苏教版五年级下2.5《生物的启示》教学设计
课题
生物的启示
单元
学科
科学
年级
学习
目标
1、认识不同的仿生现象，意识到人类的很多发明创造可以在自然界找到原型。
2、能多角度探究蜂巢结构的特点，知道蜂巢结构在生活中的应用。
3、对仿生设计产生探究的兴趣。
重点
认识不同的仿生现象。
难点
多角度探究蜂巢结构的特点。
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
1、渔网是怎么发明的？
明确：
伏羲每天到河边，望着水里鱼呀，虾呀，游来游头，蹦来蹦去。一天，他躺在河岸上大柳树下，无意中看见树枝上一只蜘蛛在织网，捉蚊子、飞虫吃。伏羲想：如果做—个像蜘蛛网一样东西来捉鱼捉虾，不就行了嘛？于是，伏羲欢欢喜喜跑回家，带着妹妹和孩子们上山割来葛藤，编起了像蜘蛛网一样网。拿着网到河里捕鱼虾下，一网撒下去，捕鱼可更多啦！鱼网就是这样发明的。
2、生物在长期进化的过程中，形成了许多有利于生存的形态结构和生理特点，人们从中获得很多启示。
讲故事
创设情境，导入新课。
讲授新课
一、找物品设计与动植物形态结构的相似之处
1、下面物品的设计与动植物的形态结构有什么相似之处。（展示四幅图片）
明确：
◆铁丝网和植物茎上的刺的尖锐部分都能起到保护作用。
◆塑料吸盘和八爪鱼的吸盘都呈碗状，具有吸附功能。
◆尼龙搭扣上的弯钩和苍耳果实上的钩刺都有很强的附着力。
◆降落伞与带冠毛的蒲公英种子的整体形状相似。
◆锯子与锯齿草的细齿相似都非常锋利。
2、你还知道哪些物品的设计是受了动植物的启示？
预测：
◆王莲叶子的背面有粗大叶脉和相互交锗的小叶脉，支撑力很强。英国著名建筑师约瑟很据王莲叶的叶脉结构，设计建造了一座顶棚跨度很大的展览大厅，结构轻巧雄伟，经济耐用。
◆水母的耳朵有块小小的听石，能听到正在来临的风暴隆隆声。于是设计了水母耳风暴预测仪，能提前15小时对风暴作出预报，对航海和渔业的安全都有重要意义。
◆萤火虫发出的光不产生热，称为“冷光”。根据萤火虫发光的生理特点，人们研究出人工冷光。
◆在迅速飞动的各种形状的小动物里，青蛙可立即识别出它最喜欢吃的苍蝇和飞蛾，而对其他飞动着的东西和静止不动景物都毫无反应。弄清了蛙眼的原理和结构，人们就发明了电子蛙眼。
二、对蜂巢形状特征研究
（一）资料阅读：蜂窝猜想
公元
世纪，古希腊数学家佩波斯提出猜想：截面呈正六边形的密铺（不留空隙，也不相互重叠）的蜂窝巢房，是蜜蜂采用最少量的蜂蜡建成的。这一猜想被称为“蜂窝猜想”。
找一找：蜂巢结构有什么主要特点？
明确：正六边形密铺。
（二）研究蜂巢形状奥秘
1、动动手：在正多边形中能密铺的有哪些？
明确：在同种正多边形中，能密铺的只有正三角形、正方形、正六边形。
2、假设蜜蜂用正五边形建蜂巢，结果会怎样？
明确：用正五边形建蜂巢，不能密铺，浪费空间和蜂蜡。
3、假设蜜蜂用下面3种面积相等的图形建蜂巢，计算每种图形的内切圆直径，以及蜂巢壁的总长度，并进行排序。（单位：厘米）
明确：
实验结论:
①在面积相等的条件下，正三角形的内切圆直径<正方形的内切圆直径<正六边形的内切圆直径。内切圆的直径越大，蜂巢的容积越大。
②在面积相等的条件下，正三角形的蜂巢壁总长度>正方形的蜂巢壁总长度>正六边形的蜂巢壁总长度。蜂巢壁总长度越小，耗费蜂蜡越少。
4、将
张A4
纸分别折成正三棱柱、正四棱柱、正六棱柱，放上同一种重物，比较哪种形状抗压能力最强。
温馨提示：
◆棱柱需要黏合；
◆棱柱高低相同，统一折长边；
◆缓慢放置重物；
◆放置的重物要一致，大小适宜；
◆将重物置于棱柱上平面的中央。
明确：正六棱柱的抗压能力最强。
5、假如你是蜜蜂，你会选择哪种形状建蜂巢？为什么？
明确：假如我是蜜蜂，我会选择建造正六边形的蜂巢。因为正六边形的蜂巢有三大优点：第一，每个蜂房都是密铺的，既不留空隙，也不相互重叠；第二，正六边形的蜂巢用料最少，可以采用最少量的蜂蜡建成最大的蜂巢；第三，正六边形的蜂巢抗压能力最强。虽然圆柱体抗压能力最强，但在平面密铺的基础上，圆形最终会被挤压成六边形。比较正三棱柱、正四棱柱、正六棱柱，正六棱柱的抗压能力最强。
三、交流有蜂巢结构的物体
1、观察这些物体的结构具有怎样的共同点？
明确：蜂巢结构。
2、你还发现哪些物体有蜂巢结构？这种设计有什么好处？
明确：蜂窝板材、蜂窝填充料、蜂窝底的锅、移动通信基站的蜂窝状排列，等等。
设计好处：六边形排列没有缝隙，有效空间最大，所用材料少。
四、从鱼类身上获得的启示
1、鱼的结构是怎样的，你了解吗？播放视频。
2、船的设计分别借鉴了鱼的哪些特征，找出鱼与船各个部位的对应关系。
明确：
◆鱼的鳍对应船的桨和橹，提供前进和转弯的动力；
◆鱼的流线型身体对应潜艇的外形，减少水的阻力，行进更快更省力；
◆鱼的骨架对应船的龙骨，提供整个身体的支撑；
◆鱼肚子里的鳔对应潜艇的蓄水舱，通过充气和注水，调节上浮和下沉。
五、拓展：鸟与发明创造
查资料，了解人类从鸟的身上获得了哪些发明创造的启示。
明确：
◆鸟类——滑翔机
◆蝙蝠——雷达
◆蜂鸟——直升机
◆鸽子的视觉发达——电子鸽眼
◆猫头鹰眼睛的特殊构造——夜视仪
◆鹰的眼睛——电子鹰眼
◆啄木鸟觅食——防震头盔
六、解释仿生学
人类模仿生物的结构和功能，创造出各种人造物。这些做法逐渐发展为一门从自然中学习，进而应用到工程技术中的学科
——
仿生学。
七、课堂练习
（一）选择题
1.采用蜂巢结构设计的妙处是（）
A.六边形排列没有缝隙，有效空间最大，所用材料少
B.正方形排列没有缝隙，有效空间最大，所用材料少
C.三角形排列没有缝隙，有效空间最大，所用材料少
2.抗压能力最强的是（）
A.三棱柱
B.四棱柱
C.六棱柱
3.尼龙搭扣的弯钩与（）相似。
A.苍耳果实上的钩刺
B.植物茎上的刺的尖锐部分
C.八爪鱼的吸盘
4.从鸟身上获得发明创造启示的是（）
A.潜水艇
B.滑翔机
C.船桨
5.公元
世纪，提出“蜂窝猜想”的古希腊数学家是（）
A.佩波斯
B.胡克
C.列文虎克
6.不是采用蜂窝结构设计的物体是（）
A.足球网
B.足球
C.石拱桥
（二）判断题
1.蜜蜂是自然界中高明的“建筑工程师”。（）
2.人们根据鱼利用鱼鳔上浮下沉制造了潜水艇。（）
3.人类通过模仿鸟的形状及羽毛制造了飞机。（）
4.“骑马打仗”游戏属于仿生学应用。（）
5.正三角形、正方形、正六边形都能密铺。（）
八、作业布置
许多动物具有与生俱来的特殊本领，你认为可以从它们身上获得什么启示？进行哪些发明创造？（活动手册）
观察图片，分析相似点
列举自己知道的事例
阅读，分析
动手探究
计算
分析数据
动手探究
回答
观察归纳
列举交流
观看视频
找一找
阅读，记忆
独立完成认识不同的仿生现象，意识到人类的很多发明创造可以在自然界找到原型。
能多角度探究蜂巢结构的特点，知道蜂巢结构在生活中的应用。
对仿生设计产生探究的兴趣。
对学生探究能力的一次锻炼和提升，也是研究话题的再一次延伸。
建立仿生学概念
完成达标测评
巩固课堂知识
课堂小结
通过这节课的学习，我们认识不同的仿生现象，意识到人类的很多发明创造可以在自然界找到原型。能多角度探究蜂巢结构的特点，知道蜂巢结构在生活中的应用。从而对仿生设计产生探究的兴趣。
总结课堂
板书
板书设计
苏教版五年级下2.6《蛋壳与薄壳结构》教学设计
课题
蛋壳与薄壳结构
单元
学科
科学
年级
学习
目标
1、尝试用握、戳、承重等方式破坏蛋壳，直观感受蛋壳的稳固。
2、对比蛋壳和拱形，找出两者之间的关联。
3、通过承重对比实验，知道拱桥的承重能力大于平桥。
4、了解拱结构、薄壳结构在建筑等领域的应用。
重点
研究蛋壳和拱的承重能力。
难点
研究拱的承重能力。
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
1、猜一猜：
尖尖脑袋圆圆肚，母鸡身体藏着多。
咯嗒咯嗒屁股落，孵出小鸡真可爱。
2、观察这些建筑的外形，它们和鸡蛋有什么相似之处吗？
猜谜语：鸡蛋
观察比较回答
创设情境，导入新课。
讲授新课
一、鸡蛋壳的形状特点
材料准备：
鸡蛋、蛋壳、铅笔、平板、塑料瓶盖等。
（一）观察并描述鸡蛋壳的特点
1、观察方法
眼睛直接观察
借助放大镜观察
用手摸
观察顺序：外→内
2、观察结果
鸡蛋呈椭球形，外表光滑，表面有细微的气孔，内部有一层薄膜。
3、鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙，并不坚硬致密。
用手掰一掰鸡蛋壳，有什么发现？
明确：易碎。
（二）研究蛋壳的精妙之处
1、试试用手能把1
枚鸡蛋握碎吗？
注意：用力要均匀，不能掐、磕。
明确：不易握碎。
通常情况下，蛋壳厚度只有0.38毫米。
蛋壳这么薄，为什么禁得住这样的挤压？
明确：鸡蛋是椭球形的，用手握鸡蛋时，手部施加的压力能被蛋壳外凸的曲面分散，所以鸡蛋不易握碎。蛋壳内附着的一层富有弹性的薄膜所产生的预应力，能拉紧整个蛋壳，增加了蛋壳的抗压能力。
2、哪种情况的蛋壳不容易被戳破？
①鸡蛋壳放在塑料瓶盖上，空壳朝上。捏住铅笔，垂直向下，笔尖对准鸡蛋壳，松手，观察。
②鸡蛋壳倒扣在桌面上。捏住铅笔，垂直向下，笔尖对准鸡蛋壳，松手，观察。
注意：铅笔要从同一高度下落，蛋壳无裂纹。
明确：凹形容易被戳破，凸形不容易被戳破。
解释：为什么凹面朝上容易被戳破，凸面朝上不易戳破？
明确：凸面朝上，受力均匀，蛋壳没破；凹面朝上，受力不均，蛋壳破裂。
3、4
枚鸡蛋能支撑多重的物体？
将
枚鸡蛋立在桌面上（每枚鸡蛋的上下两端用塑料瓶盖固定），在上面放一块平板，再在平板上逐个加放重物。
注意：重物要轻放，逐步放，越往后重物越要小心轻放。
实验现象：鸡蛋能承受很多本书的重力。
实验结论：从外部给蛋壳施压，蛋壳具有较大的承重力。
解释：蛋壳为什么能承受这么大的压力？
明确：鸡蛋表面的曲面结构能够很好地分散所承受的压力，因此鸡蛋壳虽然很薄，但它承受外界冲击的能力较强。
二、观察比较蛋壳和拱的外形
1、在蛋壳上画一条线，这条线是什么形状的？或者说像什么？
明确：这条线是拱形，蛋壳曲面可以看成由无数的拱形拼接而成。
2、外形为弧形的建筑结构被称为拱。如，玉带桥、无梁殿。无梁殿没有木梁、木柱，全殿用砖石砌成大大小小的拱券结构。
3、你见过哪些拱形建筑或建筑上的拱结构？
预测：常见的拱形：拱门、牌坊、城堡、水渠、宫殿等。著名拱形建筑：法国的凯旋门、中国的赵州桥、古罗马水渠等。
4、蛋壳抗压力能强，拱结构也具有这样的特点吗？我们来测一测拱的承重能力吧。
（1）材料准备：A4纸、木块、垫圈
（2）实验步骤
①平行摆放两块小木块，小木块间距离小于A4纸的宽度。A4纸平放两木块之上，做成平桥。
②同样的A4纸拱成拱形，两底边用木块抵住，做成拱桥。
③分别在平桥和拱桥上逐个加放垫圈，直到桥面坍塌。
（3）注意：桥墩不可移动，桥墩距离一样。
垫圈大小一样，要轻放。
（4）实验记录
（5）实验结论：拱形桥面的承重能力比平桥的桥面承重能力强。
5、拱为什么能承受巨大的压力？
明确：拱能把受到的压力向下和向外传递给相邻的部分，如果能抵住外推力，拱就能承受巨大的压力。
三、认识薄壳结构
1、薄薄的鸡蛋壳之所以能承受很大的压力，是因为蛋壳曲面可以看成由无数的拱拼接而成的，能够把受到的压力分散到蛋壳的各个部分。人们从蛋壳中得到怎样的启示？
明确：人们从蛋壳中得到启示，发明了薄壳结构。薄壳结构具有优越的受力性能，且轻便省料，因此在建筑中被广泛使用。
2、科学阅读：薄壳结构
在自然界中，一些植物的种子外壳、动物的蛋壳和各种贝壳，都是天然的薄壳结构。它们用很少的材料获得无比坚硬的外壳，以抵御外界的侵袭。
以蛋壳为例，通常情况下，蛋壳厚度只有0.38毫米。这么薄的蛋壳，简直不堪一击。然而，蛋壳的形状可以增大它的承受力，凸出向外的曲面能把压力分散。特别是当它均匀受力时，抗压性就更强了，远不是看上去的那么脆弱。
人类从蛋壳这样的天然壳体中受到启发，利用混凝土以及其他合金材料的可塑性，将各种形式的薄壳结构运用到大跨度的建筑中。这些薄壳结构的建筑能够达到力学设计的基本要求——用料少，抗压能力强。
寻找生活中的薄壳结构建筑或物品，与大家分享吧。
预测：
薄壳结构建筑：国家大剧院、悉尼歌剧院
薄壳结构的物品：灯泡、安全帽、野外帐篷
四、课堂练习
（一）选择题
1.下列说法正确的是（）
A.人不可能站在鸡蛋上
B.一张A4纸不可能托起一块红砖
C.蛋壳具有较大的承重力
2.蛋壳很薄，但用手使劲捏压一个完整的鸡蛋，鸡蛋却能保持不破，这是因为鸡蛋的形状近似于（）
A.圆顶形
B.球形
C.拱形
3.拱形能承载很大的重量是因为（）
A.拱形比较厚
B.受到的压力向下和向外传递给相邻的部分
C.拱形的形状好看
4.人们根据（）的结构，发明了薄壳结构屋顶，既坚固又节省材料。
A.鸟
B.蛋壳
C.植物的叶子
5.从一定高度落下铅笔，哪种蛋壳容易戳破？（）
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）判断题
1.鸡蛋呈椭球形，外表粗糙。（）
2.蛋壳曲面可看成由无数的拱形拼接而成。（）
3.拱桥的承重能力大于平桥。（）
4.薄壳结构是仿生学的具体应用。（）
5.建筑物没有横梁一定不安全。（）
6.安全帽很薄，偷工减料。（）
五、作业布置
查阅资料，搜集更多的薄壳结构建筑或物品的照片，粘贴在活动手册上。
准备材料
观察鸡蛋特点
交流
掰鸡蛋壳
握鸡蛋实验
解释
做戳鸡蛋实验
解释
做鸡蛋承重实验
描述现象，交流结论
解释
画一画，观察
阅读资料
回答
实验操作
解释
阅读资料回答
阅读
分享
独立完成指导学生观察并描述蛋壳的特点，激发他们的学习兴趣。
尝试用握、戳、承重等方式破坏蛋壳，直观感受蛋壳的稳固。
对比蛋壳和拱形，找出两者之间的关联。
通过承重对比实验，知道拱桥的承重能力大于平桥。
了解拱结构、薄壳结构在建筑等领域的应用。
完成达标测评
增加见识，开阔眼界
课堂小结
本节课，通过研究鸡蛋壳的形状特点发现蛋壳抗压能力的优势，在和拱的外形比较与测试中发现拱也具有抗压能力强的特点。通过阅读了解人们受蛋壳的启示发明了薄壳结构，并在建筑等领域广泛应用。
总结课堂
板书
板书设计
苏教版五年级下2.7《海豚与声呐》教学设计
课题
海豚与声呐
单元
学科
科学
年级
学习
目标
1.知道什么是超声波，了解超声波回声定位和无线电波反射定位的原理。
2.通过阅读和对比，发现海豚探路、声呐、B超、雷达的工作原理。
3.在“海豚捉鱼”的游戏活动中，进一步认识模拟活动的特点。
4.分工合作，提升团队合作意识。
重点
了解海豚活动以及捕食的工作原理。
难点
团队合作，完成游戏
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
1、你在哪见过海豚？海豚在做什么？
预测：在动物园里、电视、书籍上看到海豚表演：跳圈、摇呼啦圈、高空顶球等。
2、聪明、优雅、顽皮，海豚成为人们最喜爱的动物。然而，谁会想到生活在海洋里的海豚却被称为“天生杀手”。
播放视频。
你知道其中的奥秘吗？
回答
观看视频，回答
创设情境，导入新课。
讲授新课
一、科学家研究海豚探路秘密的实验
1、人们在水池里插上金属棒，海豚游动时绝不会碰到；即使被蒙上眼睛，照样畅游无阻，还能准确捕捉猎物。这说明了什么？
明确：海豚探路不是依靠视觉。
2、20世纪60年代，生物学家诺里斯发现，把海豚的前额蒙住，它在水下就像瞎子一样，到处乱撞。说明海豚探路与前额有关。
海豚的一个鼻孔是封闭的，埋于皮下。声波就是靠这封闭鼻孔发生震动产生的。发声时，声波通过头部额隆发射出去。反弹回来的声波，将通过下颌骨骼组织传送到内部耳朵，从而感知声波。
二、模仿海豚用嘴巴和耳朵相配合捕捉小鱼
1、材料准备
小鱼头饰、海豚头饰。
2、游戏规则
①在一块空地上画一个大圈，4~5
人一组，一人蒙上眼睛扮演海豚，其余同学扮演小鱼。
②“海豚”一边快速移动一边说“小鱼”，“小鱼”们只能在圈内脚跟碰脚尖地移动，并且都要发声回应。
③“海豚”捉到“小鱼”后，互换角色，继续游戏。
3、温馨提示
◆“小鱼”只能缓慢移动，不能移动太快。
◆游戏中不能疯闹，不能乱讲话。
4、讨论：游戏中各种角色在模拟什么？
蒙上扮演海豚同学的眼睛：在海中游动的海豚
扮演海豚的同学说“小鱼”：海豚发出超声波
扮演“小鱼”的同学发出回应声：反射回的超声波
快速移动和慢速移动：海豚与小鱼的游动速度差别
5、游戏结论
海豚在水里能够发出一种人耳听不见的声波，声波遇到物体后会反射回来，被海豚的耳朵接收，海豚就能确定物体的形状、大小和位置。这种方法叫回声定位。
6、知识卡
物体振动的越越快,发出的声音就越高,物体振动的越慢,发出的声音就越低。人耳能听到的声音频率是20--20000赫兹,高于20000赫兹的声波叫超声波,低于20赫兹的声波叫次声波。
三、海豚探路与仿生物品
1、根据回声定位原理，科学家发明了声呐。现在，声呐已被广泛应用于各种舰艇、水下作业及渔业勘测等。
潜艇的声呐系统利用声波对水下目标进行探测、定位、识别等。
B
超诊断仪同样利用回声定位原理，将超声波射入人体，通过分析体内组织产生的回声，探测人体内部是否健康。
雷达则利用类似的原理进行工作。雷达发出的电磁波（无线电波）遇到目标时会返回，从而测定目标位置、速度等，为飞机导航。
2、知识卡
超声波是频率超过20000HZ的声波，声波是由空气振动产生的。因其方向性很好，常用作探测工具。
电磁波是由电磁感应产生的能量波。常作为信息载体，如手机信号。
3、画出声呐、B超诊断仪和雷达的工作原理示意图。
4、声呐、B超、雷达的工作原理和海豚探路有什么相似之处？
四、拓展活动
蝙蝠是唯一能够真正飞翔的哺乳动物，具有很强的飞行能力。蝙蝠视觉较差，听觉异常发达，在夜间或十分昏暗的环境中它们能够自由地飞翔和准确无误地捕捉食物
。蝙蝠是怎么做到的呢？
科学阅读：蝙蝠与回声定位
飞机在夜间飞行是安全的，这是受到什么启发的？
视频：飞机与雷达。
五、课堂练习
（一）选择题
1、不是利用超声波回声定位的是（）
A.声呐
B.雷达
C.海豚
2、蒙上海豚的眼睛，海豚会（）
A.照样畅游无阻，准确捕捉猎物
B.失去前进方向，到处乱撞
C.捕捉不到猎物
3、模仿蝙蝠寻找猎物的超声波定位原理而设计的定位设备是（）。
A.雷达
B.飞机
C.导航仪
4、声呐被广泛应用于（）
A.探测人体内部是否健康
B.飞机导航
C.各种舰艇、水下作业及渔业勘测
5、蝙蝠探测障碍物利用（）
A.眼睛
B.超声波
C.嗅觉
（二）判断题
1、海豚、声呐、B
超、蝙蝠都属于回声定位的工作原理。（）
2、利用超声波可以诊断身体疾病。（）
3、超声波能被人耳听到。（）
4、海豚能利用超声波捕食，属于回声现象。（）
5、蝙蝠的回声定位是靠耳朵来进行的。（）
六、作业布置
查阅资料，了解更多仿生学事例。
回答
阅读
认识材料
做游戏
回答
归纳
阅读
阅读资料
阅读知识卡
做活动手册
比较
独立完成知道海豚探路不是依靠视觉。
理解海豚回声定位原理。
通过阅读和对比，发现海豚探路、声呐、B超、雷达的工作原理。
知道蝙蝠的回声定位原理及其放生物品。
完成达标测评
拓宽知识面
课堂小结
通过本节课的学习，我们了解海豚活动以及捕食的工作原理——回声定位。人们利用回声定位原理发明了声呐、B超诊断仪、雷达等，服务人类，对仿生学有了更进一步的了解和认识。
总结课堂
板书
板书设计
苏教版五年级下2.8《我们来仿生》教学设计
课题
我们来仿生
单元
学科
科学
年级
学习
目标
1、能按要求制作手臂的结构模型。
2、通过阅读资料和分析，了解一些生活中的仿生产品。
3、发挥团队合作意识，共同完成游戏任务。
4、尝试进行仿生设计。
重点
通过对仿生产品的了解和分析，尝试进行仿生产品的设计。
难点
设计仿生产品。
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
人类模仿生物的结构和功能，创造岀各种人造物，如新干线列车、直升机、尼龙搭扣、雷达、安全帽、国家大剧院等。
你还知道哪些仿生物品呢？
预测：
1.苍蝇—小型气体分析仪
2.萤火虫—人工冷光
3.蚊子—无痛针头
4.水母—水母耳风暴预测仪
5.蛙眼—电子蛙眼
6.蝙蝠—盲人用的超声探路仪
7.蓝藻的不完全光合器—光解水装置
8.动物的爪子—起重机的挂钩
9.章鱼—烟幕弹
10.鸭蹼—船桨
11.螳螂臂或锯齿草—锯子
12.苍耳果实—尼龙搭扣
13.龙虾—气味探测仪
14.蝴蝶上的鳞片—变色衣服
15.荷叶—防水衣服
16.树叶的排列—悉尼大剧院
17.鱼的沉浮—潜艇
18.响尾蛇—空对空响尾蛇导弹
我们能不能也像科学家那样来仿生？
列举交流
通过大量的列举仿生物品，激发学生仿生兴趣。
讲授新课
一、模仿手臂的结构和功能
1、跟老师一起做重复运动：伸直手臂，弯曲手臂；……
体会：肌肉、骨骼和关节是怎样配合工作的？
明确：
手臂运动是肌肉、关节、骨骼共同作用的结果。曲臂时，手臂上侧的骨骼肌收缩、鼓起，与此同时下侧的骨骼肌伸长、紧绷。伸臂时，手臂下侧的骨骼肌收缩、舒展，上侧的骨骼肌伸长、紧绷，与曲臂时正好相反。
2、观察假肢手臂的结构和功能
假肢，也称“义肢”，是供截肢者使用以代偿缺损肢体部分功能的人
造肢体，有上肢假肢和下肢假肢。多用铝板、木材、皮革、塑料等材料制作，其关节采用金属部件，现在假肢界主流是钛合金和碳素纤维材料。
结构如下：
假肢能和正常肢体一样自由活动吗？播放视频。
3、讨论：假肢手臂是怎么制造出来的？
明确：假肢手臂是模仿人的手臂外形、结构和功能制造出来的。
4、做一只手臂模型
（1）活动材料：制作手臂的宽窄卡纸、铆钉、线、胶带、剪刀等。
（2）制作演示：播放视频。
（3）动手制作：
①剪两块硬纸板，其中一块是另一块的两倍宽。将宽纸板沿长边对折，将窄纸板的一端剪圆。
②把剪圆的纸板夹在对折纸板的一侧，用铆钉连接，再把“手”固定在对折纸板的另一侧。
③用胶带将两根等长的绳子的两端分别固定在两块硬纸板上。
④拉动绳子，带动整个“手臂”运动。
（4）温馨提示：
硬纸板——长骨（肱骨）
对折的硬纸板——前臂的桡骨和尺骨
铆钉——关节
绳子——连接上臂与前臂的肌肉
（5）实验现象：
当我们拉动绳子,可以带动整个“手臂”运动。前臂可以绕着铆钉“关节”处上下运动。
（6）实验结论：
二、做“保护色”游戏
1、找一找，图片中的小动物？它们的体色与周围环境有什么特点？
明确：动物具有与其生活的环境颜色一致或近似的体色，这种颜色叫保护色。自然界里有许多生物就是靠保护色避过敌人，在生存竞争中保存自己。
（1）材料准备：各种小动物、彩笔、剪刀。
（2）游戏规则：
①分组给蚂蚱、蝴蝶、菜青虫、青蛙等小动物
卡片涂上颜色，并剪下来。
②选一条树丛边的小路，各组将小动物卡片沿
途放在其中。
③以正常速度走过这条小路，比一比哪个小组
做的卡片被发现得最少。
④重走一遍这条小路，你能发现更多的小动
物卡片吗？
（3）讨论：游戏中的各种行为代表什么？
明确：
小动物卡片——生活在树丛中的小动物
以正常速度走过这条小路——不经意的观察状态
重走一遍小路——仔细的观察状态
（4）游戏提示：
◆卡片可不能被其他物体遮盖。
◆做好游戏分工：A组放置卡片，B组和C组搜寻；B组放置卡片，A组和C组搜寻；……
◆在指定活动区域活动，听从指挥，遵守纪律。
（5）游戏记录
（6）游戏结论：
动物的保护色能帮助动物躲避敌人，保存自己。
2、迷彩服是作训服的一种基本类型。“迷彩”是由绿、黄、茶、黑等颜色组成不规则图案的一种新式保护色。黄绿色的迷彩服是丛林迷彩，用于陆军夏作训服。荒漠迷彩，用于陆军冬作训服。蓝色的迷彩服是海洋迷彩，用于海军陆战队。
（1）这三种迷彩服分别在什么环境中不易被发现？请连线。
（2）迷彩服是模仿什么制成的？
明确：动物的保护色原理。
三、科学阅读：六足机器人
1、六足机器人可以轻松跨越森林、沙地、沼泽等特殊路面，能够从事工程勘测、反恐防暴、军事侦察等难度较大或具有危险性的工作。这跟什么有关？
明确：六足。
2、观看视频，观察机器人行路有什么特点？
明确：六足机器人总是以三条足为一组，以三角形支架结构交替前行。
3、阅读短文回答：六足机器人是模仿什么发明的？
明确：工程师借鉴昆虫的三角步态在稳定性、机动性等方面的优势，设计并制造了六足仿生机器人。
4、介绍竹节虫：
竹节虫，形状细长似竹节，绿色或褐色。有3对足，在爬行时总是以三条腿为一组，以三角形支架结构交替前行，可以轻松跨过障碍物，可以随时随地停息下来。
四、观察锥形瓶与烧瓶
1、观察锥形瓶与烧瓶有什么特点？
明确：内大口小。
2、用普通刷子清洗它们时会有什么不方便？
明确：普通刷子无法将其内部清洗干净。
3、根据锥形瓶与烧瓶特点，你能从生物中找寻灵感设计个仿生工具解决这个难题吗？
预测：
河鲀又叫气鼓鱼，它有个本领：一遇到惊吓，身体就会迅速胀大好几倍，以吓退天敌。技术人员从中受到启示，发明了一种像河鲀那样形状可变的试管刷子：挤压手柄，使刷头膨大。
五、设计一种仿生产品
仔细观察周围的生物，思考它们能给你什么启示。试着模仿一种生物的形态、结构或功能，设计一种产品。
1、设计流程
（1）选择一种你熟悉的生物；
（2）说出该生物的形态、结构或功能特点；
（3）由某一点出发，思考可以应用在何处。
2、活动手册
仿照示例，观察身边的生物，设想仿生两件物品。
六、课堂练习
（一）选择题
1.三种迷彩服中，用于陆军夏作训服的是（）
A.丛林迷彩
B.荒漠迷彩
C.海洋迷彩
2.下列物品或工具没有模仿手臂工作原理的是（）
3.不属于仿生作品的是（）
A.六足机器人
B.假肢
C.竹节虫
4.列车的车头设计为锥形目的是（）
A.节省材料，更环保
B.翠鸟的锥形喙前小后大特点，可减小空气阻力
C.造型优雅美观
（二）判断题
1.脚蹼是模仿鸭蹼的形态和功能设计的。（）
2.“迷彩”是一种新式保护色。（）
3.六足机器人可以轻松跨越特殊路面。（）
4.手臂工作时，骨骼带动肌肉和关节。（）
5.人们根据动物的保护色发明了迷彩服。（）
七、作业布置
试着模仿一种生物的形态、结构或功能，设计一种产品。
跟老师一起做伸臂和曲臂运动
交流手臂运动体会
观察假肢结构
观看视频，体会假肢和正常手臂的共同点
回答
认识材料
观看制作演示
动手制作
交流观察到的现象
归纳
找一找再分析
认识材料
野外游戏开始
回答
交流游戏记录
归纳
阅读
连线
回答
回答
看视频，回答
阅读教材回答
阅读资料
观察回答
回答
交流
做活动手册，并交流
独立完成能按要求制作手臂的结构模型。
理解各种迷彩服的设计是为了与
环境融为一体，避免被发现。
了解六足机器人的仿生案例。
提出锥形瓶与烧瓶清洗问题，介绍了一种有创意的仿生设计。
通过对仿生产品的了解和分析，尝试进行仿生产品的设计。
完成达标测评
巩固课堂知识
课堂小结
本节课，我们在前几课学习的基础上，通过仿生学习和仿生实践，学以致用，尝试模仿一种生物的形态、结构或功能，设计一种产品。发挥团队合作意识，共同完成游戏任务。
总结课堂
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