一、教學(xué)內(nèi)容

青島版《科學(xué)》六年級上冊《生物的啟示》。

二、教學(xué)目標(biāo)

1.知識與技能。

了解仿生過程：知道什么是仿生，嘗試仿生設(shè)計，

了解人們在生物的啟示下進行的發(fā)明創(chuàng)造。

2.過程與方法。

提出進行探究活動的大致思路；能用簡單的器材作簡單的觀察實驗；能制作簡單科學(xué)模型；會查閱書刊及其他信息源。

3.情感、態(tài)度與價值觀。

培養(yǎng)學(xué)生親近自然、熱愛科學(xué)、勇于創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度；愿意交流合作；認(rèn)識到科學(xué)是不斷發(fā)展的；樂于用學(xué)到的知識改善生活；關(guān)心新科技、新產(chǎn)品；關(guān)注與科學(xué)有關(guān)的社會問題。

三、重難點分析

了解仿生的整個過程，嘗試仿生設(shè)計。

四、教學(xué)準(zhǔn)備

多媒體課件、粘著蒼耳的毛衣、尼龍粘扣、蔥葉、花蛤殼等生物材料、實驗報告單、1/2 A4紙張（模型）

放大鏡（學(xué)生桌上）

五、教學(xué)設(shè)想

1.教學(xué)中注重學(xué)生創(chuàng)新、發(fā)散思維的培養(yǎng)。

2.通過猜測，了解仿生發(fā)明的過程以解決重、難點。

3.自主探索生物特點，親歷仿生過程，鞏固重、難點。

六、教學(xué)過程

（一）課前交流

師：我們來做個游戲，叫“看到了就想到了聯(lián)想接龍”，看誰的腦子反應(yīng)快。

生：看到了棉花，就想到了海綿。

生：我看到了荷葉，就想到了雨傘。

生：我看到了鴨子，就想到了小船。

……

師：在這個游戲中，我們海闊天空地進行了聯(lián)想，接下來的學(xué)習(xí)中我們也會用到聯(lián)想，希望你們繼續(xù)發(fā)揮你們寬廣的思路。準(zhǔn)備好了嗎，我們現(xiàn)在上課好嗎？

[設(shè)計意圖] 培養(yǎng)學(xué)生的聯(lián)想能力，解除師生陌生感，緩和學(xué)生的緊張氣氛。

（二）上課過程

1.興趣導(dǎo)入

師：前天我們交流的時候，同學(xué)們給我提供了好多好玩兒的地方，昨天我就出去轉(zhuǎn)了轉(zhuǎn)，風(fēng)景確實非常好。在我回來的時候發(fā)現(xiàn)身上粘了些東西，我覺得特別的有意思。大家想知道是什么嗎？

生齊：想……

師：真想看？

生齊：真想……

師：那我就讓大家看看。我看看還在這兒嗎？在這兒呢！（脫下外套，露出里面毛衣上粘的蒼耳）大家認(rèn)識我身上是什么嗎？

生：認(rèn)識……

師：你說是什么？

生：是蒼耳。

師：你是怎么認(rèn)識的？

生：就是原來上過科學(xué)課的時候認(rèn)識的。

師：噢，原來認(rèn)識的。

生：上語文課學(xué)過一篇《動物媽媽有辦法》里面說過。

眾生笑。

師：是《植物媽媽有辦法》吧？這就是那篇文章里說到的蒼耳。

[設(shè)計意圖] 盡量利用輕松愉快的形式，引起學(xué)生探究的興趣，繼續(xù)活躍課堂氣氛，提出探究的材料。

2.初步探究（明確仿生過程）

師：這么有意思的東西，你們想研究一下嗎？

生齊：想……

師：可是你們有沒有發(fā)現(xiàn)，蒼耳粘在我身上的哪里了？下身的牛仔褲上有沒有？

生：沒有。

師：這又是為什么？別急，咱們今天就從研究蒼耳開始吧，看看你們會有什么發(fā)現(xiàn)？我還給大家準(zhǔn)備了一些的材料（各種質(zhì)地不同的布料），希望這些材料會對大家的研究有所幫助。請大家認(rèn)真觀察一下蒼耳有什么特點，在觀察的時候，可以使用桌上的放大鏡和老師發(fā)給你們的材料。根據(jù)蒼耳的特點，你能聯(lián)想到什么？

（學(xué)生分組觀察）

師：你們有什么發(fā)現(xiàn)？

生：我們發(fā)現(xiàn)蒼耳的一頭上有兩個比其他刺都粗大的大刺。刺上有鉤！

師：刺的什么地方有鉤？

生：是蒼耳的小刺的頂端有鉤，而且我們發(fā)現(xiàn)，蒼耳在牛仔布上不粘。

師：也就是說我的褲子上不容易沾上蒼耳，那什么布料容易粘上呢？

生：（舉起毛巾布）這種布最容易粘上蒼耳。

師：你是說我準(zhǔn)備的這種毛巾布更容易粘上蒼耳，這種布有什么特點呢？

生：我覺得毛巾的密度很低，蒼耳的刺很容易鉆進去；而牛仔布的密度很高，蒼耳的刺不容易鉆進去。

師：你說的“密度”是不是指的線與線之間的空隙大小？其實，密度是物理學(xué)上的一個專有名詞，并不是用來形容布的密度，這里我們應(yīng)該說是稀疏或致密。是這樣的嗎？

生：是。

師：哦，那我沒有理解錯。你們觀察到這個特點以后，想到了什么？

生：我們想到了一種植物，也能掛在衣服上，不過它是條狀的。還有比如說刺猬、榴梿、沒有成熟的板栗。

生：我們想到了粘貼紐扣，就是那種在衣服上能拉開粘上的那東西，今天我穿的衣服上也有。

師：你們都聽明白是什么了吧？（掏出一條尼龍搭扣撕開）是不是說的這東西啊。剛才那位同學(xué)能不能說說你是怎么想到這種東西的？

生：我們觀察蒼耳后，發(fā)現(xiàn)它上面有很多帶鉤的小刺，當(dāng)把蒼耳放到毛巾布上，就會粘在上面，所以就想到了粘扣。

師：這真是一個偉大的發(fā)現(xiàn)啊，其實這種尼龍搭扣就是發(fā)明者看到蒼耳后發(fā)明的。你們桌子里也有一段尼龍搭扣，請你們觀察一下，想一想這種尼龍搭扣是怎么被發(fā)明出來的？

（分組觀察尼龍搭扣，猜測發(fā)明過程）

生：我們覺得那個人看到蒼耳后，覺得蒼耳上有很多小倒鉤，而尼龍搭扣的這一面上也有很多小倒鉤，就像蒼耳上的鉤一樣；而且看到蒼耳扎在毛巾上很結(jié)實，就發(fā)明出來了。

師：你是說，看到蒼耳和尼龍搭扣這一面很相似，就發(fā)明出來了，可是尼龍搭扣發(fā)明出來以前還沒有這樣的材料呢。

生：那人看到蒼耳上的倒鉤以后制作出來的這樣類似的材料，然后制造了另一面的毛絨樣的材料。

師：我們來看看這個過程。最開始時，這人發(fā)現(xiàn)的是什么？

生：蒼耳能掛在衣服上。

師：（出示課件）這里是發(fā)現(xiàn)了一個生物的特點，這個特點很有用。然后呢？

生：然后他往身上的衣服上一扔發(fā)現(xiàn)能粘上，就發(fā)明了尼龍粘扣了。

師：就做了一次測試嗎？他是不是像你們一樣用了很多種布做的測試，有的布粘得結(jié)實，有的布粘得不結(jié)實，這個過程我們叫作建立模型，并且進行了模型檢測。我到底試試哪種布料粘得更結(jié)實，最后呢，把這個模型發(fā)展變成了產(chǎn)品，也就是發(fā)明出了尼龍搭扣。

[設(shè)計意圖] 引導(dǎo)學(xué)生觀察蒼耳的特點，并進行發(fā)散思維，提出各種創(chuàng)意設(shè)計，最終由學(xué)生總結(jié)出仿生發(fā)明的過程及要求，初步完成課堂重難點的教學(xué)。

3.二次探究（仿生設(shè)計）

師：今天我給大家?guī)硪恍┎牧希菏[葉、貝殼、雞蛋、劍麻的葉片、竹竿，我們下面就來研究研究它們。另外還有一些材料我沒有辦法找來實物，給你們準(zhǔn)備的圖片資料（枯葉蝶、螳螂、蜘蛛）。我們的時間有限，不能對每樣材料進行發(fā)明，這樣吧，每個小組選擇兩種你感興趣的材料進行發(fā)明設(shè)計。

（小組合作發(fā)明設(shè)計，教師參與活動。）

師：哪個小組來展示一下你們的發(fā)明？

生：我們發(fā)現(xiàn)劍麻有一端是非常尖的，尖的這一頭刺得人非常疼痛，我們用另一端的話就沒有什么感覺。我們推測，一個物體如果有這種尖的話，扎我們的手會很疼痛。我們用紙折了一個這樣的尖，這樣形狀的紙扎人也很疼，而用一張展平的紙扎手，根本沒有什么疼痛的感覺。

師：你們借此發(fā)明了什么呢？

生：還沒有想好。

師：哦。你們只是發(fā)現(xiàn)了這樣一個特點，沒有做出設(shè)計，希望你們能繼續(xù)考慮。

生：我們也觀察的劍麻，和他們的結(jié)果一樣，我們覺得可以用這個特點發(fā)明矛。

師：你們是根據(jù)劍麻的這種形狀的特點發(fā)明了長矛。

生：我們還觀察了貝殼，我們再敲打貝殼時，發(fā)現(xiàn)貝殼很結(jié)實，不容易被敲碎，由此我們發(fā)明了盾。

眾生笑。

生：我們發(fā)現(xiàn)如果像蔥葉一樣，是圓形的物品不容易被吹倒，如果不是這種形狀的可能就容易吹倒了。而且這種形狀單層的不如多層的結(jié)實。我們還沒有想好用它來做什么。

師：你們組研究了這種筒形的結(jié)構(gòu)，而且還做了好多不同的筒形模型來研究。那你們的模型監(jiān)測工作一定做得很深入，希望你們能繼續(xù)研究下去。

生：貝殼上有波紋狀的類似褶皺的東西，這些能讓貝殼更加結(jié)實，這讓我想到了一種波紋狀的鋼板，這種鋼板要比平板的承受重量要大，我認(rèn)為這種鋼板是根據(jù)貝殼的形狀特點發(fā)明的。

生：我覺得他說的不對，我們很容易就把這小塊的貝殼掰斷了。

生：我說的是從上往下壓。

師：原來你們研究的受力方式不一樣，在這一受力方式下，這種形狀的材料受力很強，但在另一種受力情況下就需要改進了。

生：我們用手握雞蛋，雞蛋很不容易被握破，我們發(fā)現(xiàn)的蛋殼能承受很大的力量，可以把力量分散。我們由此想到了那種蛋殼結(jié)構(gòu)的建筑物，當(dāng)?shù)卣鸬絹淼臅r候，這種結(jié)構(gòu)就能減少地震的破壞。那種建筑就是根據(jù)雞蛋的結(jié)構(gòu)特點來發(fā)明的。

生：我們想發(fā)明一種響板，就是在音樂課上用來打節(jié)奏的東西，因為我們發(fā)現(xiàn)貝殼兩片對起來撞擊的聲音很好聽。

師：哦，看來還能利用生物的一些聲音的特點來進行發(fā)明。我們又找到了一個仿生發(fā)明的方向。

[設(shè)計意圖]通過親歷仿生發(fā)明的過程，進一步拓展學(xué)生的思維、熟悉仿生發(fā)明的四個步驟。同時，通過師生交流，引導(dǎo)學(xué)生從更多不同的方面來考慮仿生的問題。

4.課后拓展

師：生活中有很多很多的仿生發(fā)明，因為各種各樣的生物都是在億萬年的進化過程中，慢慢地演化成現(xiàn)在的樣子。在這個過程里，它們學(xué)會了各種各樣特殊的本領(lǐng)。如果我們把這些有用的特點應(yīng)用到我們的生活中，我們的生活就會變得更加的美好。因此我們在生活中要注意觀察周圍生物的特點，并嘗試進行你們自己的仿生設(shè)計。剛才大家都經(jīng)歷了一次又一次的仿生設(shè)計，但是我們這節(jié)課上并不能很好地進行模型檢測的環(huán)節(jié)，所以，請大家在課下建立相應(yīng)的模型進行檢測，最后完善你的設(shè)計，有機會，我們也可以繼續(xù)交流。

[設(shè)計意圖] 培養(yǎng)學(xué)生熱愛生物，熱愛大自然的情感，引導(dǎo)學(xué)生課后繼續(xù)進行觀察和研究。

七、課后反思

在這節(jié)課的設(shè)計過程中，經(jīng)歷了很多，也收獲了很多。以下就分幾個方面簡單地談一點兒自己的感受。

（一）備課中，要充分考慮學(xué)生的差異。

孔子在幾千年前就提出了因材施教，是指教師要從學(xué)生的實際情況、個別差異出發(fā)，有的放矢地進行有差別的教學(xué)，使每個學(xué)生都能揚長避短，獲得最佳發(fā)展。這節(jié)課初始的教案在自己的班級里上起來很順利流暢，但是在外校試講中就出現(xiàn)了很多問題，只能臨時做了很多修改，市區(qū)的學(xué)生和縣城的學(xué)生差異就更大了，所以這節(jié)課在設(shè)計中，最終也考慮了很多符合當(dāng)?shù)貙W(xué)生特點的設(shè)計。在備課中要十分注重這些差異，教學(xué)環(huán)節(jié)的安排，甚至于一節(jié)課的重難點，對于不同的學(xué)生都是不一樣的！一個活躍的班級和一個扎實的班級，教案應(yīng)該是不同的。一直以來，我都忽視了課前見學(xué)生這一環(huán)節(jié)，認(rèn)為這是可有可無的，但今后課前有機會提前見學(xué)生的話，都應(yīng)該去認(rèn)真發(fā)現(xiàn)這個班級學(xué)生的特點，并針對這個班的學(xué)生，思考教案的改動之處。

（二）科學(xué)課中要深入貫徹探究

在這節(jié)課試講的時候，我聽到的最多的批評就是——缺少探究。探究是科學(xué)課程的核心，沒有探究的課不能算作一節(jié)成功的科學(xué)課。要想貫徹探究，首先要了解探究的過程，從提出問題，到解決問題，整個過程環(huán)節(jié)要清晰可見，而且這些最好要由學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)，去說。多學(xué)生能夠自己解決的問題，就不要過多地幫助他們，要讓他們自己去考慮，去操作。如果長期代替他們解決問題，就會讓學(xué)生慢慢變得依靠老師，不愿意自己去想，這樣，探究會變得越來越少！

（三）要鉆下去，加大課的深度

“一英尺寬和一英里深”這句話已經(jīng)多次聽說了，直到這節(jié)課中，才對這句話有了深刻的認(rèn)識。一節(jié)好課，首先要有一定的深度。深度怎么體現(xiàn)呢？就這節(jié)課來說，開始的設(shè)計是“蒼耳的仿生設(shè)計-其他材料的仿生設(shè)計”這樣的過程，看似是一個探究的遞進，而實際上，這樣的探究活動只是平級的，即使設(shè)計得再花哨，也不是一個有深度的探究活動。其實深入下去很簡單，就是“蒼耳的仿生-形狀仿生-其他特點的仿生-其他材料的仿生”，僅僅把“形狀特點”提煉出來，就是一層深入了，而拓展到其他方面的特點，就又往下深入了一層！加大課的深度并不難，主要是要開拓思維，在備課中深入下去，多想想這個問題還能怎么處理，哪種處理方式可挖掘的深度更大一些。長此以往，每一節(jié)課的學(xué)習(xí)都會變得漸漸有深度，學(xué)生、老師的探究活動，也都會自然而然地深入下去。

【作者單位： 濟南市市中區(qū)教育局教研室 山東】