《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“仿生学应用”核心知识点，通过“快速点头比赛”对比啄木鸟头部减震结构，关联前几课仿生概念，以认知冲突为支架引导学生进入“发现问题—分析生物本领—设计制作模型—交流反思”的工程实践脉络。 资料特色在于以“挑战—探究—实践—拓展”为主线，融合科学思维（如分析保护色与迷彩服建立“生物特征—设计原理—产品功能”关联）和探究实践（制作手臂模型模拟骨骼、肌肉、关节），借助微视频、模型发布会等任务驱动，提升学生创新思维与合作能力，为教师提供完整的实践教学方案与评价支架。

2026最新版苏教版五年级上册教案 第 20 课 我们来仿生 第 五 单元 仿生 【课标落实】 1.对应核心概念的内容要求和学业要求: 学科核心概念 5年级学习内容 5年级学习内容要求 5年级学业要求 13.工程设计与物化 13.3工程是设计方案物化的结果 ④利用工具制作简单的实物模型，根据实际反馈结果进行改进展示。 能应用所学科学原理设计并制作简单的装置，能进行模拟演示并简要解释；能根据证据改进实物模型的设计和制作。 2.指向的跨学科概念 结构与功能：生物体的特殊结构（如啄木鸟的头部、动物的保护色、手臂的骨骼肌肉关节）具有特定的功能，人们通过模仿这些结构来设计产品，实现相似的功能。 【教材分析】 本课是苏教版五年级上册第五单元《仿生》的最后一课，也是单元总结与应用的课型。在前几课《生物的启示》《蛋壳与薄壳结构》《海豚与声呐》的学习基础上，学生已经了解了仿生的基本概念和几个典型案例。本课旨在引导学生将所学知识进行综合运用，经历一个完整的“发现问题—分析生物本领—设计制作模型—交流反思”的工程实践过程，培养学生的创新思维和动手实践能力。 【学情分析】 1.认知分析  学生已初步了解仿生概念，知道仿生是模仿生物的特殊本领进行发明创造。但多数学生停留在“知道是什么”的层面，对“如何发现生物的本领并将其转化为设计思路”这一过程缺乏深入的理解和实践经验。 2.探究能力分析： 五年级学生具备一定的观察、比较和分析能力，能够进行简单的实验设计和动手制作。但在“控制变量”设计实验、从多角度分析问题以及团队协作完成复杂任务方面，仍需教师引导和支架支持。 3.兴趣分析： 学生对仿生、小动物、动手制作等活动有浓厚兴趣。本课通过“挑战活动”“寻找保护色”“制作手臂模型”等环节，能够有效激发学生的好奇心和探究欲。 【教学目标】 科学观念 1.知道仿生是模仿生物的特殊本领进行发明创造的方法。 科学思维 1.通过分析“啄木鸟与安全头盔”“保护色与迷彩服”等案例，初步建立“生物特征—设计原理—产品功能”的关联思维。 2.在制作手臂模型的过程中，运用类比思维，理解模型各部分与真实手臂结构的对应关系。 探究实践 1.能根据教师提供的材料，按照设计图或步骤，独立或合作完成手臂模型的制作，并能演示其运动。 2.能通过观察、分析、讨论，发现生物的特殊本领，并尝试提出简单的仿生设计思路。 态度责任 1.在小组合作制作模型的过程中，乐于分享自己的想法，积极倾听他人意见，共同完成任务。 【教学重难点】 重点 通过对仿生产品的了解和分析，理解仿生的基本方法，并尝试将其应用于实践（制作手臂模型）。 难点 理解手臂模型各部分（硬纸板、绳子、钉子）与真实手臂结构（骨骼、肌肉、关节）的对应关系，并成功制作出能灵活运动的手臂模型。 【教学策略】 以“挑战导入—分析探究—动手实践—拓展应用”为主线，采用情境教学法、任务驱动法、小组合作探究法。通过“一秒钟点十次头”的挑战活动创设情境，激发认知冲突；通过“分析保护色”“制作手臂模型”等活动，引导学生亲身经历“观察—假设—验证—应用”的探究过程。 【教学准备】 多媒体课件、手臂模型材料（硬纸板、工字钉、棉线）、胶带、泡沫、小动物卡片（涂色卡）、米字形图折纸、安全头盔。 【教学过程设计】 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 学习表现 一、悬念导入 1.互动游戏：同学们，我们来玩一个“快速点头”比赛。谁能在1秒钟内点头次数最多？请2-3名同学上台挑战，大家帮忙计数。 2.引出“超级高手”：大家的成绩都很棒！但有一种“森林医生”，它一秒钟能点头20次，每天撞击树干500-600次，头部却毫发无损，你们知道它是谁吗？ 3.揭秘原理：播放啄木鸟头部特殊结构的动画。思考：人类头部受到80克冲击就可能脑震荡，啄木鸟承受1200克却没事，它有什么“秘密武器”？ 4.揭示课题：科学家正是发现了这个秘密，发明了安全头盔。这种向生物学习、模仿生物特殊本领的方法，就是“仿生学”。今天，我们就来当一回“小小仿生学家”，一起《我们来仿生》。（板书课题） 1.积极参与游戏，观察同学表现。 2.积极思考，说出“啄木鸟”。 3.观看动画，思考并回答：啄木鸟的头部有特殊结构，能减震。 4.明确本课学习 主题。 将原“聚焦”环节的“挑战”升级为“比赛”，增强参与感和竞争性。通过数据对比，强化认知冲突，激发探究“生物秘密”的欲望。 能主动参与挑战，对啄木鸟的特殊本领产生强烈好奇，并初步理解“仿生”概念。 二、探究实践：解码仿生智慧 （一）初探“保护色”的妙用 1.情境回顾：还记得我们之前玩过的“小动物卡片搜寻”游戏吗？为什么绿色和棕色的卡片最难找？ 2.联系生活：自然界中，动物利用保护色隐藏自己。人们把这个“小把戏”用在了哪里？ 3.火眼金睛挑战：展示丛林、荒漠、海洋三种迷彩的图片，请学生连线，判断它们分别在什么环境中使用。并追问：为什么这样设计？ 4.小结：迷彩服就是利用“保护色”原理的经典仿生。 1.回忆游戏，回答：因为颜色和环境相似，不容易被发现。 2.联想并回答：迷彩服。 3.观察图片，进行连线，并解释原因。 4.记录，深化理解。 从寻找游戏自然过渡到用”分析，引导学生从发现现象走向“应用原理。连线和追问环节，锻炼学生的判断与推理能力。 能准确说出保护色的作用，并能将不同迷彩与对应环境正确匹配，说明其设计意图。 （二）精研“手臂”的仿生模型 1.体验与观察：请大家做两个动作： ①手臂用力弯曲 ②手臂缓慢伸直。 一边做，一边用手摸一摸手臂的上下两侧，感受肌肉的变化。说说你的发现？ 2.问题驱动：如果一个人不幸失去了手臂，现代科技能如何帮助他？ 3.拆解假肢：展示假肢内部结构图，引导学生思考：假肢里藏着哪些“秘密”来模仿真手臂？ 4.制作挑战：现在，请各小组利用桌上的材料，挑战制作一个能自由弯曲的“手臂模型”。 ①材料分析：请同学们先观察材料，讨论一下，硬纸板、绳子、钉子分别可以模拟手臂的什么部分？ ②动手实践：播放制作微视频，提示安全事项。学生分组合作，教师巡视指导，重点关注“绳子安装位置”是否影响活动。 ③模型发布会：请“最佳模型”小组上台展示，边演示边解说：你们的模型是如何实现“弯曲”和“伸直”的？ 1.做动作，感受肌肉的收缩与舒张，并描述感受。 2.思考并回答：假肢。 3.观察假肢图，指出“骨骼”“关节”“肌肉”的对应结构。 4.观察材料，讨论各部分模拟对象。 5.观看视频，明确步骤。 6.小组合作，动手制作。 7.展示作品，解说原理。 从“体验感受”到“拆解分析”再到“物化模型”，将探究过程系统化。通过“模型发布会”环节，培养学生的表达与反思能力，并理解模型是探究和学习的工具。 能准确说出手臂运动的原理；能正确识别模型各部分的功能；能合作完成模型制作并流畅演示。 （三）畅想“仿生”的未来 1.案例呈现：播放“六足机器人”翻越障碍物的视频。提问：它模仿了谁？（竹节虫）它的“三角步态”有什么好处？ 2.互动体验：出示“米字形折纸”，请学生尝试快速收放。提问：这个设计灵感可能来自哪里？ 3.总结：无论是六足机器人，还是折叠结构，都是人类向大自然“借智慧”的成果。 1.观看视频，思考并回答。 2.动手操作，感受折叠的奇妙，并猜测生物原型（瓢虫翅膀、树叶等）。 3.聆听，感受仿生学的魅力。 引入前沿科技和生活实例，让学生感知仿生学不仅有用，而且有趣，并暗示其无限可能，为后续创意设计埋下伏笔。 能认真观看视频，积极参与互动，能说出仿生案例的设计思路。 三、思维拓展：鱼与船的对话 1.问题链引导：人类最早的船是模仿了哪种生物？（鱼）看图，说一说，人们从鱼身上学到了哪些“智慧”？ ①追问1：鱼的身体是什么形状？这种形状对船有什么好处？ ②追问2：鱼鳍的作用是什么？它给了船什么启发？ 2.归纳总结：仿生研究可以从多个角度入手，如形态、结构、功能。只要用心观察，大自然处处是“老师”。 1.观察图片，讨论并回答。 2.做笔记，形成系统认识。 通过鱼这一经典案例，引导学生进行多角度思考，学习如何从生物身上系统地提取设计灵感，培养创新思维。 能主动联想，从不同角度分析鱼的特点与船的对应关系，能用自己的话进行归纳。 四、课堂闯关 组织学生完成“练一练”题目，引导学生独立完成后，进行同桌互评，教师针对易错题进行点拨。 独立完成练习，同桌互评，纠正错误。 当堂检测，即时反馈，巩固核心知识。 能独立完成练习，并能针对错题进行正确分析。 【课堂小练习设计】 练习一 1.解放军叔叔穿迷彩服的主要原因是（ ）。 A. 非常帅气 B. 比较耐脏 C. 可以起到保护色的作用，满足不同作战环境需要 2.下列物品中，没有模仿手的工作原理的是（ ）。 A. 刀 B. 手机 C. 键盘 练习二 想一想，我们身边还有哪些物品是“仿生”的？请举出一个例子，并说明它模仿了哪种生物以及它的什么特点。 【作业设计】 1.基础性作业 完成本课的相关记录，重点记录“手臂模型”的制作过程与发现。 2.实践性作业 观察你身边的一种动物或植物，想一想它有什么特别的本领，如果模仿这个本领，可以设计出什么有用的产品？把你的想法用简单的文字或图画记录下来。 3.弹性作业： 上网或去图书馆查阅资料，了解“仿生机器人”或“建筑仿生”的更多有趣案例。 学科网（北京）股份有限公司 $