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2（2023春）

第三单元 大自然的启示与发明

7.蝙蝠和雷达

【教材分析】

本课按照知识的逻辑关系设计了两个主要活动。活动1“蝙蝠捕食的奥秘”目的是通过观察、实验等活动，指导学生认识蝙蝠靠超声波进行捕食的过程。活动2“雷达与蝙蝠”目的是通过阅读、查阅资料等活动，指导学生认识雷达的工作原理及发明、发展的过程。应用与拓展“制作简易照相机”目的是通过制作、实验等活动，指导学生了解照相机与眼睛结构之间的关系，进一步认识某些科技发明与自然界中原型之间的关系。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、表达交流等科学探究能力；激发学生采用新的思路、新的方法、新的材料进行探究活动的兴趣；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。

本课重点是认识雷达的发明与蝙蝠捕食过程之间的关系。

【教学目标】

[科学观念]

1.能说出蝙蝠捕食的过程和雷达发现目标的过程及两者之间的区别和联系。

2.能举例说明很多发明可以在自然界找到原型。

3.能说出人类的好奇心和社会的需求是推动雷达的发明和相关技术发展的动力。

[科学思维]

1.能运用分析、比较、推理、概括等方法得出结论。

2.能对探究过程与结果进行反思与评价。

[探究实践]

1.能从蝙蝠捕食与雷达功能的相互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蝙蝠与雷达的相关信息。

3.能用科学语言、流程图、时间轴等方式记录整理信息，表述探究结果。

[态度责任]

1.能表现出对蝙蝠捕食和雷达功能浓厚的科学探究兴趣。

2.能尊重证据，以事实为依据作出判断。

3.能够大胆质疑，从不同角度提出研究思路，采用不同的方法进行科学探究。

4.能与他人分工合作、沟通交流，形成集体的观点。

【教师准备】

教学课件、超声波传感器、超声波测距仪、飞虫模型、雷达与蝙蝠的相关资料、制作简易照相机的材料与工具等。

【课时安排】2课时。

第一课时

（一）创设情境，提出问题

1.引导：蝙蝠能够在夜晚灵活地捕食昆虫，雷达能够远距离敏锐地捕获目标信息。对此你想知道什么呢？

2.提问：蝙蝠是怎样在夜晚捕食昆虫的？雷达捕获目标信息与蝙蝠捕食昆虫有什么相似之处？

（二）掌握方法，模拟实验

1.讲述：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，它就会在黑暗中乱撞。这说明蝙蝠在黑暗中飞行自如与眼睛无关，而是与它的双耳和嘴有关系。蝙蝠究竟是怎样在夜晚捕食昆虫的？让我们通过实验来寻找问题的答案吧！

2.观察：（出示超声传感器图片）引导学生观察超声传感器构造，认识超声传感器的发射探头和接收探头等。

3.讲解：（播放实验方法视频）讲解实验方法。

（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）前后移动小飞虫模型，观察数据的变化。

（3）遮挡超声波传感器，移动小飞虫模型，观察数据的变化。

4.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9页中。

5.汇报：指定小组代表汇报实验结果，其他学生进行补充。

（当小飞虫模型放置在传感器前方时，我们能够通过显示屏看到小飞虫模型到传感器探头的距离数据；当前后移动小飞虫模型时，我们发现小飞虫模型到传感器探头距离的数据，会随着小飞虫模型与传感器探头距离的变化而变化；当用胶带遮挡超声波传感器探头时，我们发现不管怎样移动小飞虫模型，显示器的数据都不会发生变化。）

6.小结：当传感器发射探头发射的超声波遇到小飞虫模型时，会将超声波反射回来，接收探头接收到反射回来的超声波后，会计算出小飞虫模型到传感器探头的距离。

（三）分析结果，得出结论

1.讨论：

（1）超声波实验与蝙蝠捕食有哪些相同点？

（2）根据实验结果，推想蝙蝠发现并捕食昆虫的过程。

2.引导：同学们已经有了自己的初步推想结果，你们的推想对吗？让我们一起查阅资料，了解科学家是怎样研究蝙蝠的，将科学家研究的结果用流程图记录下来。

3.阅读：学生在小组内阅读、分析教材中的资料，并将分析的结果记录在《科学学生活动手册》第9页中。

4.汇报：指定小组代表汇报自己的探究结论，其他学生认真倾听，并进行相互评价。

5.小结：蝙蝠在飞行过程中，能够从喉部发出一种人耳听不到的超声波，当这种超声波碰到飞行中的昆虫或前方的物体时，会反射回来传入蝙蝠耳内，它就能判断出食物或障碍物位置和大小了。

6.作业：课后搜集有关雷达的发明、发展及其工作过程的相关资料。

第二课时

（一）创设情境，提出问题

1.引导：（播放士兵使用雷达发现敌机的视频）同学们，你们知道士兵是通过什么仪器发现敌机的吗？关于雷达你想知道什么呢？

2.提问：雷达是利用什么科学原理发明的？是怎样工作的？与蝙蝠又有什么关系呢？

（二）处理信息，得出结论

1.引导：同学们课前通过书籍、期刊、网络等途径搜集了有关雷达的资料，下面以小组为单位阅读这些资料或教材28页的资料，然后按照雷达的发明与发展过程、工作过程对

3.汇报：指定学生代表汇报阅读结果，其他学生进行补充与评价。

4.讨论：

（1）科学家利用什么科学原理发明的雷达？雷达是怎样工作的？

（2）雷达与蝙蝠有什么异同点？它们之间有什么联系？

5.小结：蝙蝠使用超声波进行定位，雷达使用电磁波定位，两者从原理上虽然不完全一样，但是它们发现与定位目标的过程非常相似，因此人们普遍认为雷达是模仿蝙蝠发明的。不过，科学家发明雷达的时间比认识蝙蝠使用超声波定位的时间要早。这并不影响雷达与蝙蝠的相似关系。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，自然界的一些生物其实早已解决得非常完美，因此研究大自然能给人类很多启示。从某种程度上说，大自然是人类的老师！

（三）应用拓展，制作模型

1.引导：我们身边还有哪些发明能在自然界找到相似的原型呢？照相机的结构与眼睛的结构非常相似，让我们制作一台简易照相机来发现其中的秘密吧！

2.出示制作方法：

（1）在小纸盒的一端挖个孔，安装上凸透镜。

（2）去掉大纸盒的底，用双面胶粘上半透明纸（或毛玻璃）。

（3）将两个纸盒插接在一起。

（4）在光线稍暗的地方，将“镜头”朝着光线明亮的地方，移动小纸盒的前后位置，使其在半透明纸或毛玻璃上形成比较清晰的图像。

3.制作：学生制作简易照相机，并进行“照相”。教师巡回指导。

4.展示：学生先在小组展示自己制作的简易照相机，再在全班进行交流与评价。

5.小结：（出示眼睛的结构图）照相机的结构与眼睛的结构非常相似，凸透镜相当于眼睛的晶状体，盒子相当于眼球，半透明纸相当于眼睛的视网膜。可见，照相机也能够在自然界找到相似的原型眼睛。

【学习背景】

自古以来，自然界就是人类各种技术思想、工程原理及重大发明的源泉。种类繁多的生物经过长期的进化，使它们能适应环境的变化，从而得到生存和发展。人类运用双手和语言，在长期的生产实践中，使大脑获得了高度发展。人类运用聪明才智和灵巧的双手制造工具，从而在自然界里获得更大自由。人类的智慧不仅仅停留在观察和认识生物上，还能运用独有的思维能力，模仿各种生物进行科学设计。鱼儿有在水中游泳的本领，人们就模仿鱼类的形体造船，以木桨仿鳍。鸟儿有在天空自由飞翔的本领，人们就研究鸟的身体结构和飞行方式，设计和制造了人造飞行器。人类的很多发明创造，都能从自然界中找到相似的原型。这些发明与尝试，可以认为是人类仿生的先驱，是仿生学的萌芽。

学生已经知道了一些著名工程师和发明家的事迹，了解了他们的设计和发明过程，如鲁班发明锯等，且六年级学生已经具备了初步的逻辑推理能力。这些都为学生学习本课内容奠定了基础。

【教学后记】

8.生物的启示

【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】

[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。

[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。

[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。

[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。

【教学后记】

9.漂浮的船

【教材分析】

本课是在学生认识了仿生的基础上，进一步认识船的发展历程及常用材料的漂浮能力以及它们的用途。本课按照知识的逻辑关系设计了三个活动。活动1“物体的沉浮”目的是通过实验、观察等活动，指导学生认识不同材料的漂浮能力不同。活动2“改变物体的沉浮状态”目的是通过实验、观察等活动，引导学生认识改变物体沉浮状态的方法。活动3“各种各样的船”旨在通过阅读、讨论等活动，引领学生认识船的发展历程，分析船的构成材料、类型、结构与运载能力，从而加深对材料漂浮能力和主要用途的认识。应用与拓展“制作小木船”目的是通过设计、制作等活动，引导学生运用知识解决生活及制作过程中的实际问题。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；激发学生采用新的思路、新的方法、新的材料探究材料漂浮能力的兴趣；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。

本课重点是认识常用材料的漂浮能力以及它们的主要用途。

【教学目标】

[科学观念]

1.能说出浮在水面上的材料，漂浮能力强；沉在水底的材料，漂浮能力弱。

2.能举例说出改变某种物体浮沉状态的方法。

3.能说出船的主要发展历程和不同时期船的特点。

4.能说出船的发明在自然界中的原型，并能说出工程师利用哪些科学原理发明各种舰船的事例。5.能说出船的发明与发展改变了水上运输的状况，方便了人们的生产和生活。

[科学思维]

1.能运用分析、比较、归纳、概括等方法得出科学探究的结论。

2.能对探究活动进行反思与评价。

[探究实践]

1.能从船的漂浮状态与材料之间的联系中提出可探究的科学问题。

2.能制订比较完整的探究计划。

3.能通过实验、观察、查阅资料等方式获取相关信息。

4.能用科学语言、实验报告、记录表等方式记录整理信息，表述探究结果。

[态度责任]

1.能对材料的漂浮能力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.能采用新的思路、新的方法、新的材料设计材料漂浮能力的实验。

4.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】

大小、形状相同或质量相同的不同材料的物体（如塑料块、木块、金属块、海绵块、泡沫块、玻璃块、软陶泥块等）、水槽、水、抹布、托盘、各种船及船发展历程的资料或课件、制作小木船的材料（如冰糕棍、彩纸、乳胶等）。

【学生准备】

《科学学生活动手册》、笔等。

【课时安排】2课时。

第一课时

（一）创设情境，提出问题

1.引导：（出示小木船和大型轮船图片）生活中，我们见到过各种各样的船，有的是小船，有的是大型轮船······船是水路运输的主要工具，它能够运送大量货物或旅客，方便人们生活。

2.提问：这些船分别是用什么材料制造的？不同材料的船为什么都能够平稳地漂浮在水面上？

（二）探究发现，形成新知

1.认识不同材料的漂浮能力。

（1）提问：我们身边的物体都是由各种材料构成的，这些材料的漂浮能力有什么不同呢？

（2）讲解：（出示实验材料）我们把大小、形状相同或质量相同的不同材料的物体，分别轻轻地平放入水中（教师演示或视频演示实验方法），观察有什么现象。

（3）实验：学生在小组内进行实验，并将实验结果记录在《科学学生活动手册》第11页中。

（4）汇报：指定学生汇报实验结果，其他学生进行补充。

（5）讨论：浮在水面上和沉在水底的物体各是用什么材料制成的？我们能够得出什么结论？

（6）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.探究改变物体沉浮状态的条件。

（1）提问：软陶泥（金属片、橡皮泥）是沉在水底的，用什么方法能让它浮在水面上？

（2）设计：学生在小组内设计实验，形成统一的方案。

（3）汇报：指定小组代表汇报实验方案，其他学生进行补充或修正。

（4）引导：同学们设计出了很多实验方案，这些方案能让软陶泥浮在水面上吗？让我们通过实验进行验证。实验时，要注意以下几点：①小组成员分工合作；②按照实验方案，依次进行实验；③保持桌面清洁。

（5）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11页中。教师巡回指导。 

（6）汇报：指定学生代表汇报实验结果，其他学生进行补充与评价。

（7）讨论：分析实验方法与实验现象之间的联系，我们能够得出什么结论？

（8）小结：软陶泥沉在水底，是因为它的漂浮能力比较弱。为了使它浮起来，我们可以尝试以下方法：在不改变软陶泥轻重的情况下，可以改变它的形状，比如把软陶泥捏成碗形、船形或者盒形等。在软陶泥形状和体积不变的情况下，可以减少它的重量，比如挖空软陶泥块。在软陶泥体积、形状和轻重不变的情况下，可以借助于其他漂浮能力强的材料，比如将软陶泥粘在塑料泡沫板上。

（三）运用知识，拓展延伸

1.讨论：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？

2.汇报：指定学生代表汇报讨论结果，其他学生进行补充。

3.作业：课后搜集有关船的发展史的相关资料。

第二课时

（一）创设情境，明确任务

1.引导：通过实验，我们认识了材料的漂浮能力和改变物体沉浮状态的方法。人们运用这些知识，选择不同的材料和方法，制造出各种各样的船。

2.提问：船是怎样起源并发展的？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？

（二）掌握方法，阅读资料

1.讲解：阅读资料时，要快速浏览，找出资料中与问题有关的词句，并用笔勾画出来或做上标记。

2.阅读：学生阅读课前搜集的资料或教材中的资料，并将阅读结果记录在《科学学生活动手册》第11页中。

（三）汇报交流，得出结论

1.汇报：指定学生汇报阅读结果，其他学生进行补充和评价。

2.讨论：

（1）船是怎样起源并发展的？科技进步起到了什么作用？

（2）船的发展可以分为几个时期？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？

3.总结：船的发展可以分为四个时期：简单木船时期，代表船是独木舟；木质帆船时期，代表船是结构比较复杂的大型木质帆船；蒸汽机船时期，代表船是结构复杂的大型钢铁蒸汽机船；现代舰船时期，代表船是结构非常复杂，运载能力更强、技术更先进的各类潜艇和轮船。在这一发展过程中科学技术起到了巨大的促进作用。现代钢铁巨轮由于采用了新型的金属材料、复杂的船体结构和先进的造船技术，因此这些钢铁巨轮不仅能够浮在水面上，而且还能承载大量的货物。船的发展趋势是：材料由单一到多样，结构由简单到复杂，造船技术越来越先进，船的承载能力也越来越强。

（四）拓展应用，设计制作

1.引导；我们运用有关船的知识，来设计制作一艘小木船。比一比，看谁制作的小木船精致美观，承载的物体多。

2.讲解制作方法：

（1）制作船体。把冰糕棍照图排列在一起，然后用白乳胶或万能胶进行粘连。粘连时要均匀地涂抹胶水，并稍用力夹紧，以确保组成船体的冰糕棍能够紧密地粘在一起。

（2）安装桅杆。先确定摆放桅杆的位置，并用笔做好标记，再用胶水把冰糕棍粘成桅杆的形状。

（3）粘贴船帆。用厚塑料纸（或其他彩色纸）制作船帆，并粘贴在桅杆上。

（4）美化装饰。等胶水干透后，用彩色笔在船帆上绘制装饰图案。

3.制作：学生分组制作小木船。教师提示学生使用工具要注意安全。

4.展示：组织学生进行展示与评价。

5.思考：想一想，还能制作什么样的小木船？怎样提高它的承载力？

【学习背景】

材料一般都具有一定的性能，比如漂浮能力、导热性等。材料性能不同，用途也就不同。不同的材料具有不同的密度。材料的密度不同，材料的漂浮能力就不同。我们身边的物体一般都是由各种材料构成的。不同材料的物体放入液体中，有的会上浮，有的会下沉，还有的会悬浮不动，上浮和下沉不是平衡状态，因此最终只会出现三种平衡状态；漂浮、悬浮和沉底。影响物体沉浮状态的因素主要包括液体的密度、物体的密度。当物体处于平衡状态；悬浮时，物体可以悬浮于液体的任意位置，这时物体的密度等于液体的密度，物体的重力等于物体所受到的浮力；漂浮时，物体漂浮于液体表面，这时物体的密度小于液体的密度，物体的重力则等于物体漂浮时所受到的浮力；沉底时，物体的密度大于液体的密度，物体的重力则等于物体所受到的浮力加上物体所受到的支持力。当物体处于不平衡状态：上浮时，物体处于向上的运动状态，这时物体的密度小于液体的密度，物体的重力小于物体所受到的浮力；下沉时，物体处于向下的运动状态，这时物体的密度大于液体的密度，物体的重力大于物体所受到的浮力。人们可以使用多种方法来改变物体的浮沉状态，比如物体的质量不变，改变物体的体积，或者物体的体积不变，改变物体的质量等。材料的漂浮能力以及改变物体浮沉状态的方法可以广泛应用于生活之中，比如各种舰船、潜艇等。

学生已经知道了物体在水中会受到浮力，船形的物体容易浮在水面上；学生在前面的学习中研究过材料的导电性、导热性等性能，掌握了一些研究的方法，这些都为本课的学习奠定了基础。

【教学后记】

10.工程师的发明创造

【教材分析】

本课按照知识的逻辑关系设计了两个活动。活动1“工程师与发明家的发明创造”目的是通过查阅资料、观看视频等活动，指导学生认识国内外一些工程师和发明家利用科学原理发明创造的实例。活动2“屠呦呦与青蒿素”目的是通过搜集资料、整理资料等活动，引导学生了解屠呦呦发现并研制出青蒿素的过程，学习她为追求科学真理保持锲而不舍、知难而进的科学精神。应用与拓展“收集工程师与发明家的事例”目的是通过搜集资料等活动，引导学生进一步了解工程师与发明家利用科学原理进行发明创造的事例，感受发明创造给人类社会发展带来的深远影响。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；激发学生探究工程师和发明家进行发明创造的过程的兴趣；树立学生尊重证据、作出判断，能与他人合作学习、交流沟通，形成统一观点的科学态度。

本课重点是认识工程师与发明家利用科学原理进行发明创造的实例。

【学习背景】

工程师是指能够独立完成某一专门技术任务的设计、施工工作的专门人员。发明家是指能创造新装置、新设计或新方法，能更好地提高和影响人类生活水平，能推动人类社会发展，能在人类发明史上做出伟大贡献，在发明界有一定影响力的人物。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，他们基于科学原理的发明创造对人类发展进程产生了深远的影响。

之前，学生了解了很多工程师与发明家进行发明创造的事例，比如毕昇发明活字印刷术，蔡伦改进造纸术，钱学森制造出中国第一枚导弹，袁隆平培育出杂交水稻，瓦特改良蒸汽机，爱迪生发明留声机和电灯等。因此，六年级学生对工程师和发明家进行发明创造的事例并不陌生，这些都为学生学习本课奠定了基础。 

【教学目标】

[科学观念]

1.能举例说出工程师与发明家利用科学原理发明创造的事例。

2.能用自己的话说出屠呦呦在发明创造的过程中所体现的科学精神。

3.能说出人类的好奇和社会的需求是科学技术发展的动力，技术的发展和应用影响着社会的发展。

[科学思维]

1.能运用分析、比较、概括等方法得出结论。

2.能采用资料卡、记录表等方式呈现探究的过程与结果。

3.能对探究过程和结果进行反思与评价。

[探究实践]

1.能通过工程师与发明家进行发明创造的事例，提出可探究的科学问题。

2.能通过查阅资料、调查、案例分析等方式获取工程师与发明家发明创造的信息。

3.能用科学语言、资料卡、记录表、时间轴等方式记录整理信息，并表述探究结果。

[态度责任]

1.能对工程师与发明家进行发明创造的事例表现出浓厚的探究兴趣。

2.能采用新的思路、新的方法完成探究活动。

3.能与他人合作学习、交流沟通，综合考虑小组成员意见，形成集体的观点。

【教师准备】

工程师与发明家利用科学原理进行发明创造和屠呦呦发现并研制出青蒿素历程的资料或视频等。

【学生准备】

课前搜集工程师与发明家利用科学原理进行发明创造的资料、《科学学生活动手册》、笔等。

【课时安排】2课时。

第一课时

（一）提出问题

1.讲述：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。比如：毕昇发明了活字印刷术，蔡伦改进了造纸术，袁隆平培育出了杂交水稻，瓦特改良了蒸汽机，爱迪生发明了留声机和电灯……他们的这些发明创造对人类的发展产生了深远的影响。你知道工程师与发明家是怎样进行发明创造的吗？

2.提问：工程师与发明家利用什么科学原理进行了哪些发明创造？他们具有哪些科学精神呢？

（二）获取信息

1.引导：（出示工程师与发明家的图片）你认识这些工程师和发明家吗？他们取得了哪些成就？让我们通过书籍、期刊、网络、电视等途径搜集整理这些工程师与发明家利用科学原理进行发明创造的事例。

2.讲解：阅读资料时，要快速浏览，找出资料中与问题有关的词句，并用笔勾画出来或做上标记。如工程师或发明家的姓名、国家、身份，利用什么原理进行了哪些发明创造及对人类社会发展带来的影响。

3.阅读：学生以小组为

单位阅读、整理课前搜集的资料，并记录在《科学学生活动手册》第12页中。

4.呈现：（出示教材38-39页第一小组和第二小组案例）将整理的信息采用资料卡、图表等方式呈现出来。教师巡回指导。

（三）得出结论

1.汇报：指定小组代表汇报阅读结果，其他学生进行补充和评价。

2.讨论：

（1）这些工程师与发明家利用什么科学原理进行了哪些发明创造？

（2）这些发明创造给人类社会发展带来哪些深远影响？

3.小结：人类历史上出现了许许多多的工程师与发明家，他们的发明创造给人类社会发展带来了深远影响，有些重大的发明直接引发了科技革命，极大促进了人类社会的发展，比如瓦特利用能量转换的原理改良的蒸汽机，将人类带入工业时代；爱迪生利用材料的导电性、导热性等原理发明的电灯，将人类带入电气时代；冯·诺依曼利用存储程序和程序控制原理发明的计算机，将人类带入信息时代……

（四）应用知识

1.引导：为了让更多的人认识著名的工程师与发明家的研究过程，学习他们的科学精神，我们可以选择喜欢的工程师与发明家，将他们利用科学原理发明创造的事例，制成海报、图册或幻灯片，并在社区、学校进行宣传。

2.制作：以小组为单位，将工程师与发明家的事例，制成海报、图册或幻灯片。

3.展示：指定小组代表展示本组的活动结果，其他学生进行评价。

4.作业：

（1）课下在学校或社区宣传工程师与发明家的事例。

（2）课下搜集有关屠呦呦发现并研制出青蒿素历程的资料。

第二课时

（一）提出问题

1.引导：2015年，中国著名的药学家屠呦呦获得诺贝尔生理学或医学奖，理由是她发现了青蒿素，这种药品可以有效降低疟疾患者的死亡率。屠呦呦是第一位获得诺贝尔生理学或医学奖的中国本土科学家，也是第一位获得诺贝尔生理学或医学奖的华人科学家。

2.提问：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科学精神呢？

（二）获取信息

1.引导：课前，我们搜集了屠呦呦发现并研制青蒿素历程的相关资料，下面我们通过阅读、整理这些资料，来获取科学事实。

2.阅读：学生在小组内阅读、整理资料，并将阅读结果记录在《科学学生活动手册》第12页中。教师巡回指导。

（三）得出结论

1.汇报：指定小组代表汇报阅读结果，其他学生进行补充和评价。

2.讨论：

（1）屠呦呦是怎样利用科学原理进行发明创造的？

（2）我们向屠呦呦学习哪些科学精神？

3.总结：屠呦呦采用现代科学方法从中国历代2000个药方中，筛选出青蒿这种草药，并采用低沸点实验法原理，经过191次实验，终于发现了治疗疟疾的有效药物-青蒿素。我们要学习屠呦呦几十年如一日的执着追求的精神；永不放弃、坚韧不拔的探索精神；锲而不舍、知难而进的求真精神；勇攀高峰、敢为人先的创新精神；凝心聚力、团结一致的协作精神；勇于质疑、坚持真理的批判精神……

（四）交流评价

1.引导：同学们，“大自然的启示与发明”单元我们都学习了哪些内容？又有什么收获呢？让我们对本单元的学习情况进行反思与评价吧。

2.评价：小组交流，完成《科学学生活动手册》第13页的单元评价表。

【教学后记】