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；工程設(shè)計與物化 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 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)識設(shè)計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，應(yīng)用創(chuàng)造性思維的基本方法提出多種設(shè)計方案，基于批判性思維評價并優(yōu)化設(shè)計方案。 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)計和制作。 5.樂于嘗試多種設(shè)計方案，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。
單元課時設(shè)計 5課時
一、單元學(xué)習(xí)主題分析（體現(xiàn)學(xué)習(xí)主題的育人價值）
主題名稱 大自然里的老師
單元設(shè)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(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”課程學(xué)習(xí)來看，在一、二年級學(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手、動腦科學(xué)實(shí)踐活動，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）和動物（鳥翼結(jié)構(gòu)與飛機(jī)設(shè)計）兩個維度呈現(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，通過設(shè)計仿生空投包，完成“問題分析—原理提煉—創(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，他們往往感到困難，暴露出學(xué)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(jī)時，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力學(xué)原理。 從知識儲備來看，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（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)計與制作過程；學(xué)會實(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)識到技術(shù)發(fā)明對社會發(fā)展的重要性，樹立正確的科技價值觀。
三、學(xué)習(xí)活動/任務(wù)設(shè)計（指向?qū)W習(xí)目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的活動與體驗(yàn)）
第1課時 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)計意圖：學(xué)生分組，利用細(xì)銅絲、動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“身邊的仿生學(xué)” 觀察大自然里的動植物，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。 設(shè)計意圖：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)會給人類社會發(fā)展帶來深遠(yuǎn)的影響和變革。
第2課時 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)計意圖：通過導(dǎo)入活動引出課題。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 任務(wù)6 名稱：導(dǎo)入和小組討論 情境導(dǎo)入 問題：要設(shè)計一個合格的空投包，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)計意圖：通過導(dǎo)入活動，講述飛機(jī)空投物資的場景，引出設(shè)計空投包的任務(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，并分工合作初步制作空投包模型，在設(shè)計制作過程匯總，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(lǐng)，學(xué)生可以由此進(jìn)行思考，解決空投包設(shè)計制作中的難點(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 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。學(xué)生分組選擇一種生物原型，設(shè)計實(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)？制作空投包時有哪些可以借鑒的地方？ 設(shè)計意圖：小組匯報實(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)計中的應(yīng)用價值。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。
第5課時 任務(wù)11 名稱：完成空投包設(shè)計 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)計并配上文字說明。 設(shè)計意圖：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)計方案，畫出設(shè)計圖并標(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)計后，對照設(shè)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(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)計進(jìn)行調(diào)整時，要及時在設(shè)計圖上做好記錄。 設(shè)計意圖：設(shè)計完成后，進(jìn)入實(shí)際制作環(huán)節(jié)，學(xué)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(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：開一個發(fā)布會，向全班同學(xué)展示自己的成果。匯報時要講清自己小組研究設(shè)計的思路和全過程。 設(shè)計意圖：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，使學(xué)生在獲得滿滿成就感的同時，也鍛煉了歸納總結(jié)、表達(dá)交流的能力。
四、單元學(xué)習(xí)評價設(shè)計
評價要素 針對單元整體描述
評價內(nèi)容 第1課時：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，積極動手操作，嘗試實(shí)現(xiàn)粘連。 第2課時：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，并制作一個機(jī)翼模型來驗(yàn)證這種升力。 第3課時：空投包的仿生原型 1.通過調(diào)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(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：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：我們的空投包 1.設(shè)計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)計制作過程中，要綜合運(yùn)用所學(xué)的仿生學(xué)知識和技能，有創(chuàng)新意識和解決實(shí)際問題的能力。
評價指標(biāo) 第1課時：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)計小發(fā)明的活動，培養(yǎng)模仿生物的構(gòu)造或功能進(jìn)行發(fā)明和創(chuàng)造的意識和能力。 探究實(shí)踐：學(xué)會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：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(xué)觀念：通過調(diào)查研究，了解動植物解決安全降落問題的方法；認(rèn)識到仿生學(xué)在實(shí)際設(shè)計中的應(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：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)計驗(yàn)證防震效果的對比實(shí)驗(yàn)，會根據(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：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。 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，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。
評價方法 課上評價 1.教師激勵評價 2.學(xué)生自我反思評價 3.成果展示，學(xué)生互評：贊賞性評價和質(zhì)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(yè) 2.單元測試
五、單元作業(yè)設(shè)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(shè)計是（ ） 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，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，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，沒有利用防震知識的是（ ） A.跳遠(yuǎn)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(jī)飛行時，機(jī)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(fā)明尼龍搭扣是人類發(fā)明史上一個典型的仿生學(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，可以增加著地時的緩沖效果。（ ） 7.模仿青蛙的游泳姿態(tài)，人們學(xué)會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(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，空氣流動速度較快，壓強(qiáng)?。幌卤砻孑^平，空氣流動速度較慢，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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5課時教學(xué)設(shè)計
課題 我們的空投包
課型 新授課 章/單元復(fù)習(xí)課□ 專題復(fù)習(xí)課□ 習(xí)題/試卷講評課□ 學(xué)科實(shí)踐活動課□ 其他□
1.教學(xué)內(nèi)容分析 本課是本單元的最后一刻，作為單元的總結(jié)課，學(xué)生將在本課完成空投包的制作和成果檢驗(yàn)。從學(xué)生在模擬實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的新的想法出發(fā)，經(jīng)過小組商議，完成空投包的設(shè)計，很好地保護(hù)了學(xué)生的探究欲，啟發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)造性思維。設(shè)計完成后，進(jìn)入實(shí)際制作環(huán)節(jié)，學(xué)生分工合作，動手制作空投包，鍛煉了他們的動手探究能力。
2.學(xué)習(xí)者分析 學(xué)生終于可以親自檢驗(yàn)自己從原理探究到設(shè)計制作的實(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，使學(xué)生獲得滿滿成就感的同時，也鍛煉了歸納總結(jié)，表達(dá)交流的能力。
3.學(xué)習(xí)目標(biāo)確定 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。 探究實(shí)踐：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。 態(tài)度責(zé)任：通過不斷改進(jìn)空投包的設(shè)計，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。
4.學(xué)習(xí)重點(diǎn)難點(diǎn) 重點(diǎn)：通過學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠?qū)φ赵O(shè)計圖紙，分工合作，完成空投包的制作。 難點(diǎn)：通過在戶外開展空投包的降落實(shí)驗(yàn)競賽，促使各組學(xué)生不斷改進(jìn)和完善設(shè)計方案，讓學(xué)生體會到科學(xué)的發(fā)展不是一蹴而就的，而是一個不斷探究，探索的過程。
5.學(xué)習(xí)評價設(shè)計 評價內(nèi)容評價指標(biāo)表現(xiàn)程度自評互評師評☆☆☆☆☆☆設(shè)計空投包能夠綜合運(yùn)用，通過探究掌握的生物原型的防震原理，設(shè)計空投包的制作方案。能基本能不能制作空投包對照設(shè)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(zhì)量、體積等數(shù)據(jù)。能基本能不能實(shí)驗(yàn)檢測空投包能夠通過實(shí)驗(yàn)檢測空投包的實(shí)用性，不斷改進(jìn)并完善空投包的設(shè)計。能基本能不能學(xué)習(xí)收獲
6.學(xué)習(xí)活動設(shè)計 教師活動學(xué)生活動環(huán)節(jié)一：設(shè)計、制作教師活動1 一、新知導(dǎo)入 1.課件出示 師問：大家還記得這些生物原型嗎？ 師問：那你們還記得我們根據(jù)這些生物原型制作的簡單的模型，來進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)嗎？誰來說說看。 師小結(jié)：大家說得非常好，我們前面進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了不同生物原型的幾種防震原理，通過對多種模型的防震原理和保效果進(jìn)行了反思和總結(jié)，那大家想不想做一個真正的空投包呢？ 2.揭示主題 師：我們今天的主要任務(wù)就是完成空投包的設(shè)計。 課件板書：我們的空投包 二、設(shè)計 1、提出交流設(shè)想 課件出示 師：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)計并配上文字說明。 師小結(jié)：大家說德非常好，下面就請大家以小組為單位，對同學(xué)們提出的設(shè)想進(jìn)行改進(jìn)，完成自己小組的空投包設(shè)計方案。 2、完成設(shè)計方案 師提示：在設(shè)計方案中要畫出空投包的設(shè)計圖紙，標(biāo)注每個部件的設(shè)計尺寸和使用材料，標(biāo)明必要的制作方法。 完成設(shè)計方案的同時還要思考，這樣設(shè)計的優(yōu)點(diǎn)，存在的問題，怎樣想辦法去解決這些問題。 可以參照這樣的一個表格進(jìn)行設(shè)計 課件出示 3、領(lǐng)取制作材料 師：下面我們先來認(rèn)識一下材料超市里的材料，看看你的設(shè)計里需要哪些 課件出示 師：選好材料后，要在這個表里記錄一下。 課件出示 師：有了想法和思路，就請各小組一起完善空投包的設(shè)計方案吧。 課件出示 師根據(jù)1組的分享，進(jìn)行總結(jié) 師：下面我們就一起來看看第1小組的空投包設(shè)計吧 課件出示 師小結(jié)：第1小組，設(shè)計得非常合理，他既考慮到了空投包安全著陸的問題，同時還考慮到了空投包的密封性。那就請大家根據(jù)自己小組的設(shè)計方案進(jìn)行制作吧。 師：這是第2小組做的空投包 課件出示 師：如果制作過程中因?qū)嶋H情況需要對設(shè)計進(jìn)行調(diào)整時，要及時在設(shè)計圖上做好記錄。 三、制作 師：在小組討論完成設(shè)計后，對照設(shè)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(zhì)量、體積等數(shù)據(jù)。 師提示：制作的過程中使用工具要注意安全。 學(xué)生制作，老師巡視指導(dǎo)并進(jìn)行必要的提示學(xué)生活動1 生齊答：記得 生舉手回答 生1：我們通過蒲公英模型實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了可以減慢下降的速度，來實(shí)現(xiàn)安全著陸。 生2：我們還通過貓爪肉墊模型實(shí)驗(yàn)，知道了可以通過增加緩沖效果來檢驗(yàn)防震效果。 生3：通過椰子模型，驗(yàn)證了增強(qiáng)保護(hù)力度也可以加大防震效果。 生4：還有翅果模型，因?yàn)樗芯薮蟮某岚?，減慢了下降的速度，所以能實(shí)現(xiàn)安全著陸。 生齊答：想 了解本課主題 小組討論，組內(nèi)交流匯報 生1：空投包外面加上海綿，就可以起到保護(hù)作用 生2：是不是可以用玻璃線來代替普通的繩子，這樣可以減小阻力。 ...... 小組討論，組內(nèi)交流匯報 組1分享 欣賞第1小組的設(shè)計方案，感受設(shè)計的過程和結(jié)果 第2小組分享設(shè)計方案 小組合作完成空投包的制作 活動意圖說明：復(fù)習(xí)上節(jié)課做的實(shí)驗(yàn)，啟發(fā)學(xué)生綜合運(yùn)用生物原型的防震原理對空投包的設(shè)計進(jìn)行創(chuàng)新性思考，設(shè)計制作方案。通過小組分工合作，并根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整，完成空投包的制作。環(huán)節(jié)二：實(shí)驗(yàn)和表達(dá)交流教師活動2 師過度：各小組都已經(jīng)完成了自己的空投包制作，那我們的空投包從規(guī)定的高度落下后，能否保護(hù)空頭的物資安全著陸呢？教室的空間是有限的，我們?nèi)敉膺M(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢測一下，怎么樣？ 1、實(shí)驗(yàn) 師：為了使我們的空投包制作得更嚴(yán)謹(jǐn)，我們還需要測量空投包的質(zhì)量、體積、以及所需要的拆解時間等數(shù)據(jù)，還要檢測空投包能否安全著陸，以及對里面物資的保護(hù)效果如何。所以大家要把這些數(shù)據(jù)填入到這個空投包項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)記錄表里 課件出示 師強(qiáng)調(diào)：為了保證實(shí)驗(yàn)的安全性，我們要注意幾個問題：一、實(shí)驗(yàn)時應(yīng)采取足夠的安全保護(hù)措施。二、實(shí)驗(yàn)時應(yīng)注意安全，防止意外沖撞。三、實(shí)驗(yàn)時不可相互打鬧。四、不可在沒有防護(hù)欄桿或者防護(hù)欄桿不夠牢固的地方進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 學(xué)生小組合作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，老師巡視指導(dǎo)，并注意存在的安全隱患。 師：實(shí)驗(yàn)過程中如果發(fā)現(xiàn)空投包存在一些問題，我們要想辦法去解決問題，然后繼續(xù)改進(jìn)和完善我們的空投包，并再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這樣，我們制作的空投包才會滿足我們的要求，是一個真正可以使用的空投包。 2、交流 師：我們設(shè)計制作的仿生空投包成功了嗎？開一個發(fā)布會，向全班同學(xué)展示自己的成果。匯報時要講清自己小組研究設(shè)計的思路和全過程。 課件出示 師小結(jié)：經(jīng)過改進(jìn)，完成了空投包的制作?？茖W(xué)、技術(shù)、工程，都是在科學(xué)家、發(fā)明家、工程師們一次又一次的不懈努力中取得不斷進(jìn)步。希望大家在課后繼續(xù)研究，爭取制作更好的空投包。學(xué)生活動2 生齊說：好 學(xué)生到戶外進(jìn)行空投包的實(shí)驗(yàn)檢測 小組分工合作，完整地記錄空投包的下落時間、所需拆解的實(shí)際及物資是否完好。 學(xué)生以小組為單位，展示自己小組制作的空投包，并交流設(shè)計思路和制作過程以及改進(jìn)和完善的過程。 活動意圖說明：組織學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)來檢測制作的空投包的防震效果，引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)新問題，進(jìn)一步改進(jìn)和完善空投包的設(shè)計，并通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行再次檢驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，及時組織學(xué)生對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析、理清實(shí)驗(yàn)思路，對整個實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行總結(jié)。通過召開發(fā)布會的活動，鼓勵學(xué)生展示自己的實(shí)驗(yàn)成果，獲得實(shí)驗(yàn)成功的成就感，同時也鍛煉展示成果時的語言表達(dá)能力。
7.板書設(shè)計 我們的空投包 設(shè)計：空投包的設(shè)計要配上文字說明 制作：對照設(shè)計圖紙，分工合作，并測量空投包的質(zhì)量、體積等數(shù)據(jù)，進(jìn)行調(diào)整時，要及時在設(shè)計圖上做好記錄 實(shí)驗(yàn)：修改完善后再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
8.作業(yè)與拓展學(xué)習(xí)設(shè)計 課堂練習(xí)： 一、選擇題 1．制作空投包時，下列材料中可以作為最佳內(nèi)襯的是（ ）。 A . 皺紋紙 B . 硬紙板 C . 海綿 2．小明同學(xué)在自己設(shè)計的空投包底部用透明膠帶固定了一些輕質(zhì)彩泥，你認(rèn)為他的主要目的是（ ） A . 減慢降落速度 B . 減少拆解時間 C . 減緩沖擊力度 3 . 關(guān)于空投包的制作，下面說法不正確的是（ ）。 A . 在制作過程中不能對設(shè)計進(jìn)行調(diào)整，等實(shí)驗(yàn)完成后才可以修改 B . 空投包制作完成后，還需要把空投包的質(zhì)量、體積等數(shù)據(jù)記錄下來 C . 制作空投包，既要有分工，同時又要有合作 二、判斷題 1.實(shí)驗(yàn)的結(jié)果沒有達(dá)到任務(wù)目標(biāo)時，需要繼續(xù)完善我們的空投包，修改完善后不需要再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)了。（ ） 2.樓上同學(xué)實(shí)驗(yàn)時一定要注意安全，不要亂跑，更不能相互打鬧，防止意外沖撞，并且采取足夠的安全保護(hù)措。（ ） 3.空投包最重要的作用是保證空投物資安全著陸。（ ） 4.設(shè)計空投包時，可以在包裹外繪制蝴蝶結(jié)，既是標(biāo)志，又很醒目。（ ） 5.空投包制作得越大越好，這樣可以裝很多物品。（ ） 【參考答案】 一、1.C 2.C 3.A 二、1. 2.√ 3.√ 4.√ 5. 作業(yè)布置： 你在家也和家人做一個仿生空投包吧，并向家人講一講你的設(shè)計思路和全過程。
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