常州市第二实验小学 潘亚清
一、设计思路：
《从蛋壳到拱桥》是江苏省科学技术出版社自然实验课本第八册的第五课内容，是这学期的江苏省自然教材的新教材。本课按教学建议要求是用一课时完成，主要目标是让学生从了解蛋壳的特点及应用中来初步认识仿生学。但《科学3-6年级课程标准》中指出：教材可以是教师的参考资料之一，教师可以根据实际情况进行取舍或重新设计。根据这一指导思想，我重新思考了这课的设计意图，根据《科学课程标准》把本课教学的设计定位放在了以培养小学生科学素养（自我探究能力、创造能力、信息处理、情感态度等）方面。
蛋壳和拱桥是小学生生活中最常见的事物，但要把它们两者联系起来，对于四年级的小学生来说似乎感觉到有些“风马牛不相及”，这使得本课在知识领域上激发学生学习兴趣。我的教学设计从“踩鸡蛋”游戏入手，让学生在游戏活动中发现薄薄的蛋壳仅能承受一个人的重量，从而在惊奇中展开对蛋壳“承重能力”的探究，激发学生自己设计实验发现蛋壳在拱形向上的情况下承受的力较大，再引导学生根据蛋壳的这一特点，自己创造设计一件作品，以此教学环节来发挥学生的科学探究能力及想象、创造能力，同时也使学生在不知不觉中了解了蛋壳与拱桥甚至其它的薄壳结构物品之间内在的联系，从中让学生亲历“仿生”的过程。最后指导学生通过查阅、学习资料获得信息，了解生活中更多的仿生知识，引发学生课后主动积极地继续研究仿生学知识、并创造设计出自己的仿生作品。这样本课的教学课时也变得灵活了，我们可以把学生收集学习资料，处理信息、汇报学习成果、以及创新设计、作品展示作为课后延伸，也可以用第二课时来完成这些。
二、教学目标：
（一）、科学探究目标:
1、初步学会自己设计研究蛋壳承受压力大小的对比实验。
2、能利用蛋壳的外形及特点以及其它仿生学知识，初步体会仿生创造发明的过程。
3、能引发课后通过各种途径和方法继续学习探究仿生学知识。
（二）、情感态度价值观目标：
1、 在整个学习活动过程中，保持强烈的探究欲望和积极尝试和不断反省的探究态度。
2、 在小组学习过程中，学会自我评价尊重他人的想法的相互合作的科学态度。
3、 通过经历从蛋壳到拱桥这一仿生过程，体会到科学创造的艰辛及乐趣
4、 通过对仿生学的认识，意识到科学技术对人类社会的发展起着促进的作用。
（三）、科学知识目标：
1、利用实验的手段知道拱形向上蛋壳比拱形向下蛋壳承受的压力大。
2、了解拱形及薄壳结构的建筑及物品是在蛋壳的启示下发明的新技术。
3、步了解仿生学以及仿生技术的应用价值。
三、 教学准备：
1、 分组研究材料：研究蛋壳抗压的对比实验材料：鸡蛋壳1对（半个），圆珠笔1枝、米尺1把、透明胶带圈1个、雪碧可乐瓶剪成漏斗状1只。
学生创新设计材料：硬卡纸、塑料垫板、橡皮泥等、仿生设计表格1张。
2、 教师预备材料：踩鸡蛋实验材料：橡胶握力圈4只（把鸡蛋放在两个握力圈中间，做踩鸡蛋游戏），生鸡蛋2个、生鸡蛋壳完整2个。
其它材料：实验统计表一个、仿生学资料、本课多媒体课件
四、教学过程：
（一）、趣味实验导入，引出研究问题
1、教师谈话：鸡蛋有那些用途？
——揭题：研究鸡蛋的奥秘，我们用鸡蛋来做个游戏（表演一个杂技）
2、趣味游戏：踩鸡蛋
（１）、学生上讲台参与游戏活动。（找班里个子最小的和最重的两位学生上来踩，强烈的对比可以使课堂气氛更生动活跃。）
笔者在实际教学过程中，学生强烈要求老师上去踩，笔者义不容辞的答应了学生，实验也成功了，学生们惊奇地欢呼，学习兴趣异常浓烈。实际上，笔者在课前已做过实验，只要两脚同时站上两个鸡蛋，使鸡蛋受力均匀些，可以承受80千克以上的重量。另外，把鸡蛋下端开一个２毫米的小孔用注射器把鸡蛋抽空抽空，空鸡蛋壳同样可以承受相等的压力。
（２）、教师提问：你看了这个实验，最大的感受是什么？你有什么问题要问吗？
（教师可以让学生来把实验的鸡蛋破开，以示实验材料的真实性，同时可以打开空鸡蛋壳，让学生明白，实验跟鸡蛋里的蛋清蛋黄基本没关系。）
（３）、以学生兴趣入手，趁热打铁，引导学生进行蛋壳“承压能力”的探究活动。
１、出示幻灯片：拱形向上和拱形向下的两个蛋壳
（１）、教师谈话：请你猜一猜，那一种蛋壳承受的压力大？你能不能设计实验证明？
并说说你的理由。
（２）、学生进行自我设计、汇报。
２、出示实验２提示图（见图），谈话：你看的懂这个实验设计吗？
（教师引导学生注意“对比实验”条件的控制，指导科学实验的方法。）
实验目的：研究拱形向下的蛋壳和拱形向上的蛋壳哪一个承受压力大。
实验方法：（如图所示）用铅笔分别从不同高度对准蛋壳落下（从低到高），直到把第一个蛋壳戳破，纪录破裂的高度数据，同样方法再做第二个蛋壳。
实验数据及分析：
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组号 |
拱形向下的蛋壳（图） |
拱形向上的蛋壳（图） |
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１ |
（ ）厘米破裂 |
（ ）厘米破裂 |
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２ |
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…… |
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实验结论：
（４）、学生分组实验，分别在实物投影仪上把数据填写在实验表格上。
（５）、分析：看这些书数据，你发现了什么？
（６）、实验结论：拱形向上的蛋壳碧拱形向下的蛋壳承受的压力大。
（三）、实践活动：由蛋壳的特点设计制作，让学生亲历仿生的过程
１、根据蛋壳特点创新设计制作
（１）教师谈话：通过刚才的研究，你发现蛋壳有那些特点。你有没有从蛋壳身上，得到些启发，模仿鸡蛋壳外形或特点，创造发明一种东西。先讨论：然后利用桌上的实验材料做一做。
（２）、学生讨论、创新制作（用卡纸、橡皮泥、可乐瓶、文具盒等材料进行设计制作，或用笔在白纸上画出设计图。）
（３）、展示作品、并且说出制作原理及用途。
（４）师生共同评价作品。（以肯定激励为主）
２、初步了解仿生学，亲历仿生的过程
（１）、教师谈话：你有没有发现生活中人们在哪些地方模仿了蛋壳（学生举例、放投影片各种薄壳建筑以及生活物品的图片资料，并讲解）
（２）、人们模仿蛋壳的外形或特点——设计创造了拱形、薄壳的建筑、物品，蛋形的建筑和物品（板书：蛋壳——拱桥……）这一过程科学上把他叫“仿生学”
（３）、同学们刚才的研究就是一个研究仿生学的完整过程。
（五）学习资料进行创新设计，体会仿生学的科学价值
１、教师谈话：你还了解生活中的其它仿生学吗？（学生汇报、或看图片资料进行再学习，教师讲解。）
２、教师出示多媒体课件：再请你动动手动动脑，请你根据刚才学到的知识，以及资料提供的这几种生物的特点，拿出你的智慧和点子设计出你的仿生作品（设想、设计图、实物模型都可以）
（如果时间不够，请在课后继续完成你的设计）
实践活动：拿出你的“金点子”
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生物名称 |
特点介绍 |
给你的启发 |
你的创意 |
你的作品 （图、模型、实物） |
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变色龙（图） |
（略） |
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荷花 （图） |
（略） |
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…… |
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（六）、课后延伸、继续学习研究仿生学知识。
１、教师谈话：请你用一句话谈谈你今天最大的感受。（感知学生本课探究体验的结果怎样）
２、你课后准备继续做那些研究呢？
３、教师总结：希望你到书里、网上、专家、老师、家长处去获得更多的资料。也希望你们的研究和创造发明硕果累累。
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