青岛版小学四年级下册科学第23课《生物的启示》教案教学设计

桂馥兰香

《生物的启示》教学设计
邹志勇  
【教材分析】
《生物的启示》是青岛版小学科学（五四学制）四年级下册《创新与发明》单元的第一课时。本课以学生研究葱叶的典型生活经验为切入点，通过构建模型，搜集有关仿生学的信息资料，使学生了解什么是仿生，怎样进行仿生，知道人们在生物的启示下进行的发明创造，培养学生亲近自然的情感和勇于创新的科学态度。
本课教科书分为三部分。第一部分问题与猜测，是通过观察葱叶，发现葱叶不容易弯曲，由此引发猜测与什么有关。第二部分探究与实践，有两个活动。活动一：研究圆筒结构的性能。教科书展示了同学研究圆筒结构的情境图，意在提示学生利用纸筒模拟葱叶结构，把一个纸筒像桥面一样架起来，然后往上面放小祛码，会发现圆筒结构不易弯折，平板结构易弯折。通过研究圆筒结构使学生发现，圆筒结构比平板结构的纸筒承受压力大，承重能力强。活动二：观察生物的特点，进行仿生设计。引导学生根据仿生的发明过程，尝试设计仿生产品。第三部分拓展与创新，提出拓展活动的两个指向。一是继续调查身边的仿生实例，了解人们是怎样模仿生物设计产品的。目的是加深学生对仿生的认识，培养学生搜集整理信息的探究能力。二是把仿生探究拓展到课外，使学生保持与发展想要了解世界，勇于尝试，乐于探索与发现周围事物奥秘的欲望。
教材活动的设计目的是让学生经历仿生的过程，了解仿生产品的研制过程，培养学生亲近自然的情感，激发学生向生物寻求智慧的兴趣。
【学生分析】
学生经过四年级的科学学习，学生已经学会了在教师的引导下，自主探究学习，前面的学习已经为本科的学习打下了基础，学生能够结合身边的实物，分析了解生物的特征和身边的实物的关系，让学生了解观察生活的重要性，明白科学来自生活。
【教学目标】
科学概念目标：
1.通过研究葱叶结构了解仿生过程；
2.认识什么是仿生。
科学探究目标：
1.能通过身边的事物制作简易的科学模型；
2.能根据生物特性尝试仿生设计；
3.能做简单的观察实验；
4.会查阅书刊及其他信息源。
科学态度目标：
1.培养学生勇于创新、愿意交流与合作的科学态度；
2.培养学生亲近自然、热爱科学的态度。
3.在小组学习过程中，学会自我评价尊重他人的想法的互相合作的科学态度。
科学、技术、社会与环境目标：
1.了解人们在生物的启示下进行的发明创造；
2.通过对仿生学的认识，意识到科学技术对人类社会的发展推动作用。
【重 难 点】让学生经历仿生的过程。
【器材准备】
学生准备：鲜葱叶、韭菜叶，纸、双面胶、硬币、剪刀。
教师准备：鲜葱叶、韭菜叶，纸、双面胶、硬币、剪刀、课件。
【教学过程】
一、导入新课：
1.[PPT 3-4 出示] 我们来看几幅图片好吗？看看这些图片和生活中的什么比较像?（播放）
学生观看图片，思考老师提出的问题。
学生通过观察思考并交流（根据植物叶子发明锯子，根据蘑菇发明伞等）。
二、学习新课：
[PPT  5 出示]人们正是受到了生物的启示，进行发明创造的，镜头我们就来研究一下仿生。
活动一：建立模型并对模型进行检验，使学生感受仿生的过程
1.[PPT 6 出示]设计方案：
师：刚才我们通过观察蛋壳和葱叶发现了，拱形的材料能承受很大的力量，筒形的材料不容易弯曲。
师：是不是同一种材料制成拱形就能承受很大的力量，制成筒形就不容易弯曲呢，你们想研究吗？
师：在每个组的桌子上我给同学们准备了一些材料，利用这些材料你们想怎样研究呢，先在小组里讨论出你们的实验方案。
学生利用教师准备的实验材料，在小组内讨论实验方案。
2.学生讨论并汇报：
师：你们想验证谁的特性，你们想怎样做？
师:我在和大家交流的过程中，发现了同学们都是设计了对比实验，那我想问问你们在做对比实验的时候要注意什么？
学生讨论并汇报：你们想验证谁的特性？你们想怎样做？
学生思考并汇报：在做对比实验时要注意哪些问题。
师：我还想提醒同学们在做对比实验的时候只有一个条件不同，其他的条件都要相同，下面各小组开始实验，在实验的同时填好实验记录表。
3.学生实验并汇报：
师：你们验证的是哪个问题?是怎么做的？发现了什么 ?结论是什么?
学生交流。
学生实验并汇报：你们验证的是哪个问题？是怎么做的？发现了什么？结论是什么？
师小结:通过实验同学们都发现了与平面材料相比，筒形材料不容易弯曲。（板书）
4.[PPT 7 出示]研究产品的开发：
师:在日常生中人们可以利用这些特性来解决一些实际问题，大家想一想，生活中有哪些物品是根据这一特性设计出来的呢？
学生思考，交流汇报。
[PPT 8出示]学生思考：这些产品在开发过程中经历了怎样的一个过程？
师：我们先是通过观察发现了生物的一些特性，然后又建立了模型对这些特性进行验证，并且根据验证的结果开发了一些产品，这样一个过程就是仿生。（板书）
与学生一起梳理仿生的过程，引导学生了解仿生的过程。
师：我们一起来设计一个仿生产品。（出示章鱼图片）
[PPT 9 出示]学生小组交流：根据章鱼的特点，可以设计哪些仿生产品？
教师出示课件，引导学生交流。
三、拓展延伸
[PPT 10-12 出示] 教师：哪些重大发明受到了生物的启示？
学生交流汇报。
[PPT 13 出示] 教师：想一想我们生活中还有什么仿生与动植物呢？
学生结合生活实际交流汇报。
教师总结。
【板书设计】
23、生物的启示
仿生过程：生物性能—建立模型—模型检测—开发产品
仿生学的发展及其在科学技术方面的应用。