資源簡介

/ 讓教學更有效 高效備課 | 科學學科
單元基本信息
單元主題 大自然里的老師
課標要求 一、核心概念 技術、工程與社會；工程設計與物化 二、學習內容 12.1技術與工程創造了人造物，技術的核心是發明，工程的核心是建造。 ①知道技術包括方法、程序和產品等；知道發明的常用方法，舉例說出一些典型的發明，知道發明會用到一些科學原理，很多發明可以在自然界找到原型。 13.2工程的關鍵是設計 ②利用示意圖、影像、文字或實物等多種方式，闡明自己的創意，初步認識設計方案中各影響因素間的關系。 ③基于有說服力的論證，認同或質疑某些設計方案，并初步判斷其可行性和合理性。 ④利用工具制作簡單的實物模型，根據實際反饋結果進行改進并展示。 三、學業要求 1.能嘗試應用所學科學原理設計并制作簡單的裝置。 2.能以事實為依據做出判斷。 3.能基于所學科學知識，應用創造性思維的基本方法提出多種設計方案，基于批判性思維評價并優化設計方案。 4.能制作實物模型，并基于證據改進實物模型的設計和制作。 5.樂于嘗試多種設計方案，初步具有質疑、創新的態度；知道技術與工程需要實事求是，能如實記錄相關信息和正確對待作品的缺陷。
單元課時設計 5課時
一、單元學習主題分析（體現學習主題的育人價值）
主題名稱 大自然里的老師
單元設計意圖 1.本單元主題 《大自然里的老師》是五年級下冊的綜合探究單元，屬于技術與工程領域。本單元圍繞 仿生學 展開，以“自然界的生物啟發人類科技創造”為主線，引導學生觀察和分析動植物的結構與功能，理解其背后的科學原理，并探索人類如何借鑒這些自然智慧解決實際問題，體現“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科學五年級下冊，屬于技術工程專題，以“空投包”的制作任務為單元引線，串聯《蒼耳的啟示》《鳥和飛機》《空投包的仿生原型》《防震原理研究》《我們的空投包》五部分內容。從小學學段“技術、工程與社會”課程學習來看，在一、二年級學生已能區分人造物與自然物，知道簡單產品結構與功能；三四年級了解人造材料與天然材料區別，知曉中國古代典型技術與工程案例。本單元在此基礎上，引領學生了解發明與自然界的聯系，體會仿生學原理，經歷利用仿生學發明創造的過程，為后續深入理解技術與工程對社會發展的作用奠定基礎。 3.本單元對《課程標準》的落實 （1）本單元通過一系列動手、動腦科學實踐活動，落實《課程標準》高年段的課程目標。 （2）本單元學習內容是基于落實《課程標準》中課程內容高年段要求。 4.熟悉整套教材內容，明確該單元在整套教材中與其他單元的關系和作用。 5.本單元次級主題的構成及邏輯關系 本單元以“仿生學”為核心，通過5課時構建了“現象觀察—原理剖析—實踐遷移”的漸進式學習邏輯： 《蒼耳的啟示》 與 《鳥和飛機》 為 基礎認知層 ，從植物（如蒼耳鉤刺啟發尼龍搭扣）和動物（鳥翼結構與飛機設計）兩個維度呈現經典仿生案例，幫助學生建立“自然現象→科學原理→技術發明”的關聯性思維； 《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計中的應用，后者深入分析生物或自然現象中的科學原理，為實踐奠定理論和技術基礎； 《我們的空投包》 為 綜合實踐層 ，整合前四課知識，通過設計仿生空投包，完成“問題分析—原理提煉—創新應用”的完整探究閉環。 從單一案例的模仿到復雜問題的系統解決，從知識輸入到創造性輸出，層層遞進，體現“觀察自然→理解科學→服務生活”的單元主旨，強化科學思維與工程實踐能力的融合。
主題學情分析 在生活經驗方面，大部分學生對于生活中的仿生現象并不陌生，約68%的學生能夠距離說出生活中集中仿生物品，如飛機、潛水艇等，但當要求深入闡述仿生原理時，他們往往感到困難，暴露出學生對知識的理解僅停留在表面，缺乏深度探究。例如在提到飛機時，學生知道飛機的外形與鳥相似，卻不清楚飛機機翼上凸下平的結構模仿鳥類戶型翅膀背后的空氣動力學原理。 從知識儲備來看，本單元內容要求學生不僅要觀察事物表象，更要深入探究事物本質和內在聯系，如理解生物的形態、功能、結構特征與人類發明創造之間的關聯，這對學生的邏輯思維和知識遷移運用能力提出了較高要求。
開放性學習環境 1.指導性預習：閱讀+問題+檢測； 2.大單元大概念大任務課堂學習：問題+探究+講述+整合+實戰； 3.現代教育新技術：PPTX+微視頻+網絡+師生互助
二、單元學習目標設計（基于標準、分析教材、結合學情，體現素養導向）
單元學習目標 科學觀念：知道許多發明可在自然界找到原型，理解仿生學概念；認識生物形態、結構、功能與發明創造的聯系；理解常見仿生物品（如尼龍搭扣、飛機等）的結構對其功能的影響。 科學思維：通過觀察、比較、分析等方法，探究仿生學原理；能給予證據進行推理，構建仿生學相關概念；運用創造行思維，嘗試設計仿生產品 。 探究實踐：能運用多種觀察方法，研究生物結構特點；經歷仿生物品（如尼龍搭扣、機翼模型、空投包等）的設計與制作過程；學會實驗探究，驗證仿生學原理 。 態度責任：對仿生學保持好奇心和探究興趣，培養用于創新的科學態度；在小組合作中，積極參與交流討論，培養團隊協作精神；認識到技術發明對社會發展的重要性，樹立正確的科技價值觀。
三、學習活動/任務設計（指向學習目標，強調學生的活動與體驗）
第1課時 任務1 名稱：導入、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物皮毛上的呢？ 出示任務：仔細觀察蒼耳子，嘗試作出自己的解釋。 閱讀《尼龍搭扣的發明》。 設計意圖：通過視頻和故事引入，引發學生思考，蒼耳子為什么會引起工程師的注意？它對工程師進行發明創造有什么幫助？通過觀察蒼耳子的特點，激起學生的好奇心和求知欲。再通過閱讀，了解仿生學概念，幫助學生理解發明與生物原型的聯系。
任務2 名稱：設計制作“尼龍搭扣”模型 利用身邊的材料模仿蒼耳子的結構制作尼龍搭扣模型，看一看是否能夠實現粘連。 設計意圖：學生分組，利用細銅絲、動物毛皮等材料制作尼龍搭扣模型，對比模型與真實尼龍搭扣，思考改進方向。
任務3 名稱：拓展活動“身邊的仿生學” 觀察大自然里的動植物，尋找人類仿生學的原型，或者嘗試進行自己的仿生學設計。 設計意圖：引導學生從教材回到生活，尋找和分享“身邊的仿生學”，從而指導重大的發明和技術會給人類社會發展帶來深遠的影響和變革。
第2課時 任務4 名稱：導入、觀察和閱讀 觀察飛機和鳥，說一說飛機和鳥的飛行有什么相同和不同之處，猜想飛機模仿了鳥的哪些特征。 閱讀資料《從飛鳥到飛機》，簡單說一說飛機的發明過程。 設計意圖：通過導入活動引出課題。通過讓學生觀察飛機和鳥二者飛行異同，猜想飛機模仿鳥的哪些特征。學生閱讀從飛鳥到飛機的發明歷程資料，交流人類模仿鳥飛行時在形狀、功能、結構及原理方面的探索。
任務5 名稱：實驗和表達交流 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的機翼，看看它們的形狀有什么相似之處，提出自己的假設并通過實驗來驗證。 實驗：制作一個機翼模型，通過實驗觀察它在氣流中產生的現象。 設計意圖：通過實驗，分享交流飛機飛行原理，總結飛機飛行原理，并了解什么是仿生學。
第3課時 任務6 名稱：導入和小組討論 情境導入 問題：要設計一個合格的空投包，都需要考慮哪些方面？完成關于“空投包”的項目分析表。 設計意圖：通過導入活動，講述飛機空投物資的場景，引出設計空投包的任務，激發學生興趣。通過小組討論，完成空投包項目分析表的設計，并分工合作初步制作空投包模型，在設計制作過程匯總，發現問題，激發求知欲。
任務7 名稱：調查并表達交流 1.從大自然中尋找原型，設法了解它們是如何實現安全降落的。 2.來自大自然的生物原型給我們帶來了哪些啟示？ 設計意圖：通過觀察圖片，了解大自然中動植物從高空安全著陸的本領，學生可以由此進行思考，解決空投包設計制作中的難點問題。最后組織交流，引領學生總結大自然中的仿生原型給人類帶來的啟示，培養他們熱愛自然、敬畏自然的情操。
第4課時 任務9 名稱：導入和實驗 根據生物原型制作簡單模型進行實驗，來驗證生物原型的防震效果。 設計意圖：通過回顧上節課生物原型，提出需驗證其防震原理能否用于空投包設計。學生分組選擇一種生物原型，設計實驗方案，包括實驗材料、步驟及預期結果。
任務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缺點？制作空投包時有哪些可以借鑒的地方？ 設計意圖：小組匯報實驗結果，交流并討論，總結不同生物原型的防震原理及在空投包設計中的應用價值。讓學生思考如何綜合多種生物原型的防震原理，優化空投包設計。
第5課時 任務11 名稱：完成空投包設計 經過模型實驗，我們有什么新的想法？小組商議，完成空投包的設計并配上文字說明。 設計意圖：學生根據之前的研究和實驗結果，完善空投包設計方案，畫出設計圖并標注材料和制作步驟。
任務12 名稱：制作空投包 在小組討論完成設計后，對照設計圖紙，分工合作，完成空投包的制作，并測量記錄空投包的質量、體積等數據。制作過程中因實際情況需要對設計進行調整時，要及時在設計圖上做好記錄。 設計意圖：設計完成后，進入實際制作環節，學生分工合作，動手制作空投包，可以鍛煉他們的動手探究能力。
任務13 名稱：戶外實驗 戶外實驗：測試空投包，對空投包能否順利著陸、拆解時間及空投物資完好情況進行記錄。 實驗的結果達到我們的任務目標了嗎？還有可以繼續完善的地方嗎？修改完善后再次進行實驗。 發布會：開一個發布會，向全班同學展示自己的成果。匯報時要講清自己小組研究設計的思路和全過程。 設計意圖：通過戶外實驗，讓學生親自檢驗自己從原理探究到設計制作的實際成果。第一次實驗檢驗的結果可能并不理想，這時應引導學生積極總結經驗，取長補短，改進空投包，進行第二次實驗。必要的反思和改進不僅能有效地培養學生的科學思維，更能培養他們鍥而不舍的科學精神。實驗完成后，組織學生舉辦成果發布會，使學生在獲得滿滿成就感的同時，也鍛煉了歸納總結、表達交流的能力。
四、單元學習評價設計
評價要素 針對單元整體描述
評價內容 第1課時：蒼耳的啟示 1.知道研究并模仿生物的形態、功能、結構等特征進行設計和發明是仿生學思路，能說出尼龍搭扣模仿了蒼耳子的鉤狀結構。 2.觀察活動中，能認真觀察蒼耳子和尼龍搭扣的結構，在制作尼龍搭扣模型時，積極動手操作，嘗試實現粘連。 第2課時：鳥和飛機 1.知道鳥類弧形的翅膀對飛行十分重要。 2.能通過觀察鳥的翅膀和飛機的機翼，比較它們之間的相似之處，知道上凸下平的結構在氣流中能夠獲得向上的升力，并制作一個機翼模型來驗證這種升力。 第3課時：空投包的仿生原型 1.通過調查研究，了解動植物解決安全降落問題的方法。 2.小組成員能共同完成項目分析表，積極參與討論，提出自己的想法和建議。 第4課時：防震原理研究 1.了解所選生物原型的防震原理，根據原理設計并制作出簡單的防震模型。 2.在實驗過程中，能控制變量，認真觀察并記錄實驗現象，根據實驗結果分析生物原型防震原理的有效性 。 第5課時：我們的空投包 1.設計制作的空投包要符合項目要求，能保護易碎物品安全著陸，空投包的質量和體積要符合規定。 2.在設計制作過程中，要綜合運用所學的仿生學知識和技能，有創新意識和解決實際問題的能力。
評價指標 第1課時：蒼耳的啟示 科學觀念：知道研究并模仿生物特征進行設計發明是仿生學常見思路；明白尼龍搭扣模仿蒼耳子的原理；知道很多發明都可以從大自然中找到原型。 科學思維：通過組織學生開展仿生學設計小發明的活動，培養模仿生物的構造或功能進行發明和創造的意識和能力。 探究實踐：學會用放大鏡觀察蒼耳子，制作尼龍搭扣模型。 態度責任：激發對仿生學的興趣和對自然的熱愛。 第2課時：鳥和飛機 科學觀念：知道鳥類弧形翅膀對飛行的重要作用及飛機飛行原理；理解仿生學不僅是外在模仿，還有原理探究。 科學思維：通過觀察、實驗和分析，培養邏輯推理和創造性思維。 探究實踐：通過制作機翼模型，能夠結合實驗現象解釋飛機飛行的原理，知道機翼上凸下平的結構是模仿了鳥類弧形的翅膀。 態度責任：對探尋自然現象，解密自然規律，保持好奇心和探究興趣；能主動與他人合作，積極參與交流和討論。 第3課時：空投包的仿生原型 科學觀念：通過調查研究，了解動植物解決安全降落問題的方法；認識到仿生學在實際設計中的應用。 科學思維：分析生物安全降落的原理，培養邏輯思維和問題解決能力。 探究實踐：設計雞蛋空投包，調查生物安全著陸方法。 態度責任：激發對仿生學的好奇心，關注自然現象與科技創新的關聯。 第4課時：防震原理研究 科學觀念：了解常見的防震原理和方法；認識到結構和材料對防震的影響。 科學思維：通過實驗和分析，培養邏輯思維和數據分析能力。 探究實踐：能用簡單易得的材料制作仿生模型，并設計驗證防震效果的對比實驗，會根據觀察到的實驗現象分析防震的有效性。 態度責任：培養嚴謹的科學態度和對生活中科學問題的關注。 第5課時：我們的空投包 科學觀念：將所學的仿生學和防震原理應用到空投包制作中；理解理論與實踐的結合。 科學思維：能夠通過實驗檢測空投包的防震效果，不斷改進并完善空投包的設計。 探究實踐：制作空投包并進行測試和改進。 態度責任：通過不斷改進空投包的設計，感受到科學的發展不是一蹴而就的，培養鍥而不舍的科學精神。
評價方法 課上評價 1.教師激勵評價 2.學生自我反思評價 3.成果展示，學生互評：贊賞性評價和質疑性評價 5.使用評價量化表，延時評價 課后評價 1.課時作業 2.單元測試
五、單元作業設計
一、選一選，將正確的序號填寫在括號。 1.下面屬于模仿生物功能原理的設計是（ ） A.飛機 B.鋸子 C.雷達 2.蒼耳子可以反復沾在衣服上的原因是（ ） A.蒼耳子的鉤狀結構非常有韌性 B.蒼耳子的再生能力超強 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原型的是（ ）。 A.蜻蜓-直升機 B.魚-潛水艇 C.喜鵲-房屋 4.飛機機翼的發明模仿的是鳥的（ ）。 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驗時，最有可能用不到的材料是（ ） A.塑料紙 B.玻璃杯 C.棉繩 7.下面關于翅果模型的實驗，說法不正確的一項是（ ） A.在進行翅果模型的實驗時，需要仿造出最貼近翅果種子的原型結構 B.實驗過程中，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定，可以調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.人們根據魚鰭在水里的擺動發明了（ ） A.船槳 B.雷達 C.潛水艇 10.下列現象中，沒有利用防震知識的是（ ） A.跳遠時跳到沙坑里 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√，錯誤的打 。 1.飛機飛行時，機翼是靜止不動的，而鳥飛行時則需要上下扇動翅膀。（ ） 2.模仿蒼耳子發明尼龍搭扣是人類發明史上一個典型的仿生學案例。（ ） 3.仿生學不僅以生物的形狀、功能和結構等特征為模仿對象，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。（ ） 5.雞蛋殼是很脆弱的，一碰就破，不能起到保護雞蛋的作用。（ ） 6.貓有厚厚的肉墊，可以增加著地時的緩沖效果。（ ） 7.模仿青蛙的游泳姿態，人們學會了蛙泳也是一種仿生。（ ） 8.雷達和飛機是模仿生物設計產品，鋸子和鳥巢不是。（ ） 9.空投物資的特點與我們設計不同的空投包無關。（ ） 10.生物在長期進化的過程中，形成了許多有利于生存的形態結構和生理特點，人們從中獲得了很多啟示。（ ） 三、連線題。 下列生物是如何實現安全降落的？連一連 椰子 尾巴炸起，變蓬松 松鼠 寬大的翅膀 鼯鼠 堅硬的外殼 蒲公英 肉墊 貓 冠毛結成的絨球 四、簡答題 1.尼龍搭扣的發明借鑒了蒼耳子的什么結構特點？ 2.什么是仿生學？常見的仿生學思路是什么？ 五、實驗探究題 探探制作了一個機翼模型，正在通過實驗觀察它在氣流中產生的現象。 1.制作機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.該實驗中，轉動的電風扇模仿的是（ ） A.壓強 B.氣流 C.壓力 3.實驗過程中，探探觀察到了什么現象？結合觀察到的現象，說說飛機飛行的原理。 【參考答案】 一、選一選，將正確的序號填寫在括號。 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 堅硬的外殼 蒲公英 肉墊 貓 冠毛結成的絨球 四、簡答題 1.答：蒼耳子上有很多彎曲而有彈性的鉤狀結構，這樣的結構能使蒼耳子鉤住很細的線和毛。并且蒼耳子的鉤狀結構非常有韌性，從毛發上摘下來也不會斷裂。收到蒼耳子結構特點的啟發，喬治·德·梅斯特拉爾經過反復實驗，發明了尼龍搭扣。 2.答：仿生學是人們從大自然中獲得靈感，通過研究生物體的結構與功能，并根據其中的原理發明出新的設備、工具和技術的學科。研究并模仿各種生物的形態、功能、結構等特征進行設計和發明，是成功那件的仿生學思路。 五、實驗探究題 1.C 2.B 3.實驗過程中，能看到在風扇的吹動下，機翼模型慢慢上升。 原理：飛機的上升力絕大部分由機翼產生，空氣流到機翼前緣，分成上、下兩股氣流，分別沿機翼上、下表面流過。機翼上表面凸起，空氣流動速度較快，壓強小；下表面較平，空氣流動速度較慢，壓強大。這二者之間的壓力差，對飛機起到向上的托舉力，飛機就飛起來了。
六、單元教學結構圖
七、反思性教學改進（實施后填寫）
實施后填寫
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
21世紀教育網(www.21cnjy.com)/ 讓教學更有效 高效備課 | 科學學科
第2課時教學設計
課題 鳥和飛機
課型 新授課 章/單元復習課□ 專題復習課□ 習題/試卷講評課□ 學科實踐活動課□ 其他□
1.教學內容分析 《鳥和飛機》作為仿生學主題的深化課程，以“鳥類飛行結構與飛機工程設計”為主線，聚焦“自然原型→科技轉化”的復雜性。教材通過對比鳥翼形態與機翼設計，結合科學史和實驗探究，引導學生理解仿生不僅是外形模仿，更是對生物結構與物理原理的系統性遷移。課程設計注重類比思維訓練（生物特征與工程功能的對應分析），既銜接前一課《蒼耳的啟示》的仿生邏輯，又為后續實踐提供跨學科視角，傳遞“自然智慧驅動科技突破”的核心價值。
2.學習者分析 五年級學生已初步接觸仿生學概念（如蒼耳與尼龍搭扣的關聯），對動物特征與人類發明的聯系有一定興趣，但對“結構與功能”的深度關聯（如鳥翼弧度與升力產生原理）、復雜技術的仿生轉化邏輯（如飛機如何系統性模仿鳥類飛行）缺乏認知遷移能力。學生能列舉鳥類飛行特征（翅膀、流線體型），但難以將生物學特征與工程學設計建立對應；對飛機飛行現象熟悉，卻鮮少思考其仿生學本質。教學中需借助直觀類比（對比鳥翼剖面與機翼模型）、模擬實驗等，引導學生從零散現象中提煉科學規律，避免將仿生簡單理解為“外形模仿”。
3.學習目標確定 科學觀念：知道鳥類弧形翅膀對飛行的重要作用及飛機飛行原理；理解仿生學不僅是外在模仿，還有原理探究。 科學思維：通過觀察、實驗和分析，培養邏輯推理和創造性思維。 探究實踐：通過制作機翼模型，能夠結合實驗現象解釋飛機飛行的原理，知道機翼上凸下平的結構是模仿了鳥類弧形的翅膀。 態度責任：對探尋自然現象，解密自然規律，保持好奇心和探究興趣；能主動與他人合作，積極參與交流和討論。
4.學習重點難點 重點：能結合實驗現象解釋飛機飛行的原理。 難點：制作機翼模型驗證機翼升力。
5.學習評價設計 評價內容評價指標表現程度自評互評師評☆☆☆☆☆☆閱讀：從飛鳥到飛機了解飛機的發展史；知道仿生學并不只是對形狀、功能和結構的模仿，更離不開科學家對生物原型背后的科學原理的探究。能基本能不能機翼的升力 制作一個機翼模型，通過實驗觀察它在氣流中產生的現象。 知道機翼上凸下平的結構在氣流中能夠獲得向上的升力，從而能解釋出飛機飛行的原理。能基本能不能學習收獲
6.學習活動設計 教師活動學生活動環節一：導入、觀察和閱讀教師活動1 一、視頻導入 1.課件出示鳥兒飛行視頻 師問：你們看到鳥兒在天空中自由地飛翔，有什么想說的嗎？ 師：自古至今，人類一直向往能夠像鳥兒那樣在遼闊的藍天自由飛翔。于是，鳥兒也成了人類模仿的對象…… 課件出示圖片 師：人類正是從鳥兒身上獲得啟發，一步一步發明了飛機。可以說，飛機的發明給人類社會發展帶來了深遠的影響和變革。 2.揭示主題 師：今天我們要探討的問題就是鳥和飛機 課件板書：鳥和飛機 觀察 課件出示飛機的圖片 師問：仔細觀察飛機和鳥，說一說飛機和鳥的飛行有什么相同和不同之處，并猜想飛機模仿了鳥的哪些特征。 課件出示表格 三、閱讀 1、閱讀資料 師：下面我們來閱讀一些內容，了解一下從飛鳥到飛機的過程 課件出示 人類的飛行夢始于對鳥類飛行的模仿，中國漢代就有模仿鳥類撲動翅膀來飛行的傳說和記載。 課件出示 500多年前，意大利著名的藝術家和發明家達·芬奇也曾設計了這種能撲動翅膀的“撲翼飛行器”。但這些僅僅從形態上進行的模仿都沒有真正成功。 課件出示 師：這就是那個“撲翼飛行器” 課件出示 德國的奧托·李林塔爾（1848-1896年）最先把精力放在對鳥的飛行原理的研究上。為了解開鳥兒飛行的奧秘，他悉心觀察、仔細研究了各種鳥類的翅膀結構和飛翔的方法，模仿鳥的翅膀制造了許多架滑翔機，進行了數千次的實驗，發現鳥類弧形的翅膀在飛行中起到了重要作用。 課件出示 在空中保持平衡一直是飛行中的難題，李林塔爾根據鳥類的尾巴制造出了一個水平的尾翼，另外再加一個與之垂直的尾翼，由此，他將人類的飛行夢想帶上了成功之路。 課件出示 1901年，萊特兄弟為了實驗和改進機翼，建造了風洞，并在風洞中研究和比較了200種以上的機翼形狀，設計出了最佳的機翼剖面形狀和角度，以便獲得最大的升力。1903年，他們制造了人類歷史上第一架飛機——帶有發動機的“飛行者一號”，成功飛行了260米，拉開了人類動力航空史的序幕。 師問：剛才我們通過閱讀從飛鳥到飛機的相關資料，你了解了多少？誰能簡單說一說飛機的發明過程。 小組討論，選出代表匯報學生活動1 欣賞視頻 生舉手回答 生1：我也想像鳥兒那樣可以在天空中自由地飛翔。 生2：人怎樣才可以像鳥兒那樣飛起來呢？ 生3：鳥兒可以在天上飛，飛機也可以，它們之間有聯系嗎？ …… 了解本課主題 生舉手回答 生1：飛機是模仿了鳥的翅膀嗎？ 生2：飛機的機身和鳥的身體一樣，都是流線型的。 生3：鳥兒有尾巴，飛機有尾翼。 生4：鳥在飛的時候需要扇動翅膀，但是飛機機翼是不動的。 …… 閱讀資料，了解從飛鳥到飛機的過程 小組討論，組內交流，匯報 生：鳥類弧形的翅膀在飛行中起到了重要的作用。從達·芬奇的“撲翼飛行器”到李林塔爾根據鳥類的尾巴制造出的水平尾翼再加一個與之垂直的尾翼。再到萊特兄弟制造的人類歷史上第一架飛機——帶有發動機的“飛行者一號”。人類的飛翔夢終于實現了，人類正是通過模仿這種原理發明了飛機。活動意圖說明：通過視頻和圖片導入，引導學生觀察飛機和鳥，對比分析飛機模仿了鳥的哪些特征。指導學生閱讀資料，知道人類正是模仿了鳥類翅膀的構造，并利用其原理發明了飛機。環節二：實驗和表達交流教師活動2 1、師過渡：形態上模仿鳥和鳥的翅膀不足以讓飛機飛起來，飛機的最終發明離不開對鳥的弧形翅膀所蘊含的科學原理的研究。那同學們知道為什么鳥的弧形翅膀對飛行如此重要？請大家仔細觀察鳥的翅膀和飛機的機翼，看看他們的形狀有什么相似之處？ 課件出示 師引導：大家可以把飛機和鳥的翅膀形狀特點畫出來，再觀察。 師小結：說得非常準確，那這種上凸下平的形狀是怎樣讓飛機飛上天的呢？大家想不想通過實驗來驗證一下。 師：那就讓我們來制作一個機翼模型，通過實驗觀察它在氣流中產生的現象。 2、設計制作 師：我們先來選擇一下制作所需要的材料吧。 課件出示 師提示：材料中的鐵絲也可以換成繩子，我們還會用到膠帶用來固定。比如做成一個這樣的： 師：把它放在風扇前，打開風扇，觀察它在氣流中產生的現象。 課件出示 3、表達交流 師：請大家結合實驗中觀察到的現象，嘗試解釋飛機飛行的原理。 師解釋：大部分機翼上表面比下表面大很多。物理學家伯努利發現，液體或氣體流動的速度越大時，壓力就越小。氣流同時流經上凸下平的機翼上、下時，上表面因為距離長、氣流快，氣壓就小；下表面距離短、氣流慢，氣壓就大。這個壓力差給機翼升力。 師：下面我們來看一看飛機原理示意圖 課件出示 師：也就是說，上凸下平的結構在氣流中能夠獲得向上的升力。所以，研究原理也是仿生學的重要工作！ 師小結：仿生學不僅以生物的形狀、功能和結構等特征為模仿對象，還需要研究它們的原理，從而為工程技術提供更有價值的設計思想。學生活動2 小組討論，組內交流匯報 生1：我發現它們的形狀都是上凸下平的。 生齊答：想 從材料超市中選擇自己制作所需要的材料 小組合作，制作機翼模型 生舉手回答 生：我發現卡紙在慢慢上升。 小組討論，組內交流匯報 生1：原來上凸下平的結構在氣流中能夠獲得向上的升力！ 生2：我找到了飛機能夠飛起來的原理！ 活動意圖說明：制作一個機翼模型，通過實驗觀察它在氣流中產生的現象。 設計意圖：通過實驗，分享交流飛機飛行原理，總結飛機飛行原理，并了解什么是仿生學。
7.板書設計 鳥和飛機 飛機和鳥的飛行有什么相同和不同之處？ 閱讀：從飛鳥到飛機 實驗：機翼的升力 飛機飛行的原理：上凸下平的結構在氣流中能夠獲得向上的升力！
8.作業與拓展學習設計 課堂練習： 一、選擇題 1．仿生學是以生物（ ）和結構等特征為模仿對象。 A．形狀、大小 B．功能、重量 C．形狀、功能 2．飛機機翼的結構可以在氣流中產生（ ）的升力。 A．向上 B．向前 C．向后 3.飛機是靠（ ）產生的升力飛上天空的。 A. 機翼 B . 機身 C . 機尾 二、判斷題 1.解決飛機在飛行中保持平衡這一難題的科學家是萊特兄弟。（ ） 2.飛機的機翼是模仿鳥類弧形的翅膀制成的。（ ） 3.仿生學不僅以生物的形狀、功能和結構等特征為模仿對象，還需要研究 它們的原理。（ ） 4.飛機飛行時，機翼是靜止不動的，而鳥飛行時則需要上下扇動翅膀。（ ） 5.奧拓·李林塔爾設計了一種能撲動翅膀的“撲翼飛行器”。（ ） 【參考答案】 一、1.C 2.A 3.A 二、1. 2.√ 3.√ 4.√ 5. 作業布置： 請你課下在家里也做一個機翼模型，并把飛機飛行的原理講給家人聽。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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