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    冀人版六年级下册科学第8课《生物的启示》教案

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    科学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

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    这是一份科学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,共4页。教案主要包含了教学重难点,教学准备等内容,欢迎下载使用。
    知识目标:1、了解苍耳种子的外形特点
    2、认识什么是仿生
    3、能举例说出几种仿生产品,并对仿生产品进行分类
    能力目标:在初步了解仿生的基础上,感知仿生学独特的研究方法,并在此基础上培养学生的想象能力和发明能力
    情感目标:1、对人们在生物启示下的发明创造,保持强烈的探究欲望
    2、培养学生亲近自然、热爱科学、勇于创新的科学态度
    二、教学重难点
    重点:通过苍耳启示下粘扣的发明,理解仿生的概念,介绍仿生产品
    难点:说出仿生产品模仿生物的哪些特点,了解仿生过程,尝试仿生设计
    三、教学准备
    PPT课件、苍耳种子、羊毛织物、尼龙粘扣、放大镜、教学视频等
    教学过程
    情景与问题
    上一节我们学习了蝙蝠与雷达,知道了人们利用蝙蝠声波定位发明了雷达,根据眼睛的结构发明了照相机,在自然界中还有很多生物有其独特的本领,如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,鸟儿能在空中自由地飞翔,苍耳的种子能够挂在动物的皮毛上,四处为家……
    那么,这些生物的独特本领能带个人们什么启示?根据这些启示又有哪些发明创造呢?
    这一节,我们一起来学习第8课生物的启示
    课题:8 生物的启示
    探究与发现
    苍耳的启示
    苍耳属一年生草本植物,常生长于平原、丘陵、低山、荒野路边、田边等。种子常粘附于家畜和人体上,故易于散布。(出示苍耳图片)
    实验探究:
    实验材料:苍耳种子、毛衣、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。
    现象:苍耳种子粘到羊毛织物上,不易掉下来
    想一想,苍耳种子的外形有什么特点?为什么粘到羊毛织物上不易掉下来?
    苍耳的种子呈长椭圆形,种子表层长有很多的刺,刺上有倒钩,这些刺很细,也很直。
    由于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。
    苍耳种子的这种特点能给我们什么启示呢?
    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
    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
    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?
    苍耳种子表面有倒钩,尼龙粘扣有两层,一层是倒钩面,一层是毛面。它们在结构上的相同点都具有倒钩。
    由此,我们能够得出什么结论呢?
    科学家受到了苍耳的启发,发明了尼龙粘扣这种生活用品
    播放视频
    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
    各种各样的仿生
    随着生产的需要和科学技术的发展,从20世纪50年代以来,人们已经认识到生物系统是开辟新技术的主要途径之一,自觉地把生物界作为各种技术思想、设计原理和创造发明的源泉。模拟生物不再是引人入胜的幻想,而成了可以做到的事实。
    蜂巢由一个个排列整齐的六棱柱形小蜂房组成,每个小蜂房的底部由3个相同的菱形组成,这些结构与近代数学家精确计算出来的--菱形钝角109°28',锐角70°32'完全相同,是最节省材料的结构,且容量大、极坚固,人们仿其构造用各种材料制成蜂巢式夹层结构板,强度大、重量轻、不易传导声和热,是建筑及制造航天飞机、宇宙飞船、人造卫星等的理想材料。
    青蛙的眼睛对活动的东西非常敏锐,对静止的东西却"视而不见"。仿生学家模仿青蛙的眼睛,发明了电子蛙眼,广泛应用在机场及交通要到上
    苍蝇的复眼包含4000个可独立成像的单眼,能看清几乎360°范围内的物体。在蝇眼的启示下,人们制成了由1329块小透镜组成的一次可拍1329张高分辨率照片的蝇眼照相机,在军事、医学、航空、航天上被广泛应用。
    五彩的蝴蝶锦色粲然,其后翅在阳光下时而金黄,时而翠绿,有时还由紫变蓝。科学家通过对蝴蝶色彩的研究,提出利用蝴蝶的色彩在花丛中不易被发现的道理,在军事设施上覆盖蝴蝶花纹般的伪装。根据同样的原理,后来人们还生产出了迷彩服,大大减少了战斗中的伤亡。
    蛋壳呈拱形,跨度大,包括许多力学原理。虽然它只有2mm的厚度,但使用铁锤敲砸也很难破坏它。建筑学家模仿它进行了薄壳建筑设计。这类建筑有许多优点:用料少,跨度大,坚固耐用。
    蜻蜓通过翅膀振动可产生不同于周围大气的局部不稳定气流,并利用气流产生的涡流来使自己上升。科学家据此结构基础研制成功了直升机。
    在自然界中,有许多生物都能发光,萤火虫是其中的一类。萤火虫发出的光不产生热,所以又被称为"冷光"。萤火虫发出冷光不仅具有很高的发光效率,而且发出的冷光一般都很柔和,很适合人类的眼睛。科学家根据对萤火虫的研究,创造了日光灯,使人类的照明光源发生了很大变化。
    科学家模仿人的器官及其作用,发明了机器人或机械手
    人们模仿海豚的形态,发明了海豚船,海豚船既能潜又能飞
    思考:仿生可以分为几种类型?仿生有什么作用?
    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。
    应用与拓展
    人工智能与仿生机器人
    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。
    “仿生机器人”是指模仿生物、从事生物特点工作的机器人。目前在西方国家,机械宠物十分流行,二十一世纪人类将进入老龄化社会,发展“仿人机器人”将弥补年轻劳动力的严重不足,解决老龄化社会的家庭服务和医疗等社会问题,并能开辟新的产业,创造新的就业机会。”
    仿生机器人具有生物和机器人的特点,可以从生物体上学习如自适应性、鲁棒性、运动多样性和灵活性等一系列良好的性能,但同时又比动物好操控,可以精准完成人类给出的指令。这两种特性的结合,使得仿生机器人在反恐防爆、抢险救灾、水下作业、探索太空等不适合由人来承担任务的环境中凸显出良好的应用前景。
    课堂小结:
    这节课我们通过对苍耳果实的观察和实验,发现苍耳种子表层长有很多的刺,刺上有倒钩,容易钩住衣服的绒面,科学家受苍耳种子的启发,研制出尼龙粘扣。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。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。尤其是仿生机器人的出现,使得在反恐防爆、抢险救灾、水下作业、探索太空等不适合由人来承担任务的环境中凸显出良好的应用前景。
    板书设计
    8 生物的启示
    苍耳的启示:尼龙粘扣的发明
    各种各样的仿生:海豚船、机器人、迷彩服、电子蛙眼等[来源:Z*xx*k.Cm]
    人工智能与仿生机器人

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