資源簡介

/ 讓教學(xué)更有效 高效備課 | 科學(xué)學(xué)科
單元基本信息
單元主題 大自然里的老師
課標(biāo)要求 一、核心概念 技術(shù)、工程與社會(huì)；工程設(shè)計(jì)與物化 二、學(xué)習(xí)內(nèi)容 12.1技術(shù)與工程創(chuàng)造了人造物，技術(shù)的核心是發(fā)明，工程的核心是建造。 ①知道技術(shù)包括方法、程序和產(chǎn)品等；知道發(fā)明的常用方法，舉例說出一些典型的發(fā)明，知道發(fā)明會(huì)用到一些科學(xué)原理，很多發(fā)明可以在自然界找到原型。 13.2工程的關(guān)鍵是設(shè)計(jì) ②利用示意圖、影像、文字或?qū)嵨锏榷喾N方式，闡明自己的創(chuàng)意，初步認(rèn)識(shí)設(shè)計(jì)方案中各影響因素間的關(guān)系。 ③基于有說服力的論證，認(rèn)同或質(zhì)疑某些設(shè)計(jì)方案，并初步判斷其可行性和合理性。 ④利用工具制作簡單的實(shí)物模型，根據(jù)實(shí)際反饋結(jié)果進(jìn)行改進(jìn)并展示。 三、學(xué)業(yè)要求 1.能嘗試應(yīng)用所學(xué)科學(xué)原理設(shè)計(jì)并制作簡單的裝置。 2.能以事實(shí)為依據(jù)做出判斷。 3.能基于所學(xué)科學(xué)知識(shí)，應(yīng)用創(chuàng)造性思維的基本方法提出多種設(shè)計(jì)方案，基于批判性思維評(píng)價(jià)并優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。 4.能制作實(shí)物模型，并基于證據(jù)改進(jìn)實(shí)物模型的設(shè)計(jì)和制作。 5.樂于嘗試多種設(shè)計(jì)方案，初步具有質(zhì)疑、創(chuàng)新的態(tài)度；知道技術(shù)與工程需要實(shí)事求是，能如實(shí)記錄相關(guān)信息和正確對待作品的缺陷。
單元課時(shí)設(shè)計(jì) 5課時(shí)
一、單元學(xué)習(xí)主題分析（體現(xiàn)學(xué)習(xí)主題的育人價(jià)值）
主題名稱 大自然里的老師
單元設(shè)計(jì)意圖 1.本單元主題 《大自然里的老師》是五年級(jí)下冊的綜合探究單元，屬于技術(shù)與工程領(lǐng)域。本單元圍繞 仿生學(xué) 展開，以“自然界的生物啟發(fā)人類科技創(chuàng)造”為主線，引導(dǎo)學(xué)生觀察和分析動(dòng)植物的結(jié)構(gòu)與功能，理解其背后的科學(xué)原理，并探索人類如何借鑒這些自然智慧解決實(shí)際問題，體現(xiàn)“大自然即老師”的核心思想。 2.本單元分析 本單元隸屬大象版小學(xué)科學(xué)五年級(jí)下冊，屬于技術(shù)工程專題，以“空投包”的制作任務(wù)為單元引線，串聯(lián)《蒼耳的啟示》《鳥和飛機(jī)》《空投包的仿生原型》《防震原理研究》《我們的空投包》五部分內(nèi)容。從小學(xué)學(xué)段“技術(shù)、工程與社會(huì)”課程學(xué)習(xí)來看，在一、二年級(jí)學(xué)生已能區(qū)分人造物與自然物，知道簡單產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與功能；三四年級(jí)了解人造材料與天然材料區(qū)別，知曉中國古代典型技術(shù)與工程案例。本單元在此基礎(chǔ)上，引領(lǐng)學(xué)生了解發(fā)明與自然界的聯(lián)系，體會(huì)仿生學(xué)原理，經(jīng)歷利用仿生學(xué)發(fā)明創(chuàng)造的過程，為后續(xù)深入理解技術(shù)與工程對社會(huì)發(fā)展的作用奠定基礎(chǔ)。 3.本單元對《課程標(biāo)準(zhǔn)》的落實(shí) （1）本單元通過一系列動(dòng)手、動(dòng)腦科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，落實(shí)《課程標(biāo)準(zhǔn)》高年段的課程目標(biāo)。 （2）本單元學(xué)習(xí)內(nèi)容是基于落實(shí)《課程標(biāo)準(zhǔn)》中課程內(nèi)容高年段要求。 4.熟悉整套教材內(nèi)容，明確該單元在整套教材中與其他單元的關(guān)系和作用。 5.本單元次級(jí)主題的構(gòu)成及邏輯關(guān)系 本單元以“仿生學(xué)”為核心，通過5課時(shí)構(gòu)建了“現(xiàn)象觀察—原理剖析—實(shí)踐遷移”的漸進(jìn)式學(xué)習(xí)邏輯： 《蒼耳的啟示》 與 《鳥和飛機(jī)》 為 基礎(chǔ)認(rèn)知層 ，從植物（如蒼耳鉤刺啟發(fā)尼龍搭扣）和動(dòng)物（鳥翼結(jié)構(gòu)與飛機(jī)設(shè)計(jì)）兩個(gè)維度呈現(xiàn)經(jīng)典仿生案例，幫助學(xué)生建立“自然現(xiàn)象→科學(xué)原理→技術(shù)發(fā)明”的關(guān)聯(lián)性思維； 《空投包的仿生原型》 與 《防震原理研究》 為 專題探究層 ，前者聚焦具體仿生對象在空投包設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，后者深入分析生物或自然現(xiàn)象中的科學(xué)原理，為實(shí)踐奠定理論和技術(shù)基礎(chǔ)； 《我們的空投包》 為 綜合實(shí)踐層 ，整合前四課知識(shí)，通過設(shè)計(jì)仿生空投包，完成“問題分析—原理提煉—?jiǎng)?chuàng)新應(yīng)用”的完整探究閉環(huán)。 從單一案例的模仿到復(fù)雜問題的系統(tǒng)解決，從知識(shí)輸入到創(chuàng)造性輸出，層層遞進(jìn)，體現(xiàn)“觀察自然→理解科學(xué)→服務(wù)生活”的單元主旨，強(qiáng)化科學(xué)思維與工程實(shí)踐能力的融合。
主題學(xué)情分析 在生活經(jīng)驗(yàn)方面，大部分學(xué)生對于生活中的仿生現(xiàn)象并不陌生，約68%的學(xué)生能夠距離說出生活中集中仿生物品，如飛機(jī)、潛水艇等，但當(dāng)要求深入闡述仿生原理時(shí)，他們往往感到困難，暴露出學(xué)生對知識(shí)的理解僅停留在表面，缺乏深度探究。例如在提到飛機(jī)時(shí)，學(xué)生知道飛機(jī)的外形與鳥相似，卻不清楚飛機(jī)機(jī)翼上凸下平的結(jié)構(gòu)模仿鳥類戶型翅膀背后的空氣動(dòng)力學(xué)原理。 從知識(shí)儲(chǔ)備來看，本單元內(nèi)容要求學(xué)生不僅要觀察事物表象，更要深入探究事物本質(zhì)和內(nèi)在聯(lián)系，如理解生物的形態(tài)、功能、結(jié)構(gòu)特征與人類發(fā)明創(chuàng)造之間的關(guān)聯(lián)，這對學(xué)生的邏輯思維和知識(shí)遷移運(yùn)用能力提出了較高要求。
開放性學(xué)習(xí)環(huán)境 1.指導(dǎo)性預(yù)習(xí)：閱讀+問題+檢測； 2.大單元大概念大任務(wù)課堂學(xué)習(xí)：問題+探究+講述+整合+實(shí)戰(zhàn)； 3.現(xiàn)代教育新技術(shù)：PPTX+微視頻+網(wǎng)絡(luò)+師生互助
二、單元學(xué)習(xí)目標(biāo)設(shè)計(jì)（基于標(biāo)準(zhǔn)、分析教材、結(jié)合學(xué)情，體現(xiàn)素養(yǎng)導(dǎo)向）
單元學(xué)習(xí)目標(biāo) 科學(xué)觀念：知道許多發(fā)明可在自然界找到原型，理解仿生學(xué)概念；認(rèn)識(shí)生物形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能與發(fā)明創(chuàng)造的聯(lián)系；理解常見仿生物品（如尼龍搭扣、飛機(jī)等）的結(jié)構(gòu)對其功能的影響。 科學(xué)思維：通過觀察、比較、分析等方法，探究仿生學(xué)原理；能給予證據(jù)進(jìn)行推理，構(gòu)建仿生學(xué)相關(guān)概念；運(yùn)用創(chuàng)造行思維，嘗試設(shè)計(jì)仿生產(chǎn)品 。 探究實(shí)踐：能運(yùn)用多種觀察方法，研究生物結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；經(jīng)歷仿生物品（如尼龍搭扣、機(jī)翼模型、空投包等）的設(shè)計(jì)與制作過程；學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)探究，驗(yàn)證仿生學(xué)原理 。 態(tài)度責(zé)任：對仿生學(xué)保持好奇心和探究興趣，培養(yǎng)用于創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度；在小組合作中，積極參與交流討論，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神；認(rèn)識(shí)到技術(shù)發(fā)明對社會(huì)發(fā)展的重要性，樹立正確的科技價(jià)值觀。
三、學(xué)習(xí)活動(dòng)/任務(wù)設(shè)計(jì)（指向?qū)W習(xí)目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的活動(dòng)與體驗(yàn)）
第1課時(shí) 任務(wù)1 名稱：導(dǎo)入、觀察和閱讀 播放視頻《蒼耳子》 閱讀喬治·德·梅斯特拉爾的故事，提問：蒼耳子是怎樣沾到動(dòng)物皮毛上的呢？ 出示任務(wù)：仔細(xì)觀察蒼耳子，嘗試作出自己的解釋。 閱讀《尼龍搭扣的發(fā)明》。 設(shè)計(jì)意圖：通過視頻和故事引入，引發(fā)學(xué)生思考，蒼耳子為什么會(huì)引起工程師的注意？它對工程師進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造有什么幫助？通過觀察蒼耳子的特點(diǎn)，激起學(xué)生的好奇心和求知欲。再通過閱讀，了解仿生學(xué)概念，幫助學(xué)生理解發(fā)明與生物原型的聯(lián)系。
任務(wù)2 名稱：設(shè)計(jì)制作“尼龍搭扣”模型 利用身邊的材料模仿蒼耳子的結(jié)構(gòu)制作尼龍搭扣模型，看一看是否能夠?qū)崿F(xiàn)粘連。 設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生分組，利用細(xì)銅絲、動(dòng)物毛皮等材料制作尼龍搭扣模型，對比模型與真實(shí)尼龍搭扣，思考改進(jìn)方向。
任務(wù)3 名稱：拓展活動(dòng)“身邊的仿生學(xué)” 觀察大自然里的動(dòng)植物，尋找人類仿生學(xué)的原型，或者嘗試進(jìn)行自己的仿生學(xué)設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)意圖：引導(dǎo)學(xué)生從教材回到生活，尋找和分享“身邊的仿生學(xué)”，從而指導(dǎo)重大的發(fā)明和技術(shù)會(huì)給人類社會(huì)發(fā)展帶來深遠(yuǎn)的影響和變革。
第2課時(shí) 任務(wù)4 名稱：導(dǎo)入、觀察和閱讀 觀察飛機(jī)和鳥，說一說飛機(jī)和鳥的飛行有什么相同和不同之處，猜想飛機(jī)模仿了鳥的哪些特征。 閱讀資料《從飛鳥到飛機(jī)》，簡單說一說飛機(jī)的發(fā)明過程。 設(shè)計(jì)意圖：通過導(dǎo)入活動(dòng)引出課題。通過讓學(xué)生觀察飛機(jī)和鳥二者飛行異同，猜想飛機(jī)模仿鳥的哪些特征。學(xué)生閱讀從飛鳥到飛機(jī)的發(fā)明歷程資料，交流人類模仿鳥飛行時(shí)在形狀、功能、結(jié)構(gòu)及原理方面的探索。
任務(wù)5 名稱：實(shí)驗(yàn)和表達(dá)交流 提問：為什么翅膀的形狀對飛行如此重要？觀察鳥的翅膀和飛機(jī)的機(jī)翼，看看它們的形狀有什么相似之處，提出自己的假設(shè)并通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。 實(shí)驗(yàn)：制作一個(gè)機(jī)翼模型，通過實(shí)驗(yàn)觀察它在氣流中產(chǎn)生的現(xiàn)象。 設(shè)計(jì)意圖：通過實(shí)驗(yàn)，分享交流飛機(jī)飛行原理，總結(jié)飛機(jī)飛行原理，并了解什么是仿生學(xué)。
第3課時(shí) 任務(wù)6 名稱：導(dǎo)入和小組討論 情境導(dǎo)入 問題：要設(shè)計(jì)一個(gè)合格的空投包，都需要考慮哪些方面？完成關(guān)于“空投包”的項(xiàng)目分析表。 設(shè)計(jì)意圖：通過導(dǎo)入活動(dòng)，講述飛機(jī)空投物資的場景，引出設(shè)計(jì)空投包的任務(wù)，激發(fā)學(xué)生興趣。通過小組討論，完成空投包項(xiàng)目分析表的設(shè)計(jì)，并分工合作初步制作空投包模型，在設(shè)計(jì)制作過程匯總，發(fā)現(xiàn)問題，激發(fā)求知欲。
任務(wù)7 名稱：調(diào)查并表達(dá)交流 1.從大自然中尋找原型，設(shè)法了解它們是如何實(shí)現(xiàn)安全降落的。 2.來自大自然的生物原型給我們帶來了哪些啟示？ 設(shè)計(jì)意圖：通過觀察圖片，了解大自然中動(dòng)植物從高空安全著陸的本領(lǐng)，學(xué)生可以由此進(jìn)行思考，解決空投包設(shè)計(jì)制作中的難點(diǎn)問題。最后組織交流，引領(lǐng)學(xué)生總結(jié)大自然中的仿生原型給人類帶來的啟示，培養(yǎng)他們熱愛自然、敬畏自然的情操。
第4課時(shí) 任務(wù)9 名稱：導(dǎo)入和實(shí)驗(yàn) 根據(jù)生物原型制作簡單模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，來驗(yàn)證生物原型的防震效果。 設(shè)計(jì)意圖：通過回顧上節(jié)課生物原型，提出需驗(yàn)證其防震原理能否用于空投包設(shè)計(jì)。學(xué)生分組選擇一種生物原型，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，包括實(shí)驗(yàn)材料、步驟及預(yù)期結(jié)果。
任務(wù)10 名稱：制作與反思 1.制作翅果模型。 2.反思：這些模型各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？制作空投包時(shí)有哪些可以借鑒的地方？ 設(shè)計(jì)意圖：小組匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，交流并討論，總結(jié)不同生物原型的防震原理及在空投包設(shè)計(jì)中的應(yīng)用價(jià)值。讓學(xué)生思考如何綜合多種生物原型的防震原理，優(yōu)化空投包設(shè)計(jì)。
第5課時(shí) 任務(wù)11 名稱：完成空投包設(shè)計(jì) 經(jīng)過模型實(shí)驗(yàn)，我們有什么新的想法？小組商議，完成空投包的設(shè)計(jì)并配上文字說明。 設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生根據(jù)之前的研究和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，完善空投包設(shè)計(jì)方案，畫出設(shè)計(jì)圖并標(biāo)注材料和制作步驟。
任務(wù)12 名稱：制作空投包 在小組討論完成設(shè)計(jì)后，對照設(shè)計(jì)圖紙，分工合作，完成空投包的制作，并測量記錄空投包的質(zhì)量、體積等數(shù)據(jù)。制作過程中因?qū)嶋H情況需要對設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整時(shí)，要及時(shí)在設(shè)計(jì)圖上做好記錄。 設(shè)計(jì)意圖：設(shè)計(jì)完成后，進(jìn)入實(shí)際制作環(huán)節(jié)，學(xué)生分工合作，動(dòng)手制作空投包，可以鍛煉他們的動(dòng)手探究能力。
任務(wù)13 名稱：戶外實(shí)驗(yàn) 戶外實(shí)驗(yàn)：測試空投包，對空投包能否順利著陸、拆解時(shí)間及空投物資完好情況進(jìn)行記錄。 實(shí)驗(yàn)的結(jié)果達(dá)到我們的任務(wù)目標(biāo)了嗎？還有可以繼續(xù)完善的地方嗎？修改完善后再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 發(fā)布會(huì)：開一個(gè)發(fā)布會(huì)，向全班同學(xué)展示自己的成果。匯報(bào)時(shí)要講清自己小組研究設(shè)計(jì)的思路和全過程。 設(shè)計(jì)意圖：通過戶外實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親自檢驗(yàn)自己從原理探究到設(shè)計(jì)制作的實(shí)際成果。第一次實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)的結(jié)果可能并不理想，這時(shí)應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生積極總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，取長補(bǔ)短，改進(jìn)空投包，進(jìn)行第二次實(shí)驗(yàn)。必要的反思和改進(jìn)不僅能有效地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，更能培養(yǎng)他們鍥而不舍的科學(xué)精神。實(shí)驗(yàn)完成后，組織學(xué)生舉辦成果發(fā)布會(huì)，使學(xué)生在獲得滿滿成就感的同時(shí)，也鍛煉了歸納總結(jié)、表達(dá)交流的能力。
四、單元學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)
評(píng)價(jià)要素 針對單元整體描述
評(píng)價(jià)內(nèi)容 第1課時(shí)：蒼耳的啟示 1.知道研究并模仿生物的形態(tài)、功能、結(jié)構(gòu)等特征進(jìn)行設(shè)計(jì)和發(fā)明是仿生學(xué)思路，能說出尼龍搭扣模仿了蒼耳子的鉤狀結(jié)構(gòu)。 2.觀察活動(dòng)中，能認(rèn)真觀察蒼耳子和尼龍搭扣的結(jié)構(gòu)，在制作尼龍搭扣模型時(shí)，積極動(dòng)手操作，嘗試實(shí)現(xiàn)粘連。 第2課時(shí)：鳥和飛機(jī) 1.知道鳥類弧形的翅膀?qū)︼w行十分重要。 2.能通過觀察鳥的翅膀和飛機(jī)的機(jī)翼，比較它們之間的相似之處，知道上凸下平的結(jié)構(gòu)在氣流中能夠獲得向上的升力，并制作一個(gè)機(jī)翼模型來驗(yàn)證這種升力。 第3課時(shí)：空投包的仿生原型 1.通過調(diào)查研究，了解動(dòng)植物解決安全降落問題的方法。 2.小組成員能共同完成項(xiàng)目分析表，積極參與討論，提出自己的想法和建議。 第4課時(shí)：防震原理研究 1.了解所選生物原型的防震原理，根據(jù)原理設(shè)計(jì)并制作出簡單的防震模型。 2.在實(shí)驗(yàn)過程中，能控制變量，認(rèn)真觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析生物原型防震原理的有效性 。 第5課時(shí)：我們的空投包 1.設(shè)計(jì)制作的空投包要符合項(xiàng)目要求，能保護(hù)易碎物品安全著陸，空投包的質(zhì)量和體積要符合規(guī)定。 2.在設(shè)計(jì)制作過程中，要綜合運(yùn)用所學(xué)的仿生學(xué)知識(shí)和技能，有創(chuàng)新意識(shí)和解決實(shí)際問題的能力。
評(píng)價(jià)指標(biāo) 第1課時(shí)：蒼耳的啟示 科學(xué)觀念：知道研究并模仿生物特征進(jìn)行設(shè)計(jì)發(fā)明是仿生學(xué)常見思路；明白尼龍搭扣模仿蒼耳子的原理；知道很多發(fā)明都可以從大自然中找到原型。 科學(xué)思維：通過組織學(xué)生開展仿生學(xué)設(shè)計(jì)小發(fā)明的活動(dòng)，培養(yǎng)模仿生物的構(gòu)造或功能進(jìn)行發(fā)明和創(chuàng)造的意識(shí)和能力。 探究實(shí)踐：學(xué)會(huì)用放大鏡觀察蒼耳子，制作尼龍搭扣模型。 態(tài)度責(zé)任：激發(fā)對仿生學(xué)的興趣和對自然的熱愛。 第2課時(shí)：鳥和飛機(jī) 科學(xué)觀念：知道鳥類弧形翅膀?qū)︼w行的重要作用及飛機(jī)飛行原理；理解仿生學(xué)不僅是外在模仿，還有原理探究。 科學(xué)思維：通過觀察、實(shí)驗(yàn)和分析，培養(yǎng)邏輯推理和創(chuàng)造性思維。 探究實(shí)踐：通過制作機(jī)翼模型，能夠結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋飛機(jī)飛行的原理，知道機(jī)翼上凸下平的結(jié)構(gòu)是模仿了鳥類弧形的翅膀。 態(tài)度責(zé)任：對探尋自然現(xiàn)象，解密自然規(guī)律，保持好奇心和探究興趣；能主動(dòng)與他人合作，積極參與交流和討論。 第3課時(shí)：空投包的仿生原型 科學(xué)觀念：通過調(diào)查研究，了解動(dòng)植物解決安全降落問題的方法；認(rèn)識(shí)到仿生學(xué)在實(shí)際設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。 科學(xué)思維：分析生物安全降落的原理，培養(yǎng)邏輯思維和問題解決能力。 探究實(shí)踐：設(shè)計(jì)雞蛋空投包，調(diào)查生物安全著陸方法。 態(tài)度責(zé)任：激發(fā)對仿生學(xué)的好奇心，關(guān)注自然現(xiàn)象與科技創(chuàng)新的關(guān)聯(lián)。 第4課時(shí)：防震原理研究 科學(xué)觀念：了解常見的防震原理和方法；認(rèn)識(shí)到結(jié)構(gòu)和材料對防震的影響。 科學(xué)思維：通過實(shí)驗(yàn)和分析，培養(yǎng)邏輯思維和數(shù)據(jù)分析能力。 探究實(shí)踐：能用簡單易得的材料制作仿生模型，并設(shè)計(jì)驗(yàn)證防震效果的對比實(shí)驗(yàn)，會(huì)根據(jù)觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析防震的有效性。 態(tài)度責(zé)任：培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和對生活中科學(xué)問題的關(guān)注。 第5課時(shí)：我們的空投包 科學(xué)觀念：將所學(xué)的仿生學(xué)和防震原理應(yīng)用到空投包制作中；理解理論與實(shí)踐的結(jié)合。 科學(xué)思維：能夠通過實(shí)驗(yàn)檢測空投包的防震效果，不斷改進(jìn)并完善空投包的設(shè)計(jì)。 探究實(shí)踐：制作空投包并進(jìn)行測試和改進(jìn)。 態(tài)度責(zé)任：通過不斷改進(jìn)空投包的設(shè)計(jì)，感受到科學(xué)的發(fā)展不是一蹴而就的，培養(yǎng)鍥而不舍的科學(xué)精神。
評(píng)價(jià)方法 課上評(píng)價(jià) 1.教師激勵(lì)評(píng)價(jià) 2.學(xué)生自我反思評(píng)價(jià) 3.成果展示，學(xué)生互評(píng)：贊賞性評(píng)價(jià)和質(zhì)疑性評(píng)價(jià) 5.使用評(píng)價(jià)量化表，延時(shí)評(píng)價(jià) 課后評(píng)價(jià) 1.課時(shí)作業(yè) 2.單元測試
五、單元作業(yè)設(shè)計(jì)
一、選一選，將正確的序號(hào)填寫在括號(hào)。 1.下面屬于模仿生物功能原理的設(shè)計(jì)是（ ） A.飛機(jī) B.鋸子 C.雷達(dá) 2.蒼耳子可以反復(fù)沾在衣服上的原因是（ ） A.蒼耳子的鉤狀結(jié)構(gòu)非常有韌性 B.蒼耳子的再生能力超強(qiáng) C.蒼耳子的體積小 3.下列組合中，前者不屬于后者的仿生學(xué)原型的是（ ）。 A.蜻蜓-直升機(jī) B.魚-潛水艇 C.喜鵲-房屋 4.飛機(jī)機(jī)翼的發(fā)明模仿的是鳥的（ ）。 A．翅膀 B．羽毛 C．足 5.下列能使空投包降落速度減慢的是（ ） A.其他條件相同，減小傘面面積 B.其他條件相同，增大傘面面積 C.其他條件相同，增加物資重量 6.做蒲公英模型的防震效果實(shí)驗(yàn)時(shí)，最有可能用不到的材料是（ ） A.塑料紙 B.玻璃杯 C.棉繩 7.下面關(guān)于翅果模型的實(shí)驗(yàn)，說法不正確的一項(xiàng)是（ ） A.在進(jìn)行翅果模型的實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要仿造出最貼近翅果種子的原型結(jié)構(gòu) B.實(shí)驗(yàn)過程中，要使翅果模型從桌面上水平滑向地面 C.如果模型在滑翔過程中不穩(wěn)定，可以調(diào)整弧度或添加訂書釘 8.降落傘與帶冠毛的（ ）種子的整體形狀相似。 A．玉米 B．水稻 C．蒲公英 9.人們根據(jù)魚鰭在水里的擺動(dòng)發(fā)明了（ ） A.船槳 B.雷達(dá) C.潛水艇 10.下列現(xiàn)象中，沒有利用防震知識(shí)的是（ ） A.跳遠(yuǎn)時(shí)跳到沙坑里 B.用木棒撬石頭 C.自行車坐墊中裝有減震彈簧 二、辨一辨，正確的打√，錯(cuò)誤的打 。 1.飛機(jī)飛行時(shí)，機(jī)翼是靜止不動(dòng)的，而鳥飛行時(shí)則需要上下扇動(dòng)翅膀。（ ） 2.模仿蒼耳子發(fā)明尼龍搭扣是人類發(fā)明史上一個(gè)典型的仿生學(xué)案例。（ ） 3.仿生學(xué)不僅以生物的形狀、功能和結(jié)構(gòu)等特征為模仿對象，還需要研究它們的原理。（ ） 4.蒲公英有寬大的翅膀，可以減慢下落的速度，飛得更遠(yuǎn)。（ ） 5.雞蛋殼是很脆弱的，一碰就破，不能起到保護(hù)雞蛋的作用。（ ） 6.貓有厚厚的肉墊，可以增加著地時(shí)的緩沖效果。（ ） 7.模仿青蛙的游泳姿態(tài)，人們學(xué)會(huì)了蛙泳也是一種仿生。（ ） 8.雷達(dá)和飛機(jī)是模仿生物設(shè)計(jì)產(chǎn)品，鋸子和鳥巢不是。（ ） 9.空投物資的特點(diǎn)與我們設(shè)計(jì)不同的空投包無關(guān)。（ ） 10.生物在長期進(jìn)化的過程中，形成了許多有利于生存的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理特點(diǎn)，人們從中獲得了很多啟示。（ ） 三、連線題。 下列生物是如何實(shí)現(xiàn)安全降落的？連一連 椰子 尾巴炸起，變蓬松 松鼠 寬大的翅膀 鼯鼠 堅(jiān)硬的外殼 蒲公英 肉墊 貓 冠毛結(jié)成的絨球 四、簡答題 1.尼龍搭扣的發(fā)明借鑒了蒼耳子的什么結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？ 2.什么是仿生學(xué)？常見的仿生學(xué)思路是什么？ 五、實(shí)驗(yàn)探究題 探探制作了一個(gè)機(jī)翼模型，正在通過實(shí)驗(yàn)觀察它在氣流中產(chǎn)生的現(xiàn)象。 1.制作機(jī)翼模型所需要的材料不包括（ ） A.鐵絲 B.卡紙 C.一次性杯子 2.該實(shí)驗(yàn)中，轉(zhuǎn)動(dòng)的電風(fēng)扇模仿的是（ ） A.壓強(qiáng) B.氣流 C.壓力 3.實(shí)驗(yàn)過程中，探探觀察到了什么現(xiàn)象？結(jié)合觀察到的現(xiàn)象，說說飛機(jī)飛行的原理。 【參考答案】 一、選一選，將正確的序號(hào)填寫在括號(hào)。 1.C 2.A 3.C 4.A 5.B 6.B 7.A 8.C 9.C 10.B
二、辨一辨，正確的打√，錯(cuò)誤的打 。 1.√2.√3.√4.√5. 6.√7. 8. 9. 10.√ 三、連線題。 椰子 尾巴炸起，變蓬松 松鼠 寬大的翅膀 鼯鼠 堅(jiān)硬的外殼 蒲公英 肉墊 貓 冠毛結(jié)成的絨球 四、簡答題 1.答：蒼耳子上有很多彎曲而有彈性的鉤狀結(jié)構(gòu)，這樣的結(jié)構(gòu)能使蒼耳子鉤住很細(xì)的線和毛。并且蒼耳子的鉤狀結(jié)構(gòu)非常有韌性，從毛發(fā)上摘下來也不會(huì)斷裂。收到蒼耳子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的啟發(fā)，喬治·德·梅斯特拉爾經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)，發(fā)明了尼龍搭扣。 2.答：仿生學(xué)是人們從大自然中獲得靈感，通過研究生物體的結(jié)構(gòu)與功能，并根據(jù)其中的原理發(fā)明出新的設(shè)備、工具和技術(shù)的學(xué)科。研究并模仿各種生物的形態(tài)、功能、結(jié)構(gòu)等特征進(jìn)行設(shè)計(jì)和發(fā)明，是成功那件的仿生學(xué)思路。 五、實(shí)驗(yàn)探究題 1.C 2.B 3.實(shí)驗(yàn)過程中，能看到在風(fēng)扇的吹動(dòng)下，機(jī)翼模型慢慢上升。 原理：飛機(jī)的上升力絕大部分由機(jī)翼產(chǎn)生，空氣流到機(jī)翼前緣，分成上、下兩股氣流，分別沿機(jī)翼上、下表面流過。機(jī)翼上表面凸起，空氣流動(dòng)速度較快，壓強(qiáng)小；下表面較平，空氣流動(dòng)速度較慢，壓強(qiáng)大。這二者之間的壓力差，對飛機(jī)起到向上的托舉力，飛機(jī)就飛起來了。
六、單元教學(xué)結(jié)構(gòu)圖
七、反思性教學(xué)改進(jìn)（實(shí)施后填寫）
實(shí)施后填寫
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第3課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)
課題 空投包的仿生原型
課型 新授課 章/單元復(fù)習(xí)課□ 專題復(fù)習(xí)課□ 習(xí)題/試卷講評(píng)課□ 學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)課□ 其他□
1.教學(xué)內(nèi)容分析 教材首先安排了小組討論環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生集思廣益，共同完成空投包的設(shè)計(jì)。學(xué)生通過小組討論，發(fā)現(xiàn)空投包的設(shè)計(jì)難點(diǎn)是安全著陸問題，從而引出到大自然找原型的調(diào)查活動(dòng)。以問題為導(dǎo)向，由學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問題，并主動(dòng)要求獲取知識(shí)，比教師將教學(xué)內(nèi)容直接教授給學(xué)生更為有效。學(xué)生分組完成空投包的設(shè)計(jì)并填寫好項(xiàng)目分析表后，教師組織全班交流，討論大自然的生物原型給我們帶來的啟示并總結(jié)生活收獲。
2.學(xué)習(xí)者分析 本課至第五課構(gòu)成了一個(gè)圍繞仿生學(xué)原理展開的完整發(fā)明創(chuàng)造活動(dòng)。學(xué)生在前期已初步形成從自然中探尋仿生原型的設(shè)計(jì)思維，教師通過銜接“飛機(jī)”主題，自然過渡到“空投包”的設(shè)計(jì)任務(wù)。學(xué)生能夠基于已有知識(shí)（如鳥類飛行結(jié)構(gòu)與飛機(jī)設(shè)計(jì)的關(guān)聯(lián)），將認(rèn)知遷移至空投包的仿生原理分析中，這種“舊知引新知”的教學(xué)路徑既貼合五年級(jí)學(xué)生的思維發(fā)展水平，又能有效降低學(xué)習(xí)坡度。此外，空投包設(shè)計(jì)的實(shí)踐任務(wù)兼具趣味性與挑戰(zhàn)性，既能調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)探究的積極性，又因涉及多環(huán)節(jié)協(xié)作（如原型篩選、模型制作、性能測試），需通過小組合作方能完成，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)與工程實(shí)踐能力。
3.學(xué)習(xí)目標(biāo)確定 科學(xué)觀念：通過調(diào)查研究，了解動(dòng)植物解決安全降落問題的方法；認(rèn)識(shí)到仿生學(xué)在實(shí)際設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。 科學(xué)思維：分析生物安全降落的原理，培養(yǎng)邏輯思維和問題解決能力。 探究實(shí)踐：設(shè)計(jì)雞蛋空投包，調(diào)查生物安全著陸方法。 態(tài)度責(zé)任：激發(fā)對仿生學(xué)的好奇心，關(guān)注自然現(xiàn)象與科技創(chuàng)新的關(guān)聯(lián)。
4.學(xué)習(xí)重點(diǎn)難點(diǎn) 重點(diǎn)：初步設(shè)計(jì)制作空投包。 難點(diǎn)：通過調(diào)查研究，了解動(dòng)植物解決安全降落問題的方法。
5.學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì) 評(píng)價(jià)內(nèi)容評(píng)價(jià)指標(biāo)表現(xiàn)程度自評(píng)互評(píng)師評(píng)☆☆☆☆☆☆設(shè)計(jì)“雞蛋空投包”能夠與小組成員共同討論，一起完成項(xiàng)目分析表。能基本能不能了解動(dòng)植物解決安全降落問題的方法。通過討論和調(diào)查，從大自然中尋找原型，了解它們是如何實(shí)現(xiàn)安全降落的。能基本能不能通過討論交流，了解大自然的生物原型給我們帶來了哪些啟示。能基本能不能學(xué)習(xí)收獲
6.學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì) 教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)環(huán)節(jié)一：導(dǎo)入和小組討論教師活動(dòng)1 一、視頻導(dǎo)入 1.課件出示視頻 師問：通過上節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們知道了飛機(jī)飛行的原理，是通過模仿鳥的弧形翅膀的上凸下平的結(jié)構(gòu)，在氣流中獲得向上的升力，而飛上天空的，那你知道飛機(jī)都有哪些作用嗎？ 課件出示視頻 師小結(jié)：是呀，飛機(jī)的作用真大，能讓我們走得更快、更遠(yuǎn)，可以便捷地把物資運(yùn)送到各地。飛機(jī)還可以使用空投包，將物資安全地投放到地面。那讓我們從大自然中尋找原型，用仿生學(xué)的方法制作一個(gè)空投包。 2.揭示主題 師：今天我們要研究的問題就是空投包的仿生原型。 課件板書：空投包的仿生原型 小組討論 師：要設(shè)計(jì)一個(gè)合格的空投包，首先要明確項(xiàng)目需求：空投什么物資？物資的質(zhì)量是多少？還要考慮空投包的質(zhì)量、大小有何限制，如何測試，等等。 師問：大家覺得空投什么合適呢？ 師：雞蛋是我們生活中常見的，那我們就來空投雞蛋怎么樣？ 課件出示 師：要設(shè)計(jì)一個(gè)合格的空投包，我們首先需要完成關(guān)于“空投包”的項(xiàng)目分析表。 課件出示表格的樣子 師：表格的第一項(xiàng)就是項(xiàng)目需求，我們要空投的是雞蛋，那請大家說一說，我們的需求是什么？ 課件出示：“空投雞蛋” 師：我們明確了項(xiàng)目需求之后，第二步就要制定項(xiàng)目計(jì)劃，也就是制定整個(gè)項(xiàng)目實(shí)施的步驟，這項(xiàng)工作，需要大家小組討論一下，然后一起分享。 小組討論 課件出示 1.尋找大自然中的原型； 2.通過實(shí)驗(yàn)研究原型的防震原理； 3.設(shè)計(jì)空投包圖樣； 4.制作空投包； 5.試驗(yàn)檢測； 6.交流、評(píng)價(jià)、完善。 師：有了項(xiàng)目計(jì)劃，第三步，我們要共同商量，規(guī)定一個(gè)統(tǒng)一的檢測標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)槲覀冏龅氖强胀峨u蛋，所以我們的檢測標(biāo)準(zhǔn)就可以是雞蛋要完好不能太重。 課件出示 空投1個(gè)雞蛋，空投包質(zhì)量不超過100克，體積不超過1立方分米，從教學(xué)樓二樓拋下后雞蛋保持完整。 師：在制作過程中，我們還要進(jìn)行難點(diǎn)分析，也就是思考，項(xiàng)目中最難解決的問題是什么？ 課件出示 既能保護(hù)易碎的雞蛋，又能方便地拆解 課件出示安全提示：在日常生活中禁止高空拋物，做有關(guān)實(shí)驗(yàn)時(shí)也應(yīng)注意安全。學(xué)生活動(dòng)1 欣賞飛機(jī)飛行的視頻 思考問題，舉手回答 生1：可以把我們更快地送到更遠(yuǎn)的地方。 生2：飛機(jī)還可以運(yùn)貨。 生3：飛機(jī)可以使用空投包將貨物安全地投放到地面。 生4：飛機(jī)還可以用于農(nóng)業(yè)噴藥、施肥，甚至滅火等。 生5：我還知道，如果是軍用飛機(jī)，還可以在國防和軍事行動(dòng)上發(fā)揮重要作用。 ...... 了解本課主題 生舉手回答 生1：我們需要安全地空投雞蛋，雞蛋落地后不能破碎。 小組討論，組內(nèi)交流，匯報(bào) 生1：雞蛋降落后不能破碎，要完好。 生2：空投包不能太重，不然雞蛋會(huì)破碎的。 生3：要從一定的高度投下雞蛋 生4：我覺得一次就投1個(gè)雞蛋， ...... 活動(dòng)意圖說明：通過導(dǎo)入活動(dòng)，講述飛機(jī)空投物資的場景，引出設(shè)計(jì)空投包的任務(wù)，激發(fā)學(xué)生興趣。通過小組討論，完成空投包項(xiàng)目分析表的設(shè)計(jì)，并分工合作初步制作空投包模型，在設(shè)計(jì)制作過程匯總，發(fā)現(xiàn)問題，激發(fā)求知欲。環(huán)節(jié)二：調(diào)查并表達(dá)交流教師活動(dòng)2 1、調(diào)查 師過度：剛才我們了解到了，在制作雞蛋空投包時(shí)，難點(diǎn)是既能保護(hù)易碎的雞蛋，又能方便地拆解。這個(gè)問題該如何解決呢？ 師：好辦法，那就讓我們走進(jìn)大自然去尋找吧。安全著陸是大自然中許多生物的拿手本領(lǐng)。 師：觀察下圖，從大自然中尋找原型，設(shè)法了解它們是如何實(shí)現(xiàn)安全降落的。 課件出示 師：你知道寒號(hào)鳥是如何安全降落的嗎？ 寒號(hào)鳥的體側(cè)有一層皮膜（翼膜），連接前肢與后肢，展開時(shí)可形成類似降落傘的阻力面。滑翔時(shí)，它們通過調(diào)整四肢張開的幅度和皮膜張力，控制滑翔速度和方向，為平穩(wěn)著陸創(chuàng)造條件。 寒號(hào)鳥也叫鼯鼠、飛鼠，其飛膜可以幫助它在樹中間快速地滑行，但由于其沒有像鳥類可以產(chǎn)生升力的器官，因此鼯鼠只能在樹、陸中間滑翔。 師：自然界中除了有會(huì)飛的動(dòng)物，還有會(huì)飛的植物，讓我們一起來看下都有哪些吧。 課件出示： 翅果的翅膜具有一定的柔韌性，當(dāng)果實(shí)墜落時(shí)可通過形變分散沖擊力。 課件出示 梧桐子依靠巨大的“降落傘”在空中緩緩飄落。 課件出示： 翅葫蘆有著紙質(zhì)苞片構(gòu)成的“翅膀”，成熟后，會(huì)從果實(shí)底部滑落。 課件出示 師：我們都知道貓可以從高的地方跳下來，毫發(fā)無傷。這是為什么呢？ 師解釋：貓足趾下肉墊起著緩沖作用，肉墊能使貓從高空中跌落下來時(shí)免受振動(dòng)和沖擊的損傷。這也是貓從高處跳下或是從高空中跌落不會(huì)受傷的原因之一。 課件出示圖片 師：你知道椰子為什么從樹上掉下來不會(huì)裂開嗎？ 師：對，椰子堅(jiān)硬的外殼也起到保護(hù)的作用。 小貼士 科學(xué)家們往往并不能直接從大自然中找到可以仿效的解決方案，他們首先需要觀察，找到自己需要的生物原型，接著研究這種動(dòng)物或者植物是如何解決這一問題的。 2、表達(dá)交流 師：觀察了這么多大自然的動(dòng)植物，你能說說來自大自然的生物原型給我們帶來了哪些啟示嗎？ 課件出示 師：你見過這種翼裝飛行嗎？他們就是模仿了寒號(hào)鳥的飛行，因?yàn)閷挻蟮某岚蚩梢詼p慢下落的速度，飛得更遠(yuǎn)。 課件出示 師：再看這張圖片，小貓的跳躍和跳高運(yùn)動(dòng)員的跳躍，下面有厚厚的墊子，所以運(yùn)動(dòng)員不會(huì)受傷，所以厚厚的肉墊，可以增加著地時(shí)的緩沖效果。 課件出示 師：這是掉落的椰子，因?yàn)橐佑杏灿驳耐鈿ぃ圆粫?huì)破裂，手機(jī)為了防摔，可以在外面套一個(gè)手機(jī)殼，因?yàn)閳?jiān)硬的外殼，可以增強(qiáng)保護(hù)作用。 師小結(jié)：最后我們總結(jié)出生物降落時(shí)的三種防震保護(hù)原理 課件出示： 減緩下落速度 增加緩沖效果 增強(qiáng)保護(hù)力度學(xué)生活動(dòng)2 生舉手回答：我們可以向大自然里的動(dòng)植物請教，看看它們安全著陸的技巧。 生：它長了寬大的翅膀。 生：因?yàn)樨堥L了厚厚的肉墊 生：椰子殼很硬 小組討論，組內(nèi)交流活動(dòng)意圖說明：通過觀察圖片，了解大自然中動(dòng)植物從高空安全著陸的本領(lǐng)，學(xué)生可以由此進(jìn)行思考，解決空投包設(shè)計(jì)制作中的難點(diǎn)問題。最后組織交流，引領(lǐng)學(xué)生總結(jié)大自然中的仿生原型給人類帶來的啟示，培養(yǎng)他們熱愛自然、敬畏自然的情操。
7.板書設(shè)計(jì) 空投包的仿生原型 設(shè)計(jì)一個(gè)合格的空投包：1、項(xiàng)目需求 項(xiàng)目計(jì)劃 項(xiàng)目檢測 難點(diǎn)分析 大自然中的安全著陸能手 生物降落時(shí)的三種防震保護(hù)原理
8.作業(yè)與拓展學(xué)習(xí)設(shè)計(jì) 課堂練習(xí)： 一、選擇題 1．貓從高處跳下或是從空中跌落下來都不會(huì)受傷，說明貓抓肉墊的（ ）功能。 A . 防扎 B . 防滑 C . 防震 2．科研人員通過研究（ ）為部隊(duì)研制出了不少軍事偽裝裝備，比如“變色軍服”。 A . 變色龍 B . 蝙蝠 C . 蒼蠅 3 . 下列不屬于空投雞蛋項(xiàng)目計(jì)劃內(nèi)容的是（ ）。 A . 雞蛋的保質(zhì)期 B . 設(shè)計(jì)空投包圖樣 C . 研究原型的防震原理 二、判斷題 1.雞蛋殼是很脆弱的，一碰就破，所以不能起到保護(hù)雞蛋的作用。（ ） 2.貓有厚厚的肉墊，可以增加著地時(shí)的緩沖效果。（ ） 3.椰子堅(jiān)硬的外殼，在自身降落時(shí)起到了保護(hù)作用，所以我們在制作空投包時(shí)，也可以考慮把外包裝做得堅(jiān)硬一些。（ ） 4.在日常生活中禁止高空拋物，我們做有關(guān)實(shí)驗(yàn)時(shí)也要注意安全。（ ） 5.雖然空投物資不同，但是我們要設(shè)計(jì)相同的空投包。（ ） 【參考答案】 一、1.C 2.A 3.A 二、1. 2.√ 3.√ 4.√ 5. 作業(yè)布置： 你還知道哪些大自然中的安全著陸的例子，找一找，整理下來，分享給大家。
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