1、20.仿生建筑模型大比拼（一）教案【教材分析】本课以工程实践为主线，设计了“任务”“调研”和“设计”三个活动。“任务”的目的是通过创设“仿生建筑模型征集令”情境，指导学生明确活动任务，根据任务提出需要解决的主要问题。“调研”的目的是通过网络、采访、考察等途径，引领学生获取与主要问题有关的信息。“设计”的目的是引领学生运用“大自然的启示与发明”“风格各异的建筑”等单元的科学知识，结合通过调研获取的有关仿生建筑的信息，利用概念图进行设计分析，采用头脑风暴和“组合法”构思多样的作品方案，利用草图把构思的方案呈现出来，并进行交流与筛选。通过本课的学习，培养学生提出问题、制订计划、搜集证据、处理信息、表
2、达交流、反思评价等科学探究能力；激发学生利用新的思路、新的材料、新的方法设计制作仿生建筑模型的兴趣；帮助学生树立能接受别人的意见，调整自己的设计方案，能与他人合作学习、沟通交流，尊重他人、形成集体观点的科学态度。本课重点是设计制作仿生建筑模型方案。【教学目标】(1)科学观念：1能说出制作仿生建筑模型需要考虑结构系统、供水系统、采光系统和供暖系统等。2能说出设计仿生建筑模型的过程和方法。3.能说出人们的需求促进了仿生建筑技术的发展。(2)科学思维：1能用概念图、图表、草图等方式呈现设计仿生建筑模型的过程和结果。2能对自己或他人的设计方案进行分析与筛选。(3)探究实践：1能根据不同任务提出要探究的
3、主要问题。2能通过网络、采访、考察等方式获取主要问题的相关信息。3能采用“头脑风暴”“组合法”等方法设计制作仿生建筑模型的方案。(4)态度责任：1能对设计仿生建筑模型表现出探究兴趣。2能接受别人的批评意见，反思、调整自己的制作方案。3能采用新的思路、新的材料、新的方法设计制作方案。4能与他人合作学习、沟通交流，综合考虑大家意见，形成集体观点。【教师准备】有关仿生建筑的图片或视频等。【学生准备】课前搜集仿生建筑的资料、科学学生活动手册、笔等。 【课时安排】2课时。第一课时完成“任务”和“调研”，第二课时完成“设计”。【教学过程】第一课时（一）创设情境，明确任务1引导：（出示仿生建筑模型征集令图片
4、）住建局联合教育局举办了一场STEAM大赛，内容是制作仿生建筑模型。请同学们看一看征集令。征集令上有三个任务，请选择本组的活动任务。2讨论：你们小组选择哪个任务？理由是什么？面临的主要问题是什么？3汇报：指定小组代表汇报讨论结果。（二）制订计划，合作调研1引导：我们选择了自己的制作任务，明确了面临的主要问题，下面就可以通过实地观察、专家咨询、查阅资料、收看电视广播、浏览互联网等途径进行调研，获取相关信息。调研之前需要先制订小组调研计划。2制订：学生在小组内制订调研计划，并记录在科学学生活动手册第25页中。3调研：以小组为单位根据调研计划，通过网络，采访、考察等途径获取相关信息。（该活动建议安排
5、在课前进行。）4整理：根据主要问题，将收集到的信息进行整理，并以调研报告的形式呈现出来。（三）交流信息，提高认识1汇报：指定学生汇报调研结果，其他学生进行补充与评价。2讨论：我们从仿生建筑中吸取哪些经验？从哪些方面进行设计创新？3小结：通过调研，我们对仿生建筑的结构和特点有了一定的了解，同时对自己要制作的仿生建筑模型有了一定的设计思路，下节课我们就来设计自己的仿生建筑模型。第二课时（一）提供思路，设计分析1引导：我们面对收集到的信息，要根据任务要求和解决的主要问题，尽可能多地想到解决问题的办法。2讨论：（1）如何选择材料？（2）模仿什么样的模型，才能实现漂浮、稳固的要求？（3）仿生建筑模型有哪
6、些系统组成？3分析：学生分组进行设计分析，并用概念图的形式记录下来。4汇报：指定小组代表汇报讨论结果，其他学生进行补充与评价。（二）思维发散，构思呈现1引导：通过设计分析，我们想到了很多解决问题的方法，接下来我们根据设计分析中的三个要素的具体设想，先采用头脑风暴法，设计出多种符合设想的具体方法；再采用组合法构思出一系列的仿生建筑模型方案。2讨论：（建议用概念图的形式呈现下列问题）（1）制作仿生建筑底壳材料和音乐厅的材料有哪些？（2）仿生建筑模型的采光系统、供暖系统采用什么设备？（3）底壳和音乐厅采用的具体原型是什么？小组采用头脑风暴法进行讨论，围绕三个要素想出更多的具体的方法，并把结果记录在概
7、念图中。3组合：（1）选项。从上面设计的各个具体方法中，各选择一项，如空塑料瓶、木板、导光管采光、太阳能、浮萍、蛋壳等。（2）组合。将各项组合在一起，想象仿生建筑模型是什么样的。学生按要求自由组合，组合成若干个仿生建筑模型。4呈现：把自己构思的仿生建筑模型用草图画下来。 （三）交流评价，筛选改进 1筛选：学生以小组为单位，依据科学性、创意性、美观性、操作性等标准，对方案进行分析、比较，筛选出小组满意的设计方案，并把筛选的结果和原因记录在科学学生活动手册第25页中。教师巡回指导。2交流：组织学生展示筛选的最佳方案，引导学生进行相互评价，提出修改、完善设计方案的意见和建议。3改进：根据大家的意见对选择的方案进行改进。【学习背景】人类从蒙昧时代进入文明时代，就是在模仿自然和遵循自然规律的基础上不断发展起来的。我国从古代的穴居到现今各类建筑的出现，都留下了模仿自然的痕迹，这就是建筑仿生。为了建筑创新，以及使城市达到生态平衡和持续发展，人们创建了建筑仿生学。建筑仿生学主要研究的内容包括：城市仿生、功能仿生、结构仿生、形式仿生等方面。建筑仿生学的应用范围很广，从城市总体设计到单体建筑，从居住环境到材料都包含其中。可以说未来的城市将是仿生与生态的城市。六年级的学生，认识了各种各样的仿生、工程师发明创造的过程、建筑物的结构、建筑物的系统和功能，这为本课学习奠定了基础。