机器人领域的应用。 预设提问及答案 提问：卫星折叠太阳能板借鉴生物的什么本领？ 答案：借鉴生物的折叠收放的本领。 3.研读图纸，看懂纸张折叠仿生步骤 教师语言：课本给了一套折纸步骤图，我们可以用纸模仿折叠现象，实现快速收放，大家一步步看懂峰线、谷线、折叠操作。 学生活动：观察完整折纸流程示意图，看懂每一步折叠操作。 设计意图：通过图纸，直观理解折叠仿生原理。 预设提问及答案 提问：这套折纸完成之后，面积会变成原来的多少？ 答案：二十五分之一。 四、小组讨论，研究鱼类带给人类的仿生启发 1.看图找联系，鱼和船的仿生对应 教师语言：翻到 81 页，看课本讨论板块的图片，找一找鱼的身体结构和船、潜艇之间的对应关系。 学生活动：观察鱼骨骼、鱼身体、船舶、潜艇插图，小组寻找生物与发明的对应。 设计意图：训练学生寻找生物与发明的联系，落实课本讨论任务。 预设提问及答案 提问：鱼的身体外形，对应潜艇的什么结构？ 答案：潜艇流线型外壳。 2.小组汇报，梳理鱼类仿生对应关系 教师语言：哪个小组来分享，鱼的鱼鳍、鱼鳔分别对应船或者潜艇的什么装置。 学生活动：小组代表发言，梳理鱼鳍对应船桨舵，鱼鳔对应潜艇沉浮系统。 设计意图：巩固仿生逻辑，原型到发明的对应。 预设提问及答案 提问：鱼鳔可以控制沉浮，模仿这个特点人类发明了什么？ 答案：潜艇。 五、分类辨析，认识形态、功能、结构仿生 1.读图对比，认识形态仿生 教师语言：看第一组图，鸟巢和国家体育场，形态仿生主要模仿生物的外形样子，请大家观察两幅图说一说。 学生活动：观察鸟巢、国家体育场插图，理解形态仿生的含义。 设计意图：理解形态仿生，模仿外形样貌。 预设提问及答案 提问：什么是形态仿生？以鸟巢为例说一说。 答案：模仿生物的外形，模仿鸟巢外形，设计国家体育场。 2.读图分析，认识功能仿生 教师语言：观察蝙蝠和雷达这一组，功能仿生模仿的是生物具备的本领、功能，蝙蝠回声定位，人类做出雷达。 学生活动：观察蝙蝠回声定位示意图、雷达插图，说出功能仿生特点。 设计意图：理解功能仿生，模仿生物的本领功能。 预设提问及答案 提问：雷达属于哪一类仿生？模仿蝙蝠的什么？ 答案：功能仿生，模仿蝙蝠回声定位的本领。 3.看图探究，认识结构仿生 教师语言：看莲叶和防水透气面料，结构仿生模仿的是生物身体内部的构造特点，莲叶表面微观结构带来疏水效果。 学生活动：观察莲叶水珠、防水面料图片，理解结构仿生。 设计意图：理解结构仿生，模仿生物身体构造。 预设提问及答案 提问：防水透气面料模仿莲叶的什么，属于哪一类仿生？ 答案：模仿莲叶表面微观结构，属于结构仿生。 4.小组辨析，区分三类仿生 教师语言：我们回顾三个类别：形态、功能、结构仿生，小组内举例子说一说，怎样区分这三种仿生。 学生活动：小组讨论辨析三类仿生，尝试给仿生产品归类。 设计意图：攻克本课难点，分清三类仿生。 预设提问及答案 提问：简单说形态、功能、结构仿生分别模仿什么？ 答案：形态仿生模仿外形；功能仿生模仿本领；结构仿生模仿身体构造。 课堂 小结与课后作业 六、课堂总结梳理，布置分层课后作业 1.整体回顾，布置课后任务 教师语言：今天我们学习仿生，模仿手臂制作模型，认识折叠仿生，还分清形态、功能、结构仿生。完成课后习题，生活中找一找仿生产品。 学生活动：回顾本课全部知识点，记下课后作业任务。 设计意图：巩固课堂知识，拓展生活观察。 2.教师结语 大自然就是最好的老师，观察生物的外形、本领、身体构造，就可以启发人类许许多多的发明创造，希望大家多观察生活中的仿生产品。 板书设计 我们来仿生 1. 仿生学：研究生物特性，应用到生产生活 2. 模仿手臂 肌肉 — 绳子；骨骼 — 硬质板材；关节 — 铰接位置 思考：绳子固定在关节两侧，手臂灵活活动 3. 折叠仿生 原型：瓢虫膜翅；发明：折叠太阳能板、血管支架、折叠机器人 4. 仿生三大类 形态仿生：模仿生物外形（鸟巢→国家体育场） 功能仿生：模仿生物本领（蝙蝠→雷达） 结构仿生：模仿生物构造（莲叶→防水透气面料） 5. 鱼类仿生：鱼外形→潜艇；鱼鳔→潜艇沉浮；鱼鳍→船桨船舵 教学反思 教学反思 本课图片资源丰富，动手模型、折纸可以充分调动学生兴趣，课堂参与度高。 不足：部分学生容易混淆功能仿生和结构仿生；手臂模型绳子安装原理，部分同学理解不到位；学生找生物与发明对应关系时容易混乱。 改进方向：多用课本插图对比讲解三类仿生；结合图片反复讲手臂模型绳子模拟肌肉；多做配对练习，强化 “生物原型 —— 人类发明” 的对应关系；布置观察任务，让学生寻找家里仿生产品。 1 学科网（北京）股份有限公司 $