小学科学冀人版六年级下册第三单元《大自然的启示与发明》教案（2023春）

第三单元 大自然的启示与发明

7.蝙蝠与雷达

【教学目标】

[知识目标]能说出蝙蝠在夜间飞行自如的原因。

[能力目标]能说出蝙蝠与雷达之间的关系。

[情感目标]能对雷达的发明产生浓厚的探究兴趣。

【教学重难点】

[重点]认识蝙蝠是怎样在夜间飞行自如的。

[难点]了解雷达的工作过程。

【教学准备】

PPT课件、图片、视频资料、超声波传感器、超声波测距仪、飞虫模型等。

【教学过程】

（一）情境与问题

1.引导：蝙蝠居住在各类大、小山洞，古老建筑物的缝隙中，蝙蝠能够在夜晚灵活地捕食昆虫。雷达：白天黑夜均能探测远距离的目标，且不受雾、云和雨的阻挡，有一定的穿透能力。（出示图片）

4.提问：1.蝙蝠是怎样在夜晚捕食昆虫的？

2.雷达捕获目标信息与蝙蝠捕食昆虫有什么相似之处？

下面今天我们来学习一下第7课《蝙蝠与雷达》。

[设计意图]通过直观的看图片，加上老师的引导说明，能积极的调动学生的探究兴趣，并引出课题。

（二）探究新知

1.蝙蝠捕食的奥秘

（1）教师引导：18 世纪前后，科学家就曾做过实验，蒙上双眼的蝙蝠依然能够飞行自如，但是如果塞住蝙蝠的双耳、封住它的嘴后，它们就会在黑暗中乱撞。

（2）提问：为什么塞住蝙蝠的双耳和封住它的嘴后，它们就会在黑暗中乱撞？

讨论：小组内展开讨论

汇报：请小组代表发言

学生：蝙蝠的飞行可能与他们的耳朵和嘴有关。

让我们通过实验来寻找问题的答案。

（3）根据问题制定探究计划

实验材料：

超声波传感器、超声波测距仪、飞虫模型等。

实验方法：

1.打开仪器电源开关，将飞虫模型放置在传感器前方，观察显示的数据。

2.前后移动飞虫模型，观察数据变化。

3.遮挡超声波传感器，移动飞虫模型，观察数据变化。

教师出示实验过程图片，观察实验，将实验数据记录下来并填到《科学活动手册》上。

根据实验我们可以得出：

结论：超声波发射器向某一方向发射超声波，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器接收反射波，利用超声波测距仪可以计算出发射点距障碍物的距离。

教师：比较超声波实验与蝙蝠捕食有哪些相同点？根据实验结果，推想蝙蝠发现并捕食昆虫的过程。

谈论：学生小组搜集相关资料，以小组的形式展示汇报

教师出示蝙蝠发出超声波的全过程图片，根据图片叙述蝙蝠捕食昆虫的过程。

小结：蝙蝠在飞行时，会发出超声波，这些超声波碰到其他物体就会立刻反射回来，用耳朵接收到返回的信息，最后判断物体的位置。这种现象被称为“回声定位”

请同学们用流程图的形式将蝙蝠捕食的过程

流程图：尖叫发出超声波——物体反射超声波——耳朵接收超声波——判断距离捕食

2.雷达与蝙蝠

提问：雷达能够在很远的距离发现目标，它是利用什么科学原理发明的？

汇报：学生举手发言

教师：雷达是利用了“回声定位”原理发明的。

雷达是利用电磁波探测目标的电子设备。其工作过程是：雷达的发射机通过天线把电磁波射向空间某一方向，处在此方向上的物体反射碰到的电磁波，雷达天线接收此反射波，送至接收设备进行处理，提取有关该物体的某些信息。

思考：雷达与蝙蝠有什么异同点？它们之间有什么联系？

回答：工作原理相同，蝙蝠是靠嘴巴发射超声波的。雷达是用天线发出无线电波的。科学家通过研究蝙蝠发出的声波，遇到障碍物后，声波被反射回来，蝙蝠可以接受这种声波的原理，发明了雷达。

总结：像雷达这样，很多发明都能够在自然界找到相似的原型。雷达要解决的问题，自然界早已解决得非常完美，大自然能给人类很多启示！

[设计意图]用蝙蝠的捕食昆虫的过程，引出雷达的发明，教学也是一样，教师引导，学生自己发现知识和探究知识。

（三）拓展应用

3.制作简易照相机

4.引导：怎让我们查阅资料，了解照相机与眼睛结构的关系，制作一台简易照相机。

5.出示制作方法示意图

四、课后小结

像雷达这样，很多发明都能够在自然界找到相似的原型。雷达要解决的问题，自然界早已解决得非常完美，大自然能给人类很多启示！

【教学后记】

8.生物的启示

【教学目标】

[知识目标]能说出苍耳具有什么特点。

[能力目标]认识什么是仿生。

[情感目标]能对仿生的发明产生浓厚的探究兴趣。

【教学重难点】

[重点]认识什么是仿生。

[难点]生活中有哪些是仿生物品。

【教学准备】

PPT课件、放大镜、苍耳、毛衣、尼龙粘扣、视频资料。

【教学过程】

（一）情境与问题

7.引导：1948 年，瑞士工程师乔治跟朋友在山中打猎，身上粘满了一种草籽。他费了很长时间，才将这些草籽拔干净。出示苍耳的图片

8.提问：苍耳的种子为什么能够挂到身上？

它能给我们什么启示？

下面今天我们来认识一下《生物的启示》。

[设计意图]从根据科学家的情景提出问题，根据提出的问题引出我们这节课的课题。

（二）探究新知

1.苍耳的启示

（1）教师引导：苍耳的种子能够挂在动物的皮毛上和人的衣服上，四处为家。

（2）提问：苍耳在结构上有什么特点？为什么就能够挂在动物皮毛上和人的衣服上？

（3）根据问题制定实验

让我们选择苍耳种子或牛蒡果，通过实验进行研究。

实验（一）

实验材料：苍耳、毛衣和放大镜、

实验方法：

1.用放大镜观察苍耳种子和羊毛织物的特点。

2.将羊毛织物平放在桌面，把苍耳种子按在羊毛织物上。

3.向上拉起苍耳种子，观察有什么现象。

展示：请同学上台进行实验和观察实验现象，将实验现象记录在科学活动手册上。

汇报：请小组代表发言

学生：苍耳将衣服勾起来了

教师提问：1.苍耳种子的外形有什么特点？

2.为什么粘到羊毛织物上不易掉下来？

讨论：根据实验现象和放大镜的观察，同学们做出解释。

学生汇报；

小结：苍耳的种子呈长椭圆形，它的种子表层长有一些倒钩，这些倒钩很细，也很直。

因为苍耳的倒钩勾住了羊毛织物，所以不容易掉下来。

实验（二）

让我们选择尼龙粘扣，继续通过实验进行研究。

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。

展示：学生小组进行实验

注意：分工要合理，有进行实验操作的，有观察的，有记实验数据的。

学生汇报：

现象：上下两层不容易分开，将要扯开的部分，上层会带着下层向上隆起。

教师提问：1.苍耳种子与尼龙粘扣各有什么特点？

9.它们在结构上有什么相同点？

对比：根据两个实验的实验现象和记录的数据进行比较

学生汇报：

小结：苍耳种子有倒钩刺，

尼龙粘扣有两层，一层是勾面，一层是毛面。

结构上它们都有倒钩。

总结：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。仿生产品都能够在自然界找到相似的原型。

工业污染源，工厂在生产过程中，污水不加处理直接排放到河流，污染自然水域。

2.各种各样的仿生

教师引导：现在生活中的一些物品有的都是仿照其他生物发明的。

提问：那我们生活中有哪些物品是仿生的？

汇报：学生举手发言

出示常见的仿生发明的物品图片

仿生有什么作用，给人类带来了什么好处？

小结：仿生学的发展，加速了人类发明创造的进程。仿生技术的光荣使命就是为人类提供最可靠、最灵活、最高效、最经济的，最接近于生物系统的技术系统，为人类造福。

[设计意图]让学生自己做实验，在体验实验过程的乐趣中就学到了知识。

（三）拓展应用

9.人工智能与仿生机器人

10.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）与仿生机器人技术开始迅猛发展。从中选择一个感兴趣的话题，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，然后介绍给身边的人。

11.学生自己动手操作。

四、课后小结

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。仿生产品都能够在自然界找到相似的原型。

【教学后记】

9.漂浮的船

【教学目标】

[知识目标]能说出某些物品漂浮能力的强弱。

[能力目标]能简单的叙述船的发展过程。

[情感目标]能对船在水上漂浮产生浓厚的探究兴趣。

【教学重难点】

[重点]认识某些物品漂浮能力的强弱。

[难点]了解船为什么能在水上漂浮着。

【教学准备】

PPT课件、软陶泥、木头、塑料、铁、橡皮泥、水槽、图片、视频资料。

【教学过程】

（一）情境与问题

1.引导：（出示船的图片）观看以上图片，图片中的是什么？船是一种交通工具，也是水路运输的主要工具，它能够运送大量的货物或游客，方便人们生活。

2.提问：这些船分别用什么材料制造的？

不同材料的船为什么都能够平稳地漂浮在水面上？

下面今天我们来认识一下《漂浮的船》。

[设计意图]看水上飘着的船，加上教师提问，引出这节课的课题。

（二）探究新知

1.物体的沉浮

（1）教师引导：我们身边的物体由各种材料构成。把大小、形状相同或质量相同的不同材料的物体放入水中，观察有什么现象。

（2）提问：不同材料的物体，在水中的状态一样吗？

（3）根据问题设计实验

实验材料：大小相同的木头、塑料、铁、橡皮泥和水槽等

实验方法：

1.将大小相同的木块、塑料、铁和橡皮泥放入水中

2.观察它们会发生什么变化。

提问：你观察到了什么现象？

请小组之间进行实验，将实验现象记录下来，一会请学生汇报实验结果。

学生汇报：木头和塑料在水面上，铁和橡皮泥沉入水底。

教师：根据实验结果，我们可以得出什么结论？

讨论：学生小组内交流

学生汇报；

小结：像木头、塑料等浮在水面上的材料，漂浮能力强；像铁、橡皮泥等沉在水底的材料，漂浮能力弱。不同的材料漂浮能力不同。

2.改变物体的沉浮状态

引导：前面我们做了实验，知道了不同材料的漂浮能力不同，那我们能不能改变某种材料物品的漂浮状态呢？

提问：软陶泥沉在水底，用什么方法能让它浮在水面上？

讨论：小组之间展开讨论；

教师：根据不同材料的漂浮能力的强弱，可以利用其它材料。

汇报：请小组代表发言

小结：可以将软陶泥捏成船的形状，软陶泥就能浮在水面上。

1.向水里加盐，当水的密度大于软陶泥的密度时，软陶泥也能浮在水面上。

2.将软陶泥放在木块上，利用木块将软陶泥拖到水面上，因为木块的漂浮能力强。

想一想，浮在水面上的物体（如木块），用什么方法能增强其承载力？

小结：增大木块与水的接触面积。物体与水的接触面积越大，漂浮能力越强。

3.船的发展历程

教师引导：人们一开始就发明的船吗？根据什么启示发明的，一直到现在出现的轮船。

几千年前，古人利用木头的漂浮能力，模仿鱼的形状，制造出最简单的木船——独木舟。

出示不同时期的船的图片，教师做出介绍

提问：

1.船是怎样起源并发展的？科技进步起到了什么作用？

2.不同时期的船分别是用什么材料制造的？具有什么样的结构？

3.为什么钢铁造的轮船不仅能浮在水面上，还能装载大量货物？

总结：因为浮力的原因。虽然轮船是钢铁造的,可是它的内部是空心的, 根据阿基米德原理,浸在液体中的物体所受到的浮力大小等于它所排开的液体的重力,轮船体积很大,排开的水就很多,由于所受到的浮力等于“排开的水的重力”,于是浮力也就很大,当浮力等于“船的重力”时,轮船就可以浮在水面上。

[设计意图]教师提问引导，学生通过看课本查阅资料，自己探究问题的答案。

（三）拓展应用

12.制作小木船

13.引导：参考下面的方法，让我们使用同样的冰糕棍、彩纸等材料，制作一艘小木船。比一比，看谁制作的小木船精致美观，承载的物体多。

四、课后小结

像木头、塑料等浮在水面上的材料，漂浮能力强；像铁、橡皮泥等沉在水底的材料，漂浮能力弱。不同的材料漂浮能力不同。

【教学后记】

10.工程师的发明创造

【教学目标】

[知识目标]能说出工程师和发明家发明了什么。

[能力目标]能说出发明发明给人类社会带来的影响。

[情感目标]能对发明的发明产生浓厚的探究兴趣。

【教学重难点】

[重点]认识工程师和发明家们都发明了哪些东西。

[难点]能说出工程师和发明家发明的原理。

【教学准备】

PPT课件、图片、视频资料。

【教学过程】

（一）情境与问题

12.引导：（出示火车头和飞机的图片）图片中的物品都是发明家们经过不断地研究发明的。在人类历史的长河中，出现过许许多多著名的工程师与发明家，他们基于发明原理的发明创造对人类发展进程产生了深远的影响。

13.提问：工程师与发明家利用什么发明原理进行了哪些发明创造？

下面今天我们来认识一下《工程师的发明创造》。

[设计意图]由图片导入，学生对图片中的物品的发明产生探究兴趣，然后引出课题。

（二）探究新知

1.工程师与发明家的发明创造

（1）教师引导：观看以下图片，你认识这些发明家和工程师吗？。

（2）提问：这些工程师和发明家发明了什么？他们发明的物品依靠的是什么原理？

出示发明家和工程师的图片以及他们的发明

先让学生说出图片中是哪位发明家，在出示发明的物品之前，让学生猜一猜他们发明了什么？

出示图片，学生起立汇报。

学生：图片中是莱特兄弟。

学生：他们制造了飞机。

教师：那莱特兄弟制造飞机是依靠什么原理呢？

讨论：学生小组之间交流，通过查阅资料，电视，网络等方式。

学生汇报：利用伯努利原理，使机翼产生升力。

依次引导，出示瓦特、诺贝尔、爱迪生和冯·诺依曼等发明家，并说出他们发明的物品。

（3）我国的工程师和发明家有哪些呢？他们又发明了什么？

学生小组搜集相关资料，以小组的形式展示汇报

学生做出回答

出示我国发明家和工程师的图片（袁隆平、钱学森、茅以升和杨伟）

提问：以上的发明家们都发明了什么？

交流：小组之间交流。

汇报：请小组代表发言。

小结：袁隆平：研究杂交水稻，被称为“杂交水稻之父”。

钱学森：世界著名发明家，被誉为“中国航天之父”“中国导弹之父”。

钱学森的发明成就：

1.利用反冲以及雷达、红外制导的原理制造出中国第一枚导弹。

2.利用地球引力、无线通信等原理，制造出中国第一颗人造卫星。

茅以升：主持修建我国第一座公路铁路兼用的现代化大桥---"钱塘江大桥"。

杨伟：设计战斗机歼-20，中国新一代战斗机电传飞行控制系统的组织者和开拓者。

（4）选择喜欢的工程师与发明家，并用喜欢的方式进行记录。

小组内交流，设计记录的样式，

展示：将记录的发明家和工程师以小组的方式向其他学生展示。

（5）这些发明创造给人类社会发展带来了哪些影响？

交流：同学之间交流讨论

可以从以下几方面入手，精神方面，出行方面，通讯方面，社会方面，经济方面，国家方面等等。

学生汇报；

总结：1.大大提高了社会生产力。

2.促进了社会的和谐发展。

3.促进了人类文明的发展。

4.提高了人们的生活水平和生活质量。

5.促进了经济社会的发展，提高物质质量。

6.使国家更加繁荣、富强，人民更加富裕。

2.屠呦呦与青蒿素

教师引导：屠呦呦是怎样发现并研制出青蒿素的？我们应该学习屠呦呦哪些发明精神呢？让我们搜集资料，通过屠呦呦的科研历程进行探究。

探究屠呦呦研究青蒿素的过程。

观察图片了解过程。

提问：屠呦呦哪些发明精神值得我们学习？

谈论：同学之间先说一说。

汇报：请同学发言。

小结：1.敢于试错，迎难而上

2.敬畏传统，勇于创新

3 .艰苦努力，执着拼搏

14.团结合作，造就诺奖

提问：我国的四大发明有什么？

讲解：四大发明有造纸术、印刷术、指南针和火药。

[设计意图]老师主要引导学生，不要直接出示问题答案，这样可以调动学生学习的积极性。

（三）拓展应用

14.收集工程师与发明家的事例

15.引导：在选择喜欢的工程师与发明家，将他们利用发明原理进行发明创造的事例，制作成海报、图册或幻灯片，在社区、学校进行宣传。

16.任务：为你喜欢的发明家制作一张海报。

四、课后小结

莱特兄弟制造飞机。

爱迪生，发明了留声机和电灯，以钨丝作为灯丝。

瓦特：改良蒸汽机，利用能量转换原理，将热能转化为机械能。

屠呦呦研制出青蒿素。

【教学后记】