新蘇教版五年級(jí)科學(xué)下第二單元教學(xué)設(shè)計(jì)全套仿生

1、 蘇教版五年級(jí)下2.5生物的啟示教學(xué)設(shè)計(jì)課題 生物的啟示單元2學(xué)科科學(xué)年級(jí)5學(xué)習(xí)目標(biāo)1、認(rèn)識(shí)不同的仿生現(xiàn)象，意識(shí)到人類(lèi)的很多發(fā)明創(chuàng)造可以在自然界找到原型。2、能多角度探究蜂巢結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，知道蜂巢結(jié)構(gòu)在生活中的應(yīng)用。3、對(duì)仿生設(shè)計(jì)產(chǎn)生探究的興趣。重點(diǎn)認(rèn)識(shí)不同的仿生現(xiàn)象。難點(diǎn)多角度探究蜂巢結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。教學(xué)過(guò)程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖導(dǎo)入新課1、漁網(wǎng)是怎么發(fā)明的？ 明確：伏羲每天到河邊，望著水里魚(yú)呀，蝦呀，游來(lái)游頭，蹦來(lái)蹦去。一天，他躺在河岸上大柳樹(shù)下， 無(wú)意中看見(jiàn)樹(shù)枝上一只蜘蛛在織網(wǎng)，捉蚊子、飛蟲(chóng)吃。伏羲想：如果做個(gè)像蜘蛛網(wǎng)一樣?xùn)|西來(lái)捉魚(yú)捉蝦，不就行了嘛？于是，伏羲歡歡喜喜跑回家，帶著妹妹

2、和孩子們上山割來(lái)葛藤，編起了像蜘蛛網(wǎng)一樣網(wǎng)。拿著網(wǎng)到河里捕魚(yú)蝦下，一網(wǎng)撒下去，捕魚(yú)可更多啦！魚(yú)網(wǎng)就是這樣發(fā)明的。2、生物在長(zhǎng)期進(jìn)化的過(guò)程中，形成了許多有利于生存的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理特點(diǎn)，人們從中獲得很多啟示。講故事創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課。講授新課一、找物品設(shè)計(jì)與動(dòng)植物形態(tài)結(jié)構(gòu)的相似之處1、下面物品的設(shè)計(jì)與動(dòng)植物的形態(tài)結(jié)構(gòu)有什么相似之處。（展示四幅圖片）明確：鐵絲網(wǎng)和植物莖上的刺的尖銳部分都能起到保護(hù)作用。塑料吸盤(pán)和八爪魚(yú)的吸盤(pán)都呈碗狀，具有吸附功能。尼龍搭扣上的彎鉤和蒼耳果實(shí)上的鉤刺都有很強(qiáng)的附著力 。降落傘與帶冠毛的蒲公英種子的整體形狀相似。鋸子與鋸齒草的細(xì)齒相似都非常鋒利。2、你還知道哪些物品的設(shè)

3、計(jì)是受了動(dòng)植物的啟示？預(yù)測(cè)：王蓮葉子的背面有粗大葉脈和相互交鍺的小葉脈，支撐力很強(qiáng)。英國(guó)著名建筑師約瑟很據(jù)王蓮葉的葉脈結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)建造了一座頂棚跨度很大的展覽大廳，結(jié)構(gòu)輕巧雄偉，經(jīng)濟(jì)耐用。水母的耳朵有塊小小的聽(tīng)石，能聽(tīng)到正在來(lái)臨的風(fēng)暴隆隆聲。于是設(shè)計(jì)了水母耳風(fēng)暴預(yù)測(cè)儀，能提前15小時(shí)對(duì)風(fēng)暴作出預(yù)報(bào)，對(duì)航海和漁業(yè)的安全都有重要意義。螢火蟲(chóng)發(fā)出的光不產(chǎn)生熱，稱(chēng)為“冷光”。根據(jù)螢火蟲(chóng)發(fā)光的生理特點(diǎn)，人們研究出人工冷光。在迅速飛動(dòng)的各種形狀的小動(dòng)物里，青蛙可立即識(shí)別出它最喜歡吃的蒼蠅和飛蛾，而對(duì)其他飛動(dòng)著的東西和靜止不動(dòng)景物都毫無(wú)反應(yīng)。弄清了蛙眼的原理和結(jié)構(gòu)，人們就發(fā)明了電子蛙眼。二、對(duì)蜂巢形狀特征研究

4、（一）資料閱讀：蜂窩猜想公元 4 世紀(jì)，古希臘數(shù)學(xué)家佩波斯提出猜想：截面呈正六邊形的密鋪（不留空隙，也不相互重疊）的蜂窩巢房，是蜜蜂采用最少量的蜂蠟建成的。這一猜想被稱(chēng)為“蜂窩猜想”。找一找：蜂巢結(jié)構(gòu)有什么主要特點(diǎn)？明確：正六邊形密鋪。（二）研究蜂巢形狀?yuàn)W秘1、動(dòng)動(dòng)手：在正多邊形中能密鋪的有哪些？ 明確：在同種正多邊形中，能密鋪的只有正三角形、正方形、正六邊形。2、假設(shè)蜜蜂用正五邊形建蜂巢，結(jié)果會(huì)怎樣？明確：用正五邊形建蜂巢，不能密鋪，浪費(fèi)空間和蜂蠟。3、假設(shè)蜜蜂用下面3種面積相等的圖形建蜂巢，計(jì)算每種圖形的內(nèi)切圓直徑，以及蜂巢壁的總長(zhǎng)度，并進(jìn)行排序。（單位：厘米）明確：實(shí)驗(yàn)結(jié)論:在面積相等的

5、條件下，正三角形的內(nèi)切圓直徑<正方形的內(nèi)切圓直徑<正六邊形的內(nèi)切圓直徑。內(nèi)切圓的直徑越大，蜂巢的容積越大。在面積相等的條件下，正三角形的蜂巢壁總長(zhǎng)度>正方形的蜂巢壁總長(zhǎng)度>正六邊形的蜂巢壁總長(zhǎng)度。蜂巢壁總長(zhǎng)度越小，耗費(fèi)蜂蠟越少。4、將 3 張A4 紙分別折成正三棱柱、正四棱柱、正六棱柱，放上同一種重物，比較哪種形狀抗壓能力最強(qiáng)。溫馨提示：棱柱需要黏合；棱柱高低相同，統(tǒng)一折長(zhǎng)邊；緩慢放置重物；放置的重物要一致，大小適宜；將重物置于棱柱上平面的中央。明確：正六棱柱的抗壓能力最強(qiáng)。5、假如你是蜜蜂，你會(huì)選擇哪種形狀建蜂巢？為什么？明確：假如我是蜜蜂，我會(huì)選擇建造正六邊形的蜂巢

6、。因?yàn)檎呅蔚姆涑灿腥髢?yōu)點(diǎn)：第一，每個(gè)蜂房都是密鋪的，既不留空隙，也不相互重疊；第二，正六邊形的蜂巢用料最少，可以采用最少量的蜂蠟建成最大的蜂巢；第三，正六邊形的蜂巢抗壓能力最強(qiáng)。雖然圓柱體抗壓能力最強(qiáng)，但在平面密鋪的基礎(chǔ)上，圓形最終會(huì)被擠壓成六邊形。比較正三棱柱、正四棱柱、正六棱柱，正六棱柱的抗壓能力最強(qiáng)。三、交流有蜂巢結(jié)構(gòu)的物體1、觀察這些物體的結(jié)構(gòu)具有怎樣的共同點(diǎn)？明確：蜂巢結(jié)構(gòu)。2、你還發(fā)現(xiàn)哪些物體有蜂巢結(jié)構(gòu)？這種設(shè)計(jì)有什么好處？明確：蜂窩板材、蜂窩填充料、蜂窩底的鍋、移動(dòng)通信基站的蜂窩狀排列，等等。設(shè)計(jì)好處：六邊形排列沒(méi)有縫隙，有效空間最大，所用材料少。四、從魚(yú)類(lèi)身上獲得的啟示1

7、、魚(yú)的結(jié)構(gòu)是怎樣的，你了解嗎？播放視頻。2、船的設(shè)計(jì)分別借鑒了魚(yú)的哪些特征，找出魚(yú)與船各個(gè)部位的對(duì)應(yīng)關(guān)系。明確：魚(yú)的鰭對(duì)應(yīng)船的槳和櫓，提供前進(jìn)和轉(zhuǎn)彎的動(dòng)力；魚(yú)的流線(xiàn)型身體對(duì)應(yīng)潛艇的外形，減少水的阻力，行進(jìn)更快更省力；魚(yú)的骨架對(duì)應(yīng)船的龍骨，提供整個(gè)身體的支撐；魚(yú)肚子里的鰾對(duì)應(yīng)潛艇的蓄水艙，通過(guò)充氣和注水，調(diào)節(jié)上浮和下沉。五、拓展：鳥(niǎo)與發(fā)明創(chuàng)造查資料，了解人類(lèi)從鳥(niǎo)的身上獲得了哪些發(fā)明創(chuàng)造的啟示。明確：鳥(niǎo)類(lèi)滑翔機(jī) 蝙蝠雷達(dá) 蜂鳥(niǎo)直升機(jī)鴿子的視覺(jué)發(fā)達(dá)電子鴿眼貓頭鷹眼睛的特殊構(gòu)造夜視儀鷹的眼睛電子鷹眼 啄木鳥(niǎo)覓食防震頭盔六、解釋仿生學(xué) 人類(lèi)模仿生物的結(jié)構(gòu)和功能，創(chuàng)造出各種人造物。這些做法逐漸發(fā)展為一門(mén)從

8、自然中學(xué)習(xí)，進(jìn)而應(yīng)用到工程技術(shù)中的學(xué)科 仿生學(xué)。七、課堂練習(xí)（一）選擇題1.采用蜂巢結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的妙處是（ ） A.六邊形排列沒(méi)有縫隙，有效空間最大，所用材料少 B.正方形排列沒(méi)有縫隙，有效空間最大，所用材料少 C.三角形排列沒(méi)有縫隙，有效空間最大，所用材料少2.抗壓能力最強(qiáng)的是（ ） A.三棱柱 B.四棱柱 C.六棱柱3.尼龍搭扣的彎鉤與（ ）相似。 A.蒼耳果實(shí)上的鉤刺 B.植物莖上的刺的尖銳部分 C.八爪魚(yú)的吸盤(pán)4.從鳥(niǎo)身上獲得發(fā)明創(chuàng)造啟示的是（ ） A.潛水艇 B.滑翔機(jī) C.船槳5.公元 4 世紀(jì)，提出“蜂窩猜想”的古希臘數(shù)學(xué)家是（ ） A.佩波斯 B.胡克 C.列文虎克6.不是采用蜂窩

9、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的物體是（ ）A.足球網(wǎng) B.足球 C.石拱橋（二）判斷題1.蜜蜂是自然界中高明的“建筑工程師”。（ ）2.人們根據(jù)魚(yú)利用魚(yú)鰾上浮下沉制造了潛水艇。（ ）3.人類(lèi)通過(guò)模仿鳥(niǎo)的形狀及羽毛制造了飛機(jī)。（ ）4.“騎馬打仗”游戲?qū)儆诜律鷮W(xué)應(yīng)用。（ ）5.正三角形、正方形、正六邊形都能密鋪。（ ）八、作業(yè)布置 許多動(dòng)物具有與生俱來(lái)的特殊本領(lǐng)，你認(rèn)為可以從它們身上獲得什么啟示？進(jìn)行哪些發(fā)明創(chuàng)造？（活動(dòng)手冊(cè)）觀察圖片，分析相似點(diǎn)列舉自己知道的事例閱讀，分析動(dòng)手探究計(jì)算分析數(shù)據(jù)動(dòng)手探究回答觀察歸納列舉交流觀看視頻找一找閱讀，記憶獨(dú)立完成認(rèn)識(shí)不同的仿生現(xiàn)象，意識(shí)到人類(lèi)的很多發(fā)明創(chuàng)造可以在自然界找到原型

10、。能多角度探究蜂巢結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，知道蜂巢結(jié)構(gòu)在生活中的應(yīng)用。對(duì)仿生設(shè)計(jì)產(chǎn)生探究的興趣。對(duì)學(xué)生探究能力的一次鍛煉和提升，也是研究話(huà)題的再一次延伸。建立仿生學(xué)概念完成達(dá)標(biāo)測(cè)評(píng)鞏固課堂知識(shí)課堂小結(jié)通過(guò)這節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們認(rèn)識(shí)不同的仿生現(xiàn)象，意識(shí)到人類(lèi)的很多發(fā)明創(chuàng)造可以在自然界找到原型。能多角度探究蜂巢結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，知道蜂巢結(jié)構(gòu)在生活中的應(yīng)用。從而對(duì)仿生設(shè)計(jì)產(chǎn)生探究的興趣?？偨Y(jié)課堂板書(shū)板書(shū)設(shè)計(jì)蘇教版五年級(jí)下2.6蛋殼與薄殼結(jié)構(gòu)教學(xué)設(shè)計(jì)課題 蛋殼與薄殼結(jié)構(gòu)單元2學(xué)科科學(xué)年級(jí)5學(xué)習(xí)目標(biāo)1、嘗試用握、戳、承重等方式破壞蛋殼，直觀感受蛋殼的穩(wěn)固。2、對(duì)比蛋殼和拱形，找出兩者之間的關(guān)聯(lián)。3、通過(guò)承重對(duì)比實(shí)驗(yàn)，知道拱橋

11、的承重能力大于平橋。4、了解拱結(jié)構(gòu)、薄殼結(jié)構(gòu)在建筑等領(lǐng)域的應(yīng)用。重點(diǎn)研究蛋殼和拱的承重能力。難點(diǎn)研究拱的承重能力。教學(xué)過(guò)程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖導(dǎo)入新課1、猜一猜：尖尖腦袋圓圓肚，母雞身體藏著多?？┼┼ü陕洌醭鲂‰u真可愛(ài)。2、觀察這些建筑的外形，它們和雞蛋有什么相似之處嗎？猜謎語(yǔ)：雞蛋觀察比較回答創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課。 講授新課一、雞蛋殼的形狀特點(diǎn)材料準(zhǔn)備：雞蛋、蛋殼、鉛筆、平板、塑料瓶蓋等。（一）觀察并描述雞蛋殼的特點(diǎn)1、觀察方法 眼睛直接觀察借助放大鏡觀察用手摸觀察順序：外內(nèi)2、觀察結(jié)果雞蛋呈橢球形，外表光滑，表面有細(xì)微的氣孔，內(nèi)部有一層薄膜。3、雞蛋殼的主要成分是碳酸鈣，并

12、不堅(jiān)硬致密。用手掰一掰雞蛋殼，有什么發(fā)現(xiàn)？明確：易碎。（二）研究蛋殼的精妙之處1、試試用手能把1 枚雞蛋握碎嗎？注意：用力要均勻，不能掐、磕。明確：不易握碎。 通常情況下，蛋殼厚度只有0.38毫米。蛋殼這么薄，為什么禁得住這樣的擠壓？明確：雞蛋是橢球形的，用手握雞蛋時(shí)，手部施加的壓力能被蛋殼外凸的曲面分散，所以雞蛋不易握碎。蛋殼內(nèi)附著的一層富有彈性的薄膜所產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力，能拉緊整個(gè)蛋殼，增加了蛋殼的抗壓能力。2、哪種情況的蛋殼不容易被戳破？雞蛋殼放在塑料瓶蓋上，空殼朝上。捏住鉛筆，垂直向下，筆尖對(duì)準(zhǔn)雞蛋殼，松手，觀察。雞蛋殼倒扣在桌面上。捏住鉛筆，垂直向下，筆尖對(duì)準(zhǔn)雞蛋殼，松手，觀察。注意：鉛筆

13、要從同一高度下落，蛋殼無(wú)裂紋。明確：凹形容易被戳破，凸形不容易被戳破。解釋?zhuān)簽槭裁窗济娉先菀妆淮疗?，凸面朝上不易戳破？明確：凸面朝上，受力均勻，蛋殼沒(méi)破；凹面朝上，受力不均，蛋殼破裂。3、 4 枚雞蛋能支撐多重的物體？將 4 枚雞蛋立在桌面上（每枚雞蛋的上下兩端用塑料瓶蓋固定），在上面放一塊平板，再在平板上逐個(gè)加放重物。注意：重物要輕放，逐步放，越往后重物越要小心輕放。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：雞蛋能承受很多本書(shū)的重力。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：從外部給蛋殼施壓，蛋殼具有較大的承重力。解釋?zhuān)旱皻槭裁茨艹惺苓@么大的壓力？明確：雞蛋表面的曲面結(jié)構(gòu)能夠很好地分散所承受的壓力，因此雞蛋殼雖然很薄，但它承受外界沖擊的能力較強(qiáng)。二、

14、觀察比較蛋殼和拱的外形1、在蛋殼上畫(huà)一條線(xiàn)，這條線(xiàn)是什么形狀的？或者說(shuō)像什么？ 明確：這條線(xiàn)是拱形，蛋殼曲面可以看成由無(wú)數(shù)的拱形拼接而成。2、外形為弧形的建筑結(jié)構(gòu)被稱(chēng)為拱。如，玉帶橋、無(wú)梁殿。無(wú)梁殿沒(méi)有木梁、木柱，全殿用磚石砌成大大小小的拱券結(jié)構(gòu)。3、你見(jiàn)過(guò)哪些拱形建筑或建筑上的拱結(jié)構(gòu)？預(yù)測(cè)：常見(jiàn)的拱形：拱門(mén)、牌坊、城堡、水渠、宮殿等。著名拱形建筑：法國(guó)的凱旋門(mén)、中國(guó)的趙州橋、古羅馬水渠等。4、蛋殼抗壓力能強(qiáng)，拱結(jié)構(gòu)也具有這樣的特點(diǎn)嗎？我們來(lái)測(cè)一測(cè)拱的承重能力吧。（1）材料準(zhǔn)備：A4紙、木塊、墊圈（2）實(shí)驗(yàn)步驟平行擺放兩塊小木塊，小木塊間距離小于A4紙的寬度。A4紙平放兩木塊之上，做成平橋。同

15、樣的A4紙拱成拱形，兩底邊用木塊抵住，做成拱橋。分別在平橋和拱橋上逐個(gè)加放墊圈，直到橋面坍塌。（3）注意：橋墩不可移動(dòng)，橋墩距離一樣。 墊圈大小一樣，要輕放。（4）實(shí)驗(yàn)記錄（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：拱形橋面的承重能力比平橋的橋面承重能力強(qiáng)。5、拱為什么能承受巨大的壓力？明確：拱能把受到的壓力向下和向外傳遞給相鄰的部分，如果能抵住外推力，拱就能承受巨大的壓力。三、認(rèn)識(shí)薄殼結(jié)構(gòu)1、薄薄的雞蛋殼之所以能承受很大的壓力，是因?yàn)榈皻で婵梢钥闯捎蔁o(wú)數(shù)的拱拼接而成的，能夠把受到的壓力分散到蛋殼的各個(gè)部分。人們從蛋殼中得到怎樣的啟示？明確：人們從蛋殼中得到啟示，發(fā)明了薄殼結(jié)構(gòu)。薄殼結(jié)構(gòu)具有優(yōu)越的受力性能，且輕便省料，

16、因此在建筑中被廣泛使用。2、科學(xué)閱讀：薄殼結(jié)構(gòu) 在自然界中，一些植物的種子外殼、動(dòng)物的蛋殼和各種貝殼，都是天然的薄殼結(jié)構(gòu)。它們用很少的材料獲得無(wú)比堅(jiān)硬的外殼，以抵御外界的侵襲。 以蛋殼為例，通常情況下，蛋殼厚度只有0.38毫米。這么薄的蛋殼，簡(jiǎn)直不堪一擊。然而，蛋殼的形狀可以增大它的承受力，凸出向外的曲面能把壓力分散。特別是當(dāng)它均勻受力時(shí)，抗壓性就更強(qiáng)了，遠(yuǎn)不是看上去的那么脆弱。人類(lèi)從蛋殼這樣的天然殼體中受到啟發(fā)，利用混凝土以及其他合金材料的可塑性，將各種形式的薄殼結(jié)構(gòu)運(yùn)用到大跨度的建筑中。這些薄殼結(jié)構(gòu)的建筑能夠達(dá)到力學(xué)設(shè)計(jì)的基本要求用料少，抗壓能力強(qiáng)。尋找生活中的薄殼結(jié)構(gòu)建筑或物品，與大家分

17、享吧。預(yù)測(cè)：薄殼結(jié)構(gòu)建筑：國(guó)家大劇院、悉尼歌劇院薄殼結(jié)構(gòu)的物品：燈泡、安全帽、野外帳篷四、課堂練習(xí)（一）選擇題1.下列說(shuō)法正確的是（ ） A.人不可能站在雞蛋上 B.一張A4紙不可能托起一塊紅磚 C.蛋殼具有較大的承重力2. 蛋殼很薄，但用手使勁捏壓一個(gè)完整的雞蛋，雞蛋卻能保持不破，這是因?yàn)殡u蛋的形狀近似于（ ） A.圓頂形 B.球形 C.拱形3.拱形能承載很大的重量是因?yàn)椋?） A.拱形比較厚 B.受到的壓力向下和向外傳遞給相鄰的部分 C.拱形的形狀好看4.人們根據(jù)( )的結(jié)構(gòu)，發(fā)明了薄殼結(jié)構(gòu)屋頂，既堅(jiān)固又節(jié)省材料。 A.鳥(niǎo) B.蛋殼 C.植物的葉子5.從一定高度落下鉛筆，哪種蛋殼容易戳破？

18、（ ） A.凹面朝上的 B.凸面朝上的C.凹面朝上的或凸面朝上的（二）判斷題1.雞蛋呈橢球形，外表粗糙。（ ）2.蛋殼曲面可看成由無(wú)數(shù)的拱形拼接而成。（ ）3.拱橋的承重能力大于平橋。（ ）4.薄殼結(jié)構(gòu)是仿生學(xué)的具體應(yīng)用。（ ）5.建筑物沒(méi)有橫梁一定不安全。（ ）6.安全帽很薄，偷工減料。（ ）五、作業(yè)布置 查閱資料，搜集更多的薄殼結(jié)構(gòu)建筑或物品的照片，粘貼在活動(dòng)手冊(cè)上。準(zhǔn)備材料觀察雞蛋特點(diǎn)交流掰雞蛋殼握雞蛋實(shí)驗(yàn)解釋做戳雞蛋實(shí)驗(yàn)解釋做雞蛋承重實(shí)驗(yàn)描述現(xiàn)象，交流結(jié)論解釋畫(huà)一畫(huà)，觀察閱讀資料回答實(shí)驗(yàn)操作解釋閱讀資料回答閱讀分享獨(dú)立完成指導(dǎo)學(xué)生觀察并描述蛋殼的特點(diǎn)，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。嘗試用握、戳、

19、承重等方式破壞蛋殼，直觀感受蛋殼的穩(wěn)固。對(duì)比蛋殼和拱形，找出兩者之間的關(guān)聯(lián)。通過(guò)承重對(duì)比實(shí)驗(yàn)，知道拱橋的承重能力大于平橋。了解拱結(jié)構(gòu)、薄殼結(jié)構(gòu)在建筑等領(lǐng)域的應(yīng)用。完成達(dá)標(biāo)測(cè)評(píng)增加見(jiàn)識(shí)，開(kāi)闊眼界課堂小結(jié)本節(jié)課，通過(guò)研究雞蛋殼的形狀特點(diǎn)發(fā)現(xiàn)蛋殼抗壓能力的優(yōu)勢(shì)，在和拱的外形比較與測(cè)試中發(fā)現(xiàn)拱也具有抗壓能力強(qiáng)的特點(diǎn)。通過(guò)閱讀了解人們受蛋殼的啟示發(fā)明了薄殼結(jié)構(gòu)，并在建筑等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。總結(jié)課堂板書(shū)板書(shū)設(shè)計(jì)蘇教版五年級(jí)下2.7海豚與聲吶教學(xué)設(shè)計(jì)課題 海豚與聲吶單元2學(xué)科科學(xué)年級(jí)5學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道什么是超聲波，了解超聲波回聲定位和無(wú)線(xiàn)電波反射定位的原理。2.通過(guò)閱讀和對(duì)比，發(fā)現(xiàn)海豚探路、聲吶、B超、雷達(dá)的工

20、作原理。3.在“海豚捉魚(yú)”的游戲活動(dòng)中，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)模擬活動(dòng)的特點(diǎn)。4.分工合作，提升團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。重點(diǎn)了解海豚活動(dòng)以及捕食的工作原理。難點(diǎn)團(tuán)隊(duì)合作，完成游戲教學(xué)過(guò)程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖導(dǎo)入新課1、你在哪見(jiàn)過(guò)海豚？海豚在做什么？預(yù)測(cè)：在動(dòng)物園里、電視、書(shū)籍上看到海豚表演：跳圈、搖呼啦圈、高空頂球等。2、聰明、優(yōu)雅、頑皮，海豚成為人們最喜愛(ài)的動(dòng)物。然而，誰(shuí)會(huì)想到生活在海洋里的海豚卻被稱(chēng)為“天生殺手”。播放視頻。 你知道其中的奧秘嗎？回答觀看視頻，回答創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課。講授新課一、科學(xué)家研究海豚探路秘密的實(shí)驗(yàn)1、人們?cè)谒乩锊迳辖饘侔?，海豚游?dòng)時(shí)絕不會(huì)碰到；即使被蒙上眼睛，照樣暢游無(wú)阻

21、，還能準(zhǔn)確捕捉獵物。這說(shuō)明了什么？明確：海豚探路不是依靠視覺(jué)。2、20世紀(jì)60年代，生物學(xué)家諾里斯發(fā)現(xiàn)，把海豚的前額蒙住，它在水下就像瞎子一樣，到處亂撞。說(shuō)明海豚探路與前額有關(guān)。海豚的一個(gè)鼻孔是封閉的，埋于皮下。聲波就是靠這封閉鼻孔發(fā)生震動(dòng)產(chǎn)生的。發(fā)聲時(shí)，聲波通過(guò)頭部額隆發(fā)射出去。反彈回來(lái)的聲波，將通過(guò)下頜骨骼組織傳送到內(nèi)部耳朵，從而感知聲波。二、模仿海豚用嘴巴和耳朵相配合捕捉小魚(yú)1、材料準(zhǔn)備小魚(yú)頭飾、海豚頭飾。2、游戲規(guī)則在一塊空地上畫(huà)一個(gè)大圈，45 人一組，一人蒙上眼睛扮演海豚，其余同學(xué)扮演小魚(yú)。 “海豚”一邊快速移動(dòng)一邊說(shuō)“小魚(yú)”，“小魚(yú)”們只能在圈內(nèi)腳跟碰腳尖地移動(dòng)，并且都要發(fā)聲回應(yīng)。

22、 “海豚”捉到“小魚(yú)”后，互換角色，繼續(xù)游戲。3、溫馨提示“小魚(yú)”只能緩慢移動(dòng)，不能移動(dòng)太快。游戲中不能瘋鬧，不能亂講話(huà)。4、討論：游戲中各種角色在模擬什么？蒙上扮演海豚同學(xué)的眼睛：在海中游動(dòng)的海豚扮演海豚的同學(xué)說(shuō)“小魚(yú)”：海豚發(fā)出超聲波扮演“小魚(yú)”的同學(xué)發(fā)出回應(yīng)聲：反射回的超聲波快速移動(dòng)和慢速移動(dòng)：海豚與小魚(yú)的游動(dòng)速度差別5、游戲結(jié)論 海豚在水里能夠發(fā)出一種人耳聽(tīng)不見(jiàn)的聲波，聲波遇到物體后會(huì)反射回來(lái)，被海豚的耳朵接收，海豚就能確定物體的形狀、大小和位置。這種方法叫回聲定位。6、知識(shí)卡物體振動(dòng)的越越快,發(fā)出的聲音就越高,物體振動(dòng)的越慢,發(fā)出的聲音就越低。人耳能聽(tīng)到的聲音頻率是20-20000赫

23、茲,高于20000赫茲的聲波叫超聲波,低于20赫茲的聲波叫次聲波。三、海豚探路與仿生物品1、根據(jù)回聲定位原理，科學(xué)家發(fā)明了聲吶?，F(xiàn)在，聲吶已被廣泛應(yīng)用于各種艦艇、水下作業(yè)及漁業(yè)勘測(cè)等。潛艇的聲吶系統(tǒng)利用聲波對(duì)水下目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)、定位、識(shí)別等。B 超診斷儀同樣利用回聲定位原理，將超聲波射入人體，通過(guò)分析體內(nèi)組織產(chǎn)生的回聲，探測(cè)人體內(nèi)部是否健康。雷達(dá)則利用類(lèi)似的原理進(jìn)行工作。雷達(dá)發(fā)出的電磁波（無(wú)線(xiàn)電波）遇到目標(biāo)時(shí)會(huì)返回，從而測(cè)定目標(biāo)位置、速度等，為飛機(jī)導(dǎo)航。2、知識(shí)卡 超聲波是頻率超過(guò)20000HZ的聲波，聲波是由空氣振動(dòng)產(chǎn)生的。因其方向性很好，常用作探測(cè)工具。電磁波是由電磁感應(yīng)產(chǎn)生的能量波。常作為

24、信息載體，如手機(jī)信號(hào)。3、畫(huà)出聲吶、B超診斷儀和雷達(dá)的工作原理示意圖。4、聲吶、B超、雷達(dá)的工作原理和海豚探路有什么相似之處？四、拓展活動(dòng)蝙蝠是唯一能夠真正飛翔的哺乳動(dòng)物，具有很強(qiáng)的飛行能力。蝙蝠視覺(jué)較差，聽(tīng)覺(jué)異常發(fā)達(dá)，在夜間或十分昏暗的環(huán)境中它們能夠自由地飛翔和準(zhǔn)確無(wú)誤地捕捉食物 。蝙蝠是怎么做到的呢？科學(xué)閱讀：蝙蝠與回聲定位飛機(jī)在夜間飛行是安全的，這是受到什么啟發(fā)的？視頻：飛機(jī)與雷達(dá)。五、課堂練習(xí)（一）選擇題1、不是利用超聲波回聲定位的是（ ） A.聲吶 B.雷達(dá) C.海豚2、蒙上海豚的眼睛，海豚會(huì)（ ） A.照樣暢游無(wú)阻，準(zhǔn)確捕捉獵物 B.失去前進(jìn)方向，到處亂撞 C.捕捉不到獵物3、模仿

25、蝙蝠尋找獵物的超聲波定位原理而設(shè)計(jì)的定位設(shè)備是（ ）。A.雷達(dá) B.飛機(jī) C.導(dǎo)航儀4、聲吶被廣泛應(yīng)用于（ ） A.探測(cè)人體內(nèi)部是否健康 B.飛機(jī)導(dǎo)航 C.各種艦艇、水下作業(yè)及漁業(yè)勘測(cè)5、蝙蝠探測(cè)障礙物利用（ ） A.眼睛 B.超聲波C.嗅覺(jué)（二）判斷題1、海豚、聲吶、B 超、蝙蝠都屬于回聲定位的工作原理。（ ）2、利用超聲波可以診斷身體疾病。（ ）3、超聲波能被人耳聽(tīng)到。（ ）4、海豚能利用超聲波捕食，屬于回聲現(xiàn)象。（ ）5、蝙蝠的回聲定位是靠耳朵來(lái)進(jìn)行的。（ ）六、作業(yè)布置 查閱資料，了解更多仿生學(xué)事例?；卮痖喿x認(rèn)識(shí)材料做游戲回答歸納閱讀閱讀資料閱讀知識(shí)卡做活動(dòng)手冊(cè)比較獨(dú)立完成知道海豚探路

26、不是依靠視覺(jué)。理解海豚回聲定位原理。通過(guò)閱讀和對(duì)比，發(fā)現(xiàn)海豚探路、聲吶、B超、雷達(dá)的工作原理。知道蝙蝠的回聲定位原理及其放生物品。完成達(dá)標(biāo)測(cè)評(píng)拓寬知識(shí)面課堂小結(jié)通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們了解海豚活動(dòng)以及捕食的工作原理回聲定位。人們利用回聲定位原理發(fā)明了聲吶、B超診斷儀、雷達(dá)等，服務(wù)人類(lèi)，對(duì)仿生學(xué)有了更進(jìn)一步的了解和認(rèn)識(shí)?？偨Y(jié)課堂板書(shū)板書(shū)設(shè)計(jì)蘇教版五年級(jí)下2.8我們來(lái)仿生教學(xué)設(shè)計(jì)課題 我們來(lái)仿生單元2學(xué)科科學(xué)年級(jí)5學(xué)習(xí)目標(biāo)1、能按要求制作手臂的結(jié)構(gòu)模型。2、通過(guò)閱讀資料和分析，了解一些生活中的仿生產(chǎn)品。3、發(fā)揮團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，共同完成游戲任務(wù)。4、嘗試進(jìn)行仿生設(shè)計(jì)。重點(diǎn)通過(guò)對(duì)仿生產(chǎn)品的了解和分析，嘗試

27、進(jìn)行仿生產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。難點(diǎn)設(shè)計(jì)仿生產(chǎn)品。教學(xué)過(guò)程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖導(dǎo)入新課人類(lèi)模仿生物的結(jié)構(gòu)和功能，創(chuàng)造岀各種人造物，如新干線(xiàn)列車(chē)、直升機(jī)、尼龍搭扣、雷達(dá)、安全帽、國(guó)家大劇院等。你還知道哪些仿生物品呢？預(yù)測(cè)：1. 蒼蠅小型氣體分析儀2. 螢火蟲(chóng)人工冷光3. 蚊子無(wú)痛針頭4. 水母水母耳風(fēng)暴預(yù)測(cè)儀5. 蛙眼電子蛙眼6. 蝙蝠盲人用的超聲探路儀7. 藍(lán)藻的不完全光合器光解水裝置8.動(dòng)物的爪子起重機(jī)的掛鉤9. 章魚(yú)煙幕彈10. 鴨蹼船槳11. 螳螂臂或鋸齒草鋸子12. 蒼耳果實(shí)尼龍搭扣13. 龍蝦氣味探測(cè)儀14. 蝴蝶上的鱗片變色衣服15. 荷葉防水衣服16. 樹(shù)葉的排列悉尼大劇院17.

28、 魚(yú)的沉浮潛艇18. 響尾蛇空對(duì)空響尾蛇導(dǎo)彈 我們能不能也像科學(xué)家那樣來(lái)仿生？列舉交流通過(guò)大量的列舉仿生物品，激發(fā)學(xué)生仿生興趣。講授新課一、模仿手臂的結(jié)構(gòu)和功能1、跟老師一起做重復(fù)運(yùn)動(dòng)：伸直手臂，彎曲手臂；體會(huì)：肌肉、骨骼和關(guān)節(jié)是怎樣配合工作的？明確：手臂運(yùn)動(dòng)是肌肉、關(guān)節(jié)、骨骼共同作用的結(jié)果。曲臂時(shí)，手臂上側(cè)的骨骼肌收縮、鼓起，與此同時(shí)下側(cè)的骨骼肌伸長(zhǎng)、緊繃。伸臂時(shí)，手臂下側(cè)的骨骼肌收縮、舒展，上側(cè)的骨骼肌伸長(zhǎng)、緊繃，與曲臂時(shí)正好相反。2、觀察假肢手臂的結(jié)構(gòu)和功能假肢，也稱(chēng)“義肢”，是供截肢者使用以代償缺損肢體部分功能的人 造肢體，有上肢假肢和下肢假肢。多用鋁板、木材、皮革、塑料等材料制作，其

29、關(guān)節(jié)采用金屬部件，現(xiàn)在假肢界主流是鈦合金和碳素纖維材料。結(jié)構(gòu)如下：假肢能和正常肢體一樣自由活動(dòng)嗎？播放視頻。3、討論：假肢手臂是怎么制造出來(lái)的？明確：假肢手臂是模仿人的手臂外形、結(jié)構(gòu)和功能制造出來(lái)的。4、做一只手臂模型（1）活動(dòng)材料：制作手臂的寬窄卡紙、鉚釘、線(xiàn)、膠帶、剪刀等。（2）制作演示：播放視頻。（3）動(dòng)手制作：剪兩塊硬紙板，其中一塊是另一塊的兩倍寬。將寬紙板沿長(zhǎng)邊對(duì)折，將窄紙板的一端剪圓。把剪圓的紙板夾在對(duì)折紙板的一側(cè)，用鉚釘連接，再把“手”固定在對(duì)折紙板的另一側(cè)。用膠帶將兩根等長(zhǎng)的繩子的兩端分別固定在兩塊硬紙板上。拉動(dòng)繩子，帶動(dòng)整個(gè)“手臂”運(yùn)動(dòng)。（4）溫馨提示：硬紙板長(zhǎng)骨（肱骨）對(duì)折

30、的硬紙板前臂的橈骨和尺骨鉚釘關(guān)節(jié) 繩子連接上臂與前臂的肌肉（5）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：當(dāng)我們拉動(dòng)繩子,可以帶動(dòng)整個(gè)“手臂”運(yùn)動(dòng)。前臂可以繞著鉚釘“關(guān)節(jié)”處上下運(yùn)動(dòng)。（6）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：二、做“保護(hù)色”游戲1、找一找，圖片中的小動(dòng)物？它們的體色與周?chē)h(huán)境有什么特點(diǎn)？明確：動(dòng)物具有與其生活的環(huán)境顏色一致或近似的體色，這種顏色叫保護(hù)色。自然界里有許多生物就是靠保護(hù)色避過(guò)敵人，在生存競(jìng)爭(zhēng)中保存自己。（1）材料準(zhǔn)備：各種小動(dòng)物、彩筆、剪刀。（2）游戲規(guī)則：分組給螞蚱、蝴蝶、菜青蟲(chóng)、青蛙等小動(dòng)物 卡片涂上顏色，并剪下來(lái)。 選一條樹(shù)叢邊的小路，各組將小動(dòng)物卡片沿 途放在其中。 以正常速度走過(guò)這條小路，比一比哪個(gè)小組 做的卡

31、片被發(fā)現(xiàn)得最少。 重走一遍這條小路，你能發(fā)現(xiàn)更多的小動(dòng) 物卡片嗎？（3）討論：游戲中的各種行為代表什么？明確：小動(dòng)物卡片生活在樹(shù)叢中的小動(dòng)物以正常速度走過(guò)這條小路不經(jīng)意的觀察狀態(tài)重走一遍小路仔細(xì)的觀察狀態(tài)（4）游戲提示：卡片可不能被其他物體遮蓋。做好游戲分工：A組放置卡片，B組和C組搜尋；B組放置卡片，A組和C組搜尋；在指定活動(dòng)區(qū)域活動(dòng)，聽(tīng)從指揮，遵守紀(jì)律。（5）游戲記錄（6）游戲結(jié)論：動(dòng)物的保護(hù)色能幫助動(dòng)物躲避敵人，保存自己。2、迷彩服是作訓(xùn)服的一種基本類(lèi)型。“迷彩”是由綠、黃、茶、黑等顏色組成不規(guī)則圖案的一種新式保護(hù)色。黃綠色的迷彩服是叢林迷彩，用于陸軍夏作訓(xùn)服?；哪圆?，用于陸軍冬作訓(xùn)服

32、。藍(lán)色的迷彩服是海洋迷彩，用于海軍陸戰(zhàn)隊(duì)。（1）這三種迷彩服分別在什么環(huán)境中不易被發(fā)現(xiàn)？請(qǐng)連線(xiàn)。（2）迷彩服是模仿什么制成的？明確：動(dòng)物的保護(hù)色原理。三、科學(xué)閱讀：六足機(jī)器人1、六足機(jī)器人可以輕松跨越森林、沙地、 沼澤等特殊路面，能夠從事工程勘測(cè)、反恐防暴、軍事偵察等難度較大或具有危險(xiǎn)性的工作。這跟什么有關(guān)？明確：六足。2、觀看視頻，觀察機(jī)器人行路有什么特點(diǎn)？明確：六足機(jī)器人總是以三條足為一組，以三角形支架結(jié)構(gòu)交替前行。3、閱讀短文回答：六足機(jī)器人是模仿什么發(fā)明的？明確：工程師借鑒昆蟲(chóng)的三角步態(tài)在穩(wěn)定性、機(jī)動(dòng)性等方面的優(yōu)勢(shì)， 設(shè)計(jì)并制造了六足仿生機(jī)器人。4、介紹竹節(jié)蟲(chóng)：竹節(jié)蟲(chóng)，形狀細(xì)長(zhǎng)似竹節(jié)，綠色或