小学科学冀人版 (2017)六年级下册第三单元 大自然的启示与发明第8课 生物的启示教学设计

冀人版科学（2017）六年级下册3.8《生物的启示》教案

【教材分析】

本课是在学生认识了很多发明都能够在自然界找到相似的原型，大自然能给人类很多启示之后，进一步引领学生认识什么是仿生。本课按照知识的逻辑关系设计了两个活动。活动1“苍耳的启示”目的是通过实验、观察等活动，指导学生认识什么是仿生；活动2“各种各样的仿生”旨在通过搜集资料、观察等活动，引导学生认识仿生的类型、特点及其作用。应用与拓展“人工智能与仿生机器人”目的是通过查阅资料、搭建仿生机器人等活动，引领学生了解人工智能（AI）与仿生机器人的飞速发展。通过本课的学习，培养学生提出问题、搜集证据、处理信息、得出结论、表达交流、反思评价等科学探究能力；激发学生探究仿生产品的兴趣；帮助学生树立尊重证据、实事求是，愿意与他人合作探究、沟通交流，形成集体观点的科学态度。

本课的重点是认识什么是仿生，以及仿生的类型、特点及作用。

【教学目标】

(1)科学观念：1．能说出粘扣与苍耳种子在结构上的相同点。2．能用自己的话说出什么是仿生。3．能列举2-4种仿生产品。3．能说出人类的好奇心和社会的需求是推动仿生技术发展的动力。4．能说出仿生产品方便了人类的生活，提高了工作效率。

(2)科学思维：1．能运用分析、比较、推理等方法得出结论。2．能采用实验报告、幻灯片等方式呈现探究的过程与结论。3．能对探究活动进行反思与评价。

(3)探究实践：1．能从生物体的结构与功能之间的联系中提出可探究的科学问题。2．能通过观察、实验、查阅资料等方式获取粘扣等仿生物品的信息。3．能用科学语言、记录表等方式记录整理信息，表述探究结果。

(4)态度责任：1．能对仿生的过程和类型表现出浓厚的探究兴趣。2．能尊重证据，以事实为依据作出判断。3．能与他人合作学习、沟通交流，综合考虑多人意见，形成集体的观点。

【教师准备】

苍耳或牛蒡果、羊毛织物、尼龙粘扣、放大镜、各种仿生资料及课件等。

【学生准备】

课前搜集各种仿生的资料、《科学学生活动手册》、笔等。

【课时安排】1课时。

【教学过程】

（一）创设情境，提出问题

1．引导：自然界中的生物有许多独特的本领：人手能够灵活地拾取细小的物品；鱼儿能够在水中自由地游泳；苍耳的种子能够挂在动物的皮毛上，四处为家……

2．提问：苍耳的种子为什么能够挂到动物的皮毛上？它能够给人们什么启示呢？

（二）探究发现，形成新知

1．研究苍耳种子的特点。

（1）掌握方法。

①讲解：A.用放大镜观察苍耳种子和羊毛织物的特点。B.将羊毛织物平放在桌面，把苍耳种子按在羊毛织物上。C.向上拉起苍耳种子，观察有什么现象。

②注意事项：学生可轮流测试；活动要安静、有序。

（2）实验观察。

学生按要求分组进行实验，将观察到的现象记录在《科学学生活动手册》第10页中。教师巡回指导。

（3）得出结论。

①汇报：指定学生汇报活动的结果，其他学生进行补充与评价。

②讨论：想一想，苍耳种子的外形有什么特点？为什么能粘到羊毛织物上不易掉下来？能给我们什么启示？

③小结：苍耳种子上的刺有倒钩，很容易钩住织物上的纤维，因此不容易掉下来。

2．研究尼龙粘扣的特点。

（1）引导：你见过尼龙粘扣吗？它与苍耳结构有什么相同之处？让我们通过实验进一步探究吧。

（2）讲解实验方法：①用放大镜观察粘扣上下两层的特点。②将尼龙粘扣上下层对齐，按压，并平放在桌面。③向上拉起粘扣上层，观察有什么现象。

（3）实验：学生分组进行实验，并将实验结果记录在《科学学生活动手册》第10页中。教师巡回指导。

（4）汇报：指定学生汇报活动的结果，其他学生进行补充。

（5）讨论：苍耳种子与尼龙粘扣各有什么特点？它们在结构上有什么相同点？

（6）小结：像粘扣这样，通过模仿某一生物的结构、功能、行为等特征，来发明创造新产品的科学方法就是仿生。鲁班根据锋利的锯齿形叶子发明锯子，这也是仿生。仿生产品都能够在自然界找到相似的原型。

3．认识各种各样的仿生。

（1）提问：生活中有许多科技产品都是仿生，那么仿生有几种类型？仿生又有什么作用呢？

（2）阅读：学生在小组内阅读课前搜集的资料或教材32页的资料，并进行整理。教师巡回指导。

（3）汇报：指定小组代表汇报阅读结果，其他学生进行补充或修正。

（4）讨论：这些仿生产品分别模仿的什么生物？它们模仿了生物哪个方面的特点？仿生可以分为几种类型？仿生有什么作用？

（提示：对于不同的观点，我们不要急于下结论，要学会尊重证据，通过科学的方法反复求证，以事实为依据作出合理的判断。）

学生小组讨论，将讨论的结果记录在《科学学生活动手册》第10页中。

（5）小结：常见的仿生有形态仿生、功能仿生、结构仿生、色彩仿生等。仿生学的发展，加速了人类发明创造的进程。

（三）运用知识，拓展延伸

1．引导：人脑具有极强的逻辑思维能力，不同的生物有不同的结构与功能，能够完成不同的任务。现在，人工智能（AI）与仿生机器人开始了迅猛发展。请你从中选择一个感兴趣的话题，课下查阅有关资料，制作一份幻灯片，或者动手搭建一个仿生机器人。

2．制作：学生阅读有关仿生机器人的资料，并制成幻灯片，或者动手搭建一个仿生机器人。（建议课下完成）

3．展示：教师择机组织学生进行作品展示与评价。

【学习背景】

通过模仿某一生物的结构、功能、行为等特征，来发明创造新产品的科学方法就是仿生。仿生产品都能够在自然界找到相似的原型。自然界中各种各样的生物，在亿万年的自然进化中，不仅已经完全适应自然环境，而且业已接近完美。因此，这些生物所具有的独特结构与功能，其实比很多人工制造的机械都优越得多。仿生学属于生物科学和技术科学之间的一门综合科学，它涉及生物学、物理学、控制论、工程学等学科领域。仿生学主要通过观察和研究生物体的结构、功能和工作原理，并将这些研究成果移植于工程技术之中，从而不断创造新的技术，发明性能更为优越的仪器和设备。自仿生学诞生，至今不到两百年的时间，就已经取得了非常显著的成就。可以说，仿生学的诞生，开辟了独特的技术发展道路，它大大开阔了人们的眼界，显示出极强的生命力。

仿生在生活中的应用非常多，比如尼龙粘扣、鱼形船、甲壳虫汽车、机器人、迷彩服等。因此，六年级学生对仿生产品并不陌生，但他们缺乏对仿生产品进行有目的的观察和研究，不清楚仿生的含义、类型及作用。在学习本课之前，学生已经知道了锯子、雷达、照相机等很多发明可以在自然界找到相似的原型，也认识到这些发明极大促进了人类社会的发展，这些都为学生进一步构建仿生知识奠定了基础。