17生物的启示

17生物的启示

招远北关实验学校 杨亚芹

一、课题：生物的启示

二、教学目标：

1.能提出进行探究活动大致思路；能用简单的器材做简单的观察实验；能制作简单科学模型；会查阅书刊及其他信息源。

2.培养学生亲近自然，热爱科学、勇于创新的科学态度；愿意合作与交流；认识到科学是不断发展的；乐于用学到的知识改善生活；关心日常生活中的科技新产品、新事物；关注与科学有关的社会问题。

3.了解仿生过程，使学生认识到什么是仿生，尝试仿生设计，了解人们在生物的启示下进行的发明创造。

三、教学重难点及突破措施

重点：了解仿生过程，使学生认识到什么是仿生，尝试仿生设计，了解人们在生

物的启示下进行的发明创造。

难点：能提出进行探究活动大致思路；能用简单的器材做简单的观察实验；能制

作简单科学模型。

突破措施：采用科学实验的方法。

四、教学时间

两课时

五、教学准备

1.让学生进行课前调查和查阅有关飞机、雷达的资料为课堂探究做准备。

2.小组准备8条新鲜葱叶。

3.教师准备：白纸6张、钩码2盒。

六、教学过程：

第一课时

一、导入活动

师：本节课开始我们先来欣赏一段影片————《蜘蛛侠》， 刚才我们欣赏的

这段影片中主要的一个人物是谁呢?

生：蜘蛛侠

师：你们喜欢蜘蛛侠这个人物吗?

生：喜欢

师：你知道蜘蛛侠的秘密武器是什么吗？

生：吐丝

师：难道世界上真的有人会吐丝吗?

生：没有

师：只有哪种动物才具备这种性能呢？

生：蜘蛛

师：可见蜘蛛侠这个可爱的人物形象是根据什么创造出来的？

生：蜘蛛的一些特性

生：……

师：其实在生活中有许多在某种生物的启发下发明创造的例子，今天，我们就一

起研究第17课——生物的启示

引出课题：17 生物的启示（板书）

[设计意图：新课程强调，教师是学生学习的合作者、引导者和参与者，教学过程是师生交往、共同发展的互动过程。师生以什么样的心境进入课堂，是学生主动参与学习并取得教学效果的前提，所以我利用学生喜闻乐见的《蜘蛛侠》的影片，来导入新课，激发了学生的学习兴趣。]

二 探究活动

活动一 、玩葱叶，找发现

师：同学们，今天我们来进行一场比赛，比一比看谁的力气大，看谁能把小小的

葱叶吹弯？我们的比赛可是有规则的：不能破坏葱叶，只能用嘴吹。谁想试试？

师：看来同学们的热忱很高，这样吧，我们每个小组出一名同学到台前进行比赛，

请在座的同学为你们组的参赛选手鼓掌加油，好吗？

师：比赛开始

（学生比赛中）

师：停止，我们现场采访一下参赛选手，你的参赛感受是什么。

生：我用了很大的力气，但葱叶很难被吹弯。

生：我也是，葱叶很难被吹弯。

师：他们的感受在座的同学想体验吗？

生：想

师：请拿起你手边的葱叶体验一下吧。

（学生体验）

师：怎么样？谈一下感受吧。

生：葱叶很难被吹弯。

师：是不是你们吹得的时候用力不够大呢？

生：我们已经很用力了

师：为什么葱叶不容易被吹弯呢？请同学们仔细观察葱叶，想一想，小组进行讨

论，看看你们有什么发现？

学生观察，教师巡视。

师：谁来说一下你们的发现。

生：我发现葱叶是圆形的，可能葱叶吹不弯的原因与此有关吧。

生：我发现葱叶是筒形的，而且上尖下粗，这可能是葱叶吹不弯的原因吧

生：我认为葱叶吹不弯的原因与葱叶是筒形的形状有关。

师小结：通过观察，大多数同学认为葱叶吹不弯的原因是因为它是筒形的，对吗？ 生：是的

师：这样吧，我们把葱叶切开，再试一试，我特别想提醒同学们，在使用小刀或

剪刀时要注意安全，用完后，要注意把它们收好。

学生活动中……

师：你们小组是怎样做的，有什么发现？

生1：我们小组是竖着把葱叶切开，吹一吹，弹一弹，很容易就吹弯了。

生2：我们小组发现当把葱叶切开后，原来葱叶很薄的，当把它竖起来时，它自

己就弯了。

生3：我们小组也发现了，我们这样把葱叶横着切开，它还是直的，不容易弯曲

可是当我们竖着切开的时候，葱叶就很容易弯曲了。

师：你们可真是一群善于观察的孩子。通过刚才的活动，对比葱叶的前后变化，

你有什么发现吗？

生1：我发现葱叶变化挺大的。它原来不容易吹弯，但是后来却很容易被吹弯，

这里面一定有科学奥秘。

生2：我注意到原来的葱叶是圆形(筒形)的，它不容易弯曲，但是后来把它竖着

切开，它就不是筒形的了，它就容易弯曲了。

生3：我们小组也发现了葱叶是筒形的时候比剪开后更结实。剪开前，使劲吹也

吹不弯它，可剪开后很容易就吹弯了。

师： 看来我们大家的猜测是对的，通过刚才的活动，我们发现了葱叶吹不弯的

原因是因为它是筒形结构的，很显然筒形的葱叶比剪开后的条形葱叶承受压力的能力更强

[设计意图：以比赛吹葱叶的形式，让学生参与活动，在活动中产生自己想要研究的问题。通过观察、实验、交流发现筒形的葱叶吹不倒的原因。]

活动二：建立模型并对模型进行检验，使学生感受仿生的过程

1、设计方案：

师：是不是其它物体也具备这种特性呢？

师：老师为大家准备了一些实验材料，利用眼前的这些材料你想怎样进行研究

呢？请动脑设计你们小组的实验方案吧。

2、学生交流方案：

师：哪位同学能起来汇报一下你们小组的实验方案?请其他同学注意仔细听，看

看这位同学的方案设计的是否合理。

生1：我们小组想利用白纸代替葱叶进行研究。先将一张白纸展开，代替剪开后

的条形葱叶，放在支撑物上，将钩码放在白纸上，观察结果。再将白纸卷成筒形，用胶水粘好，以此代替筒形葱叶，放在支撑物上，然后挂上钩码，观察结果。这样就能对比出哪种结构的白纸承重能力更强。

师：说的太好了，这真是个好主意。其它小组呢？

生2：我们小组也是这样想的，先试试展开的白纸能否承受住钩码的重量，然后

再仿照葱叶的样子把纸卷成筒形，中间用胶水粘起来，试验一下它能否承受住钩码的重量。

生3：我们小组的想法也是这样的，不过在放置钩码的时候，要注意砝码的重量

应该是相等的。

师：你真实是一个细心的孩子。

师：通过刚才同学们的汇报，我发现大家设计的都是对比实验，通过葱叶模型对

比出平面材料和筒形材料各自承重能力的差别。

师：同学们想做的这个实验，我们给它起一个名字，就叫它《葱叶模型实验》吧。 师：老师也设计了一个实验方案，请同学们看一下大屏幕，大家可以参考一下，

想想你们的实验方案有没有需要修改完善的地方。（找学生进行朗读方案） 师：我们再看看本次实验中还应该注意那些问题。

（课件出示葱叶模型实验方案及注意问题）

3、学生实验：

师：根据刚才自己设计的实验方案，赶快动手进行实验吧。

（学生实验）

师：在刚才的实验中，老师发现了这样的一个问题，有的小组在实验的过程中，

挂在筒形纸上的是小细绳和钩码，放在展开的白纸上的只有钩码。虽然小绳的重量很轻，但是进行科学研究必须要有一种严谨的科学态度，不能因为它重量小，而忽略它。

师：带着这个应该注意的问题，继续你们的实验吧。（学生继续实验）

4、交流实验结果：

师：通过刚才的实验你又有了什么发现?结论是什么?

（学生交流）

生：通过实验我们发现：筒状的白纸比展开的白纸承重能力更强。

师：其他小组有没有其它结论？

生：我们的结论也是这样。

5、归纳结论

师：通过我们前面对葱叶结构性能的探究，你能得出什么样的结

论呢？

生1：根据前面的实验结果，我认为平面材料承重能力较弱，而筒

形材料的承重能力较强

生2：我也认为平面材料与筒形材料相比，筒形材料承重能力更强

一些

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，且承

重能力更强。

6、葱叶这种性能在日常生产和生活中的应用：

师：在日常生活中哪些物品的研发是利用了筒形葱叶承压能力强这一特性?谁能

举一下例子？

生：电线杆、钢管、窗帘杆、红旗杆…

师：你们真是一群善于观察、善于动脑的孩子。

师：那请同学们回顾前面的探究活动，我们经历了怎样的一个过程呢？

生：我们发现筒形的葱叶吹不弯，就仿照葱叶的形状用白纸做成筒形，用对比实

验验证出筒形的白纸比展开的白纸更能承重，并且知道人们根据这一特性，制造出了电线杆、钢管等应用于实际生活。

师：你说得太好了。

师生小结：回顾刚才我们进行的两个探究活动，实际上经历了这样一个过程：我们先是发现生物（葱叶）的结构性能（筒形的葱叶比剪开后的条形葱叶承压能力强。）再根据生物结构特点（葱叶筒形）建立生物模型（纸筒）接着做承压对比实验检测模型是否也具有生物性能，最后根据检测结果研制、开发新产品。（边总结边点出课件中相应的板书）

师：这就是仿生的过程，什么是仿生呢？（课件出示定义——人们模仿生物的特性，研制产品，这就是仿生）

[设计意图：通过动手试验让学生建立模型——模型检验——开发产品，使学生经历和感受仿生产品的研制过程，了解什么是仿生,怎样进行仿生 ，让学生在探究的活动中得出结论，使学生感受仿生的全过程。]

三、拓展活动

师：其实生活中仿生的例子有很多，你知道人们在某种生物的启示下发明了什么

就赶快说说吧。我们进行一次抢答，无需举手，站起来说就可以了，看看谁知道的多，开始

生：鸟和飞机、鱼和船、章鱼的脚和吸盘、蝙蝠与雷达、鸡蛋和桥、人和智能机

器人……。

师：同学们对仿生学了解的可真多。老师将部分仿生的例子做成了课件，请同学

们一起欣赏一下（课件出示）。

鱼的启示

师：鱼儿在水中有自由来去的本领，人们模仿鱼的外形制造了什么？ 生：船

师：对了，人们根据鱼的形体制造了船，以木桨仿鳍。

小草的启示

师：由带锯齿的小草发明了锯。

师：你知道锯的发明与谁有关吗？谁能讲解一下？

生：相传我国古代的著名工匠鲁班，他在土木工程方面有许多创造发明。有一次，

鲁班上山伐木被野草划破了手。他摘下草叶轻轻一摸，发现叶子边缘有许多

锋利的小齿。于是鲁班就在铁片上做出小齿，经过反复试验和改进，终于发明了当时急需的木工用具———锯子。

师：你讲的非常精彩。我们再来看一个例子。

蝙蝠的启示

师：蝙蝠是夜间活动的动物，在伸手不见五指的黑夜，蝙蝠能在空中、树林中、

山洞里自由飞翔，捕食飞虫。是不是蝙蝠的视力特别好呢？

生：不是的，蝙蝠的眼睛视力很差。

师：对，据观察蝙蝠的视力特别差，它不是靠眼来识别方位和周围物体的，而是

靠自身发出的超声波来定位、识别物体的。根据这个原理，人们发明了雷达。 师：下面我们再来做一组练习题，考一考你对仿生还有那些了解

师：青蛙身体的颜色有利于伪装，人们根据这个特点发明了迷彩服。

蒲公英的种子能随风飘到很远的地方，受它的启示人们发明了降落伞

乌龟的壳非常坚硬，有利于保护乌龟的五脏，受它的启示人们发明了防弹衣 变色龙能随环境变换自身颜色，根据这个特点人们发明了隐身衣

壁虎能贴在光滑的天花板上，靠的是四个脚掌上神奇的吸盘，受它的启示人们发明了简易的吸盘挂钩

蜻蜒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，受它的启发，人们发明了直升飞机

教师随机询问学生是否知道这些发明是受到生物哪种性能的启发

[设计意图：联系实际例子，让学生感受仿生的应用，拓展学生的思维进行交流。]

师：时间过的真快，本节课在轻松愉快的学习氛围中即将结束了，通过本节课的

学习，你有什么收获呢？

生1：我知道了什么是仿生。

师：你能说一下什么是仿生吗？

生2：我知道了仿生经历的过程：发现生物特性——建立模型——模型检测——

开发产品。

生3：大自然中有很多奥秘，我们要善于观察，看能不能发现其中的奥秘。 师：你真是一个懂得探索，善于观察的孩子

生4：人们的很多发明都是受到了生物的启示，我们在生活中要做个有心人，让

动物和植物给我们更多的启示。我们从小要做个发明家。

生5 其实生活中有成千上万的人都被带锯齿的小草划破手，但是只有鲁班认真

观察了小草的形状，并在小草形状的启发下，发明了锯。我们要学习鲁班善于观察，敢于实践尝试，做个生活的有心人，让动植物给我们更多的启示，我们从小要做个发明家。

师：你说的太精彩了，我们为他鼓掌喝彩。相信你也是一个生活的有心人。 师：其实我们的生活处处有科学，关键是你用不用心观察。只要我们仔细观察，

勇于探索，就算一株小草，也会有它的奇妙之处，也会带给我们千百万个灵感。老师希望通过本节课的学习，同学们都能做个生活的有心人，争取有更多的发现。

四、延伸活动

1．师：本节课我们说了这么多仿生的实例，你还想知道更多仿生的例子吗？你

可以通过哪些方式获得呢？

生：向别人请教、查阅图书资料、上网查询等。

2．师：看来同学们对仿生很感兴趣，课后可以通过以上的方式继续查找有关仿

生学的资料，了解人们是怎样模仿来设计产品的。

师：生物的世界非常奇妙，人们利用仿生的方法，已经有了很多的发明创造，

还有更多的生物特性等着同学们去发现呢。让我们现在就投入到仿生的研究中吧。

师：老师给大家提供一条信息：夏天来了，树叶都长大了，植物不同，叶子

就不同。请看大屏幕（播放叶子图片），这些叶子漂亮吗？

师：这些就是我们今天实践舞台观察的对象。

师：请同学们选择不同的树叶进行观察，看看你能从中得到哪些启示？尝试

进行仿生设计。（出示实践舞台的内容）下一节课我们比一比，看谁的设计更合理，好吗？下课