1、 5.4 防震原理研究防震原理研究 【教学分析】【教学分析】 本课进一步研究第 3 课中找到的仿生原型，揭示其中的防震原理，验证这些原理的有效性，为第 5 课完成空投包的设计和制作奠定理论基础。本课通过对如何保护空投包的讨论，将研究核心聚焦于防震原理的研究，通过对自然界中原型的观察与选择，从减缓下落速度、增加缓冲效果、增强保护力度等角度研究生物原型的防震原理与防震效果。学生在设计验证防震原理的实验时，从制作模型和对比实验两个角度入手，细化考虑制作方法和对比实验的公平性，有递进地完善实验设计， 进行验证。 在通过实验对不同的生物原型中的防震原理进行研究之后，教材又引导学生模仿翅果种子的结构与原理
2、，学习制作“翅果翅膀”，体会其减缓下落速度的防震保护效果。最后引导学生分析每种模型的优缺点，启发学生综合应用、取长补短。 【教学目标】【教学目标】 （1）能够观察、发现自然现象和仿生原型中的防震原理。 （2） 能用简单易得的材料制作仿生模型， 并设计验证防震效果的对比实验。 （3）会根据观察到的实验现象分析防震的有效性。 （4）乐于对多种模型展开探究，分享与倾听探究成果。 【教学准备】【教学准备】 （1）材料准备：视频资料、实验记录单、一次性杯子、橡皮泥、塑料纸、棉绳、气球、胶带、皱纹纸、瓦楞纸、订书机等。 （2）活动场地：实验室或教室。 （3）学生分组：46 人一个探究小组。 【教学过程】【
3、教学过程】 （1）明确探究主题。 师：（播放飞机投放空投包的视频）请同学们观察并说一说空投包被投放过程中经历了哪些过程？ 生：从飞机掉落，在空中不断降落，最后落在指定的地方。 师：从上节课的学习中，我们知道了生物降落时采用了哪几种防震保护方式？ 生：减缓下落速度、增加缓冲效果、增强保护力度 师：这些对我们制作空投包有什么启发吗？ 生 1：我们可以像蒲公英那样，给空投包装个降落伞，让它下落得慢一些。 生 2：我们可以像猫爪的肉垫那样，给空投包包上一层软的保护层 生 3：我们可以给空投包装一个硬壳，这样可以更好地保护里面的鸡蛋 师： 大家考虑得非常全面， 从不同的角度考虑进行防震设计， 都很有新意
4、识。这些防震保护方式真的有效吗？在正式设计制作空投包之前，我们先一起来研究下这些防震原理和它们的防震保护效果。 （板书：防震原理研究） （2）选择探究对象。 师：大自然中有许多我们的老师，我们可以到大自然中去寻找答案。我们生活中哪些发明是向大自然学习的结果呢？ 生：尼龙搭扣、锯子 师：（出示一组自然界中生物的照片：苍耳、猫爪、蒲公英、椰子、小鸟、枯叶蝶等）瞧，我请来了这些老师，哪些可以帮助你们的空投包防震设计呢？小组讨论，在实验记录单上选一选、勾一勾，并说一说理由。 （学生小组讨论，完成记录单） 师：哪一小组来展示你们的选择？并说明理由。 （学生汇报交流、展开讨论、相互补充与更正） 生 1：蒲
5、公英的种子像蓬松的小伞减慢了下降的速度，也能飞得更远 生 2：猫爪的肉垫柔软，使其落地时得到有效缓冲 生 3：椰子果有结构独特布满纤维的中果皮和皮革质地的外果皮，双重力量起到更好的保护作用。 师： 经过讨论， 我们认为蒲公英、 猫爪、 椰果外壳的防震原理可以帮助我们！到底是不是这样呢？我们需要通过实验来验证它们的效果。 （3）模拟对比实验。 师：你们准备如何验证呢？ 生 1：做一个仿生模型，试一试能不能防震。 生 2：用有模型保护的和不用模型保护的作对比，看看差别。 师：不错，我们可以利用模拟对比实验来验证。在一次性杯子中放上一小块橡皮泥，这就是我们的“模拟空投包”。（出示塑料纸、棉绳、气球、
6、胶带、皱纹纸、瓦楞纸等）请你们为三种仿生原型的模型选择合适的材料。 （学生小组讨论） 师：谁来分享你们的选择，并且说一说如何做模型。 生 1：我们选择塑料纸和棉绳做蒲公英的模型，用塑料纸和棉线做成一个降落伞，绑住一次性杯子，使其开口向上。 生 2：我们选择将气球吹成一样大的小球，用胶带贴在一次性杯子底部及四周。 生 3：我们选择用瓦楞纸和皱纹纸模拟椰子果的外壳，先包裹一层瓦楞纸，外面再包裹一些皱纹纸。 师：还需要和没有加防震措施的“模拟空投包”进行对比。对比时，需要做到什么？ 生：要做到公平。 师：如何做到公平对比？ 生：除了有没有防震措施，其他因素要保证一样。 师：能具体说一说吗？ 生：一次
7、性杯子里的橡皮泥要一样重，要从同样的高度向下投放，要投放到同一个地方。 师：请每个小组选择一种模型进行制作，并且进行对比实验，根据实验结果分析防震保护效果。 （学生小组合作完成实验及分析） 师：我们来分享一下自己的收获。 （学生分别介绍三种模型的防震效果，相互交流并补充） （4）制作翅果模型。 师：自然界中的生物老师多种多样，它们有着各不相同的本领。比如说，为了减缓下降速度，为了飞得更远，蒲公英长有降落伞一样的“翅膀”。这种植物的种子却长了另外一种翅膀（出示翅果飞行视频），瞧，这是“会飞的种子”，你们认识它吗？它给你们什么启发呢？ 生 1：这是翅果的种子，有薄薄的翅膀，帮助它在空中缓缓飞行，然
8、后轻轻着陆。 生 2：如果我们给空投包也安装上这样的翅膀，就可以减缓降落速度，安全着陆。 师：那我们就来试一试，做一对翅果的翅膀模型吧！（出示翅果翅膀图片）先来观察它的样子和特点。 （学生发言交流，描述翅果翅膀的形状、弧度等） 师：我们一起看一看课本第 59 页，学一学、试一试做翅果模型，并通过对比实验验证它的防震效果。 （学生小组合作制作翅果模型，交流发现与结论） 师：通过制作翅果模型，大家有什么想法？ 生 1：翅果的翅膀也能像蒲公英那样减缓下降的速度。 生 2：看来生物减缓下降速度的方法不止一种。 师：是的，生物减缓下降速度的方法不止一种，增加缓冲效果、增强保护力度的方法同样也不止一种。所
9、以，我们要养成多观察、多思考的习惯，积极尝试用多种方式来解决实际问题，并且能够从中选出最好的方式。 （5）总结探究收获。 师：今天，我们向大自然学到了这么多防震方法，验证了它们的防震保护效果，请说一说你最感兴趣的方法，分析它的优点及不足。 （学生发言交流、互相补充，教师在课件的表格上进行汇总） 师：既然每种方法都有一定的效果，也有这样或者那样的不足，你们准备怎样选择？ 生：我们可以同时选择使用几种方法一起保护空投包，发挥各自的优势，弥补不足。 师：好主意！同学们课后可以继续寻找更多的防震方法，下一课我们一起来设计制作我们自己的“摔不坏的空投包”！ 【教学反思】【教学反思】 学生在上一课从自然界
10、寻找到对空投包进行防震保护的可借鉴的方法后，本节课着手分析其原理，并设计实验验证其防震效果。本节课引导学生设计验证实验，在此过程中，学生先想到制作模型，为了说明制作的模型确实有效果，要进行对比实验，在对比实验中为了公平需要控制变量，整个设计过程由粗到细，层层递进，训练了学生的探究能力和科学思维能力。 【总结点评】【总结点评】 本课衔接上一课，引导学生经历了观察、借鉴、模仿、验证、分析、综合等探究和思维过程，完整地体验了发现问题、寻找方法、创新设计、迁移应用等认知过程。这不仅为下一课实际设计和制作空投包奠定了理论基础，也让学生收获了满满的成就感，并积聚了跃跃欲试的创造欲望，有利于激发学生的好奇心和求知欲，培养学生的创造力。