我们来仿生教案

课程名称	课时安排	教学类型	授课对象
科学·我们来仿生	40分钟	新授课	五年级学生（普通城市校，中等生为主体）

教材版本	授课教师	教学主题	课标依据
（未指定）	__________	认识仿生概念，区分外形模仿与功能原理模仿	《义务教育科学课程标准（2022年版）》核心素养：探究实践、科学观念、科学思维、态度责任

学科： 科学 | 年级： 五年级 | 课型： 新授课 | 课时： 40分钟 教材版本： （未指定） | 执教教师： __________ | 日期： __________ 教学方式： 讲授式为主，结合小组对比观察与讨论交流

---

一、教材分析

本课围绕"仿生"这一核心概念展开，属于生命科学领域与技术与工程领域的交叉内容，在小学高年级科学课程中具有独特的桥梁作用。学生在前期已经通过观察认识过常见动物、植物的外部形态与基本功能，对"生物有本领"积累了丰富的感性经验；本课则在此基础上进一步提炼"生物结构—功能—人类发明"之间的对应联系，帮助学生完成从"认识生物"到"学科学方法"的思维进阶。同时，本课也为后续简单的设计与制作活动奠定方法论基础：设计不是凭空想象，而是"向自然学习、借鉴原型原理"的过程。

从课程标准的角度看，本课综合落实四个维度核心素养：科学观念上，渗透"生物结构与功能相适应""人工产品与自然原型相联系"的观念；科学思维上，借助对比、类比、归纳形成"原型—产品"对应思维；探究实践上，经历观察、比较、记录、解释的完整过程；态度责任上，引导学生尊重自然、学习自然，体会仿生学造福人类生活的价值。

在课型定位上，本课属于概念建构课，重点在于建立"仿生"的准确概念和"生物原型→人工产品"的对应思维，不宜用大量机械练习代替概念内化。教学中应借助实物和多感官体验，让抽象概念在学生头脑中"可视化"。仿生学本身还承载着"结构决定功能"这一上位观念：苍耳的钩刺、莲叶的疏水表面、鱼鳍的摆动推进，都是自然选择长期优化的结果。只有先让学生看见生物的本领，才能理解发明创造的合理性。

---

二、学情分析

本课授课对象为普通城市校五年级学生，班级内学习水平两端分化明显，中等生占主体，家庭辅导参差不齐。因此，教学设计必须兼顾直观与抽象，把抽象概念落在看得见、摸得着的实物对比上，让中等生能"跟着做、跟着说"，同时为学有余力的学生留出创意表达的空间。

在知识经验层面，五年级学生已在科学课和生活中认识了苍耳、莲叶、鱼鳍等生物，多数学生注意到"苍耳粘衣服""荷叶上水珠滚来滚去"等现象，也见过魔术贴、防水面料、船桨等物品，但很少有人主动把这些生物与人造物联系起来思考。学生具备一定的观察能力和小组合作经验，能够完成简单的记录单填写，但用完整语言概括一类现象的共同特点、并用自己的话作出清晰定义的能力还较弱，需要教师提供句式支架。

在认知障碍层面，本课存在两个典型难点。一是学生倾向于把"外形像生物"误认为仿生，例如认为玩具恐龙、动物造型文具属于仿生产品，难以抓住"模仿功能或原理"的本质；二是容易混淆生物原型与人工产品的先后方向，出现"蝙蝠是模仿雷达发明的"这类颠倒说法。此外，部分学生表达不自信，需要在同桌互说、小组发言等低压力情境中练习。教学中应把抽象的仿生学原理转化为"谁向谁学了什么本领"的直观问题，用实物对比和辨析讨论帮助学生建立可迁移的思维模型。

---

三、教学目标（核心素养导向）

本课对应《义务教育科学课程标准（2022年版）》核心素养：科学观念、科学思维、探究实践、态度责任。

1. 【对应核心素养：科学观念】知识与技能目标： 通过观察苍耳、莲叶、鱼鳍等生物的结构特征，并对比魔术贴、防水布、船桨等人造物品，学生能用自己的话解释"仿生"的含义（模仿生物的结构、功能或原理进行发明创造），能举例说出至少两组"生物原型—人工产品"的对应关系。
2. 【对应核心素养：科学思维】过程与方法目标： 通过三组实物对比观察和"玩具恐龙算不算仿生"的辨析讨论，学生能区分"直接模仿外形"与"模仿功能原理"两种思路，能区分仿生产品与非仿生（仿形）物品，能描述自己判断的依据。
3. 【对应核心素养：态度责任】情感态度目标： 通过小组分享仿生创意并倾听同伴的发现，学生能描述仿生学"向自然学习、造福人类"的价值，能举例说明仿生发明给生活带来的便利，能用自己的话表达对大自然智慧的好奇。

---

四、教学重难点

类别	要点
教学重点	①理解"仿生"的核心概念——人们模仿生物的结构、功能或原理进行发明创造，并能举出生活中的实例加以说明。 ②建立"生物原型→人工产品"的对应关系（苍耳→魔术贴、莲叶→防水布、鱼鳍→船桨）。
教学难点	①区分"外形模仿"与"功能原理模仿"：学生容易把"长得像动物"（如玩具恐龙）误认为仿生，难以理解仿生的本质是"借鉴功能或原理"。 ②分清"生物原型→人工产品"的对应方向，纠正"蝙蝠是模仿雷达发明的"这类方向颠倒的常见误读。

---

五、教学资源与准备

教师准备：

• 实物材料：苍耳（每组一碟）、魔术贴（钩面/毛面各一段）、莲叶或表面有蜡质层的广玉兰叶、防水布（雨伞布）、船桨图片与鱼鳍图片、小船模型。
• 器材：滴管、水杯、放大镜、实物投影仪、活动记录单（每人一份）。
• 课件资源：苍耳表皮放大图、蝙蝠与雷达、锯齿草与锯子、翠鸟嘴与高铁车头、鲨鱼皮与泳衣等对比图片。
• 板书用具：彩色磁贴、记号笔。

学生准备：

• 课前留意身边一件"长得像动物或植物"或者"可能学了某种生物本领"的物品，能口头说出一两句即可，不要求书面预习。
• 小组分工明确：组长、材料员、记录员、汇报员，保证人人参与。

---

六、教学过程（总时长 40 分钟）

环节1：观察与提问（5分钟）（自然现象引发科学问题）

教师活动： 教师利用实物投影展示一株带刺的苍耳，并给每个小组的小碟子里放2—3枚苍耳。教师提问："同学们，认识它吗？请你看一看、摸一摸，苍耳的表面上有什么特别的地方？"学生自由观察后指名回答。教师继续追问："把苍耳往衣服上一按，再抖一抖，会发生什么？谁来试一试？"请一名学生将自己的衣袖按上苍耳轻抖，苍耳不掉。教师追问："苍耳为什么能粘在衣服上不掉呢？秘密就藏在你们刚才摸到的小刺里——苍耳的小刺顶端弯弯的，像一个个小钩子；衣服上有许多细小的纤维线圈，钩子钩住线圈，就牢牢粘住了。"（出示苍耳表皮放大图，圈出钩刺）教师顺势激趣："大自然里每一种生物都有自己的'独门本领'，人类很多聪明的发明，其实是向它们'拜师学艺'学来的。今天这节课，我们就一起来研究——我们来仿生。"（板书课题）

学生活动： 学生两人一组，轮流用手触摸苍耳，说出触感与发现。预设学生回答："它的刺扎扎的""上面好多小刺，像小刷子""放衣服上会粘住"；观看放大图时，有学生会发出惊叹："原来钩子头是弯的！"同桌之间还会自发讨论："那魔术贴是不是学它的？"教师不做评判，微笑回应："你的猜想很有意思，我们等会儿验证。"

环节板书要点： 板书课题"我们来仿生"，下方写"苍耳钩刺→勾住纤维"。

设计意图： 以真实的苍耳实物创设观察情境，由"为什么能粘住"这一自然现象引发科学问题，既调动多感官参与，又直指"生物特征与生活联系"的核心主题，为后续概念建构提供具体锚点。

---

环节2：猜想与假设（5分钟）（根据已有经验做出预测）

教师活动： 教师从一个学生"魔术贴是不是学它的"猜测自然过渡，拿起一张魔术贴："这就是衣服、书包上常用的魔术贴。看，魔术贴也分两面——钩面和毛面。请你摸一摸钩面，它和苍耳的感觉像不像？"学生摸后认可。教师追问："如果让你模仿苍耳，做一个能粘住东西的东西，你会怎么做？请同桌先说一说，再举手分享。"指名3—4名学生汇报，教师把学生的猜想关键词写到黑板上："小钩子""刺＋毛""勾住线圈"。教师进一步追问："你们猜的这些都是模仿苍耳的'钩子'。那么，如果你想要粘住光滑的玻璃，钩子还行不行？应该怎么办？"引导学生讨论，得出"要按需要挑选合适的模仿对象"的初步想法。教师总结："我们刚才从'苍耳能粘住'想到'可以怎么做钩子'，这个过程就叫猜想。科学家发明魔术贴时，也是这样先向苍耳'请教'的。"

学生活动： 学生同桌之间进行"我说你听"：一人先说"我要做一只带刺的手套"，另一人补充"刺要像苍耳一样弯弯的"。汇报时预设学生回答："把吸管剪成小钩子粘在布上，就能粘住毛衣了""我可以用魔术贴代替，因为魔术贴已经有钩子了""玻璃太滑了，钩子没有用，得换成吸盘"（教师追问："吸盘模仿的是谁？"学生答："章鱼！"）。学生把自己的猜想用画简笔画的方式记录在活动单"我的猜想"一栏。

环节板书要点： 板书学生猜想："小钩子＋毛圈→粘住"；旁边画箭头"苍耳→？"。

设计意图： 激活学生已有生活经验，允许朴素猜想充分暴露，既保护创造力，又为后续"仿生是模仿功能或原理"的概念修正提供认知冲突素材；同时让学生经历科学探究中"先猜想、后验证"的思维路径。

---

环节3：制定计划与实验探究（10分钟）（动手操作，记录数据）

教师活动： 教师组织对比观察活动，布置三组材料：（1）苍耳与魔术贴；（2）莲叶（或表面有蜡质的玉兰叶）与防水布；（3）鱼鳍图片与船桨图片（配小船模型）。教师提出任务："请用看、摸、试的方法，找一找每一组里两个东西'哪里像'，把发现画一画或写一写在记录单上。记录单上有三张小表，每组材料一张。"教师先示范一组对比方法："我用苍耳和魔术贴做示范：第一步，看——苍耳有小钩，魔术贴钩面也有小钩；第二步，摸——两者都有点扎手；第三步，试——它们都能勾住毛衣的毛圈。'像'要说出具体像在哪儿。"

学生分组操作时，教师巡视指导，重点关注能力较弱的小组，提示："莲叶上滴一滴水，防水布上也滴一滴水，水滴什么样？船桨前端扁扁的，像什么？鱼鳍摆动时，水往后推，船会怎样？"巡视中相机收集学生的典型发现与常见困惑，用于下一环节交流。

学生活动： 学生四人一组轮流操作。预设行为与回答：组员A把魔术贴钩面贴在毛衣袖口，发现"真的粘住了"，兴奋地喊"和苍耳一样！"；组员B用滴管在莲叶上滴水，发现水呈圆珠状滚落，立刻在防水布上试，说"水珠也站不住，都滑下来了"；组员C对比鱼鳍和船桨后感到困惑："鱼鳍是软软的，船桨是硬邦邦的，哪里像？"组内讨论后可能得出"都是前面宽、后面窄，划水的时候都往后推水"。也有小组出现表面结论："苍耳是植物，魔术贴是塑料做的，两个不一样。"教师引导后，学生在记录单上画出钩刺与钩面的相似结构。

环节板书要点： 板书三组材料名称：苍耳—魔术贴；莲叶—防水布；鱼鳍—船桨，暂留空白待填发现。

设计意图： 通过实物对比把"生物原型—人工产品"的抽象关系转化为可看、可摸、可试的具象操作，让不同水平的学生都能找到观察切入点；记录单同时训练学生"用画或写记录证据"的探究习惯，为下一环节分析归纳积累事实材料。

---

环节4：分析与结论（8分钟）（数据分析，形成科学解释）

教师活动： 教师请各组依次用句式"我们发现____和____像，因为____"汇报。教师在黑板中央列出三组对应关系："苍耳钩刺→魔术贴，莲叶疏水→防水布，鱼鳍摆动→船桨。"追问："这三组里，人类分别向谁学到了什么？"学生回答后，教师引导归纳并板书概念："人们模仿生物的结构、功能或原理来发明创造，就叫仿生。生物是人类的'老师'。"

随即出示关键辨析题（大屏幕投影）："玩具恐龙长得和恐龙几乎一样，算不算仿生？"组织全班用手势判断。请双方各说理由。教师给出完整解答："玩具恐龙不算仿生。因为它只模仿了恐龙的外形，用来观赏、玩耍，没有模仿恐龙奔跑、捕食等功能或原理。仿生学讲究'学本领'，单学长相的我们叫它'仿形'，不能叫仿生。"

教师再出示第二道辨析："小明说'蝙蝠是模仿雷达发明的'，对吗？"学生纠错后教师强化："蝙蝠是先在地球上出现的，雷达是后来人类模仿蝙蝠的超声波定位原理发明的。仿生的方向只能是'生物→人工产品'，不能反过来。"

学生活动： 汇报中预设学生回答："我们发现苍耳和魔术贴像，因为都有小钩子，都能勾住毛。""莲叶和防水布像，因为水在它们上面都变成水珠滚走了。""鱼鳍和船桨像，因为划水的样子像、都是往后推水前进。"

对"玩具恐龙"议题，学生出现分歧：有学生认为"算，因为它长得像恐龙"；另一部分反对："虽然像，但它不会动、没有恐龙的本领。"教师追问"模仿恐龙什么本领"后，主张"算"的学生开始修正："它只模仿了样子，没有模仿本领，所以不算仿生。"学生将修正后的结论补充记录在活动单"我的结论"栏。

环节板书要点： 板书"仿生＝模仿生物的（结构/功能/原理）→发明创造"；下方写"玩具恐龙？（仿形≠仿生）""蝙蝠→雷达（方向不能反）"。

设计意图： 交流汇报让零散观察结果汇聚成规律；"玩具恐龙"与"蝙蝠雷达方向"两道辨析题针对学生最易出现的错误认知，在讨论中完成概念修正与精致化，突破教学难点。

---

环节5：表达与交流（7分钟）（汇报展示，质疑完善）

教师活动： 教师用课件出示四组图片：蝙蝠—雷达、锯齿草—锯子、翠鸟嘴—高铁车头、鲨鱼皮—泳衣。提出判断任务："请你们判断：这些是不是仿生？模仿了哪种生物的本领？用'因为……所以……'的句式完整说。"教师先示范一组："锯齿草的叶缘长着一排细密的锯齿，能割开草叶；人类模仿它的结构，把钢片做成带齿的锯子，所以锯子是仿生产品，仿生对象是锯齿草。"

随后请3—4名学生独立判断，教师相机追问："雷达模仿的是蝙蝠的什么本领？""高铁车头模仿翠鸟的什么结构？模仿这个结构有什么好处？"（完整解答：蝙蝠靠超声波回声定位，雷达靠电磁波探测目标，原理相似；翠鸟嘴呈流线型，能减小入水阻力，高铁车头借鉴它减小空气阻力，既省电又安静。）

最后组织同桌互讲："请选一张图，用刚才的句式讲给同桌听；同桌要认真听，帮他补充'模仿的是外形还是本领'。"教师展示错误说法："小明说'蝙蝠模仿了雷达'，你们怎么帮他改？"学生齐声纠正。

学生活动： 学生先独立观察图片，用句式举手作答。预设回答："因为蝙蝠会发出超声波，雷达也是这样探测东西的，所以雷达是仿生产品，仿的是蝙蝠。""高铁车头尖尖的，就像翠鸟的嘴巴，是模仿翠鸟的。"

同桌互讲时，预设出现互相补充："你说漏了，应该说模仿的是翠鸟嘴巴的流线型结构，不是全部。"另一组争论："鲨鱼皮泳衣没有鲨鱼的样子，为什么也算仿生？"同伴解释："它模仿的是鲨鱼皮肤上的小齿纹，能让水更快流过去，是模仿本领。"结束后教师让两组同桌展示互评。学生把"我最喜欢的一个仿生例子"写或画在活动单最后一栏。

环节板书要点： 在右侧板书"更多仿生：锯齿草→锯子、翠鸟嘴→高铁车头、鲨鱼皮→泳衣"；写判断句式"模仿了____的____本领→发明了____"。

设计意图： 用更多实例拓展概念外延，通过"讲给同伴听"这一理解层级评价方式，让学生用自己的话复述、质疑、补充，既检验概念是否真正内化，又锻炼科学表达能力。

---

环节6：拓展与应用（5分钟）（迁移应用，联系生活）

教师活动： 教师先组织一个"一句话总结"："今天你向大自然学到了什么？谁能用自己的话说说，什么是仿生？"请2—3名学生回答，教师提炼学生的语言："概括得真好——向生物的'本领'学习，做出有用的东西，就是仿生。"

随后布置课后挑战："现在请你当小发明家。任务一：找一找身边的仿生产品，猜猜它模仿了谁；任务二：画一个你自己的仿生创意——想清楚你模仿了哪种生物、什么本领，打算做成什么。下节课我们开'仿生发布会'。"

教师当堂示范一个创意："老师先分享一个——啄木鸟啄树时脑袋撞得很猛，但不会受伤，因为它的头骨有特殊的减震结构。我想模仿这个本领，设计一顶安全帽，戴上它摔倒时能保护头部。"示范后请1—2名学生即兴分享。最后提醒："仿生不是把动物画在东西上，而是学它的本事！"

学生活动： 学生即兴分享创意。预设回答："我想模仿猫的肉垫做鞋底，走路轻轻的，不吵到楼下邻居。""我想模仿仙人掌的储水本领，做一个一个月不用浇水的花盆。""我想模仿壁虎的脚做攀岩手套。"有学生主动质疑同伴："你这只是画了一只猫在鞋上，没有用到猫脚垫的本领吧？"对方解释后，教师点评"提醒得好，仿生要学本领"。学生将课后任务工整写在活动单的"课后挑战"栏，同桌互相检查是否写清了"生物—本领—产品"三要素。

环节板书要点： 板书"课后挑战：身边的仿生；我的仿生创意"；下方写"生物→本领→产品"三要素。

设计意图： 从课堂走向生活，用开放式创意任务维持探究兴趣并检验迁移能力；示范与同伴质疑帮助学生避免"把仿生做成贴图"，巩固"功能原理仿生"的核心认识。

---

七、板书设计

板书区域	内容要点
中央主题	我们来仿生——向大自然学本领
左侧分支	什么是仿生：模仿生物的（结构/功能/原理）来发明创造
中间分支	三组对应：苍耳钩刺→魔术贴；莲叶疏水→防水布；鱼鳍摆动→船桨
右侧分支	判断要点：玩具恐龙只是"仿形"不是仿生；方向：生物→人工产品，不能反过来
方法栏	观察→猜想→对比→结论→分享；判断句式"模仿了____的____本领→发明了____"

---

八、作业设计

基础作业（必做）：

1. "连一连"活动单：把生物与对应的仿生产品用线连起来，并仿照例子写一句话说明理由。

   • 连线内容：苍耳—魔术贴、莲叶—防水布、蝙蝠—雷达、鱼鳍—船桨。
   • 示例句子："人类模仿苍耳的钩刺，发明了魔术贴。"
   • 预估用时：6分钟。

2. 概念辨析题：判断下面物品是不是仿生产品，并写出理由。

   • 题目："一辆做成瓢虫形状的儿童自行车，算不算仿生产品？"
   • 参考思路：不算仿生（严格说属于"仿形"），因为它只模仿瓢虫的外形，没有模仿瓢虫的功能或原理。
   • 预估用时：3分钟。

拓展作业（选做）：

1. 观察家中一件物品，猜测它可能模仿了哪种生物的本领，画一画并写两句话介绍（如雨衣仿莲叶疏水本领、胶鞋底仿章鱼吸盘等），为下节课"仿生发布会"预热。

   • 预估用时：8分钟。

2. 举反例挑战：找一个"外形像生物但不是仿生"的物品（如恐龙书包、兔子台灯），画出来并写一句话说明它为什么不算仿生。

   • 预估用时：5分钟。

合计预估时长： 基础必做9分钟；基础＋拓展合计22分钟（符合双减书面作业≤60分钟/天要求）。

---

九、核心公式与原理速查表

序号	公式/概念名称	LaTeX 表达式	适用范围
01	仿生核心概念	$\text{仿生} = \text{模仿生物的（结构/功能/原理）} \rightarrow \text{发明创造}$	判断某物品是否属于仿生产品
02	苍耳—魔术贴对应	$\text{苍耳钩刺} \rightarrow \text{魔术贴钩面}$	结构仿生实例
03	莲叶—防水布对应	$\text{莲叶蜡质乳突} \rightarrow \text{疏水涂层}$	功能仿生实例
04	鱼鳍—船桨对应	$\text{鱼鳍摆动产生推力} \rightarrow \text{船桨划水产生推力}$	功能仿生实例
05	蝙蝠—雷达对应	$\text{超声波回声定位} \rightarrow \text{电磁波探测}$	原理仿生实例
06	仿生判断方向	$\text{生物原型} \xrightarrow{\text{模仿}} \text{人工产品}$	防止原型与产品方向颠倒

---

教学反思模板（课后填写）

1. 目标达成情况：（学生是否达到"理解"层级目标，能否用自己的话解释"仿生"并举例说明）
2. 学生参与情况：（小组观察时各层次学生的参与度、发言覆盖率）
3. 教学调整记录：（哪些追问有效、哪些材料需要替换，如莲叶是否够新鲜、苍耳数量是否充足）
4. 下节课改进方向：（"仿生发布会"的组织形式、作业反馈的讲评重点）

---

本教案由 BestTeach AI 辅助生成，依据《人工智能生成合成内容标识办法》（国信办通字〔2025〕2号）第四条标识。教师应独立审核修改后使用。