外研版（2019） 选择性必修第三册 Unit 5 Learning from Nature Developing ideas 教案.docx

外研版（2019）选择性必修第三册Unit5LearningfromNatureDevelopingideas教案

科目

授课时间节次

--年—月—日（星期——）第—节

指导教师

授课班级、授课课时

授课题目

（包括教材及章节名称）

外研版（2019）选择性必修第三册Unit5LearningfromNatureDevelopingideas教案

教材分析

《外研版（2019）选择性必修第三册》Unit5LearningfromNature中的Developingideas部分，以自然界为灵感来源，探讨仿生学原理及其在科技发展中的应用。课程内容紧密联系现实生活，激发学生对科学探索的兴趣，培养其观察、思考和创新的能力。本章节通过丰富的实例和活动，让学生深入了解自然界的智慧，并学会将其运用到实际问题的解决中，充分体现了学科知识与学生生活实践的紧密结合。

核心素养目标

学习者分析

1.学生已掌握了自然界的基础知识，理解生物的基本特征和适应环境的原理，对于简单仿生学的概念有所了解。

2.学生普遍对科技创新感兴趣，具有一定的观察力和想象力，擅长通过团队合作解决问题。他们的学习风格多样，既有喜欢从实践中学习的，也有偏好从理论研究中探索的。

3.在学习本章节时，学生可能遇到的困难和挑战包括：对复杂仿生技术的理解、如何将自然界原理转化为实际应用，以及创新思维和批判性思维的培养。此外，学生在进行跨学科思考时，可能会感到难以融合不同领域的知识。

教学资源

1.硬件资源：多媒体教学设备、实物模型、实验器材。

2.软件资源：PPT课件、教学视频、仿生学相关案例集。

3.课程平台：学校教学管理系统、在线学习平台。

4.信息化资源：数字图书馆、电子期刊、教育APP。

5.教学手段：小组合作、课堂讨论、实验探究、项目式学习。

教学流程

1.导入新课（5分钟）

-通过展示自然界中生物的奇妙适应性现象，如蝴蝶翅膀的防紫外线性、莲叶的超疏水性，引发学生对仿生学的好奇心，进而引入本课的主题——“LearningfromNature”。

2.新课讲授（15分钟）

-第一条：介绍仿生学的基本概念，通过课本中的定义和案例，让学生理解仿生学是如何从自然界中汲取灵感，应用于科技发明和创新。

-第二条：讲解几个经典的仿生学应用案例，如雷达技术的灵感来源于蝙蝠的回声定位，分析这些技术的原理和优点。

-第三条：探讨仿生学在现代社会中的新发展和未来趋势，如纳米技术和生物材料的应用，激发学生对未来科技的想象。

3.实践活动（10分钟）

-第一条：分组进行仿生学小实验，如模拟蝴蝶翅膀的结构制作防紫外线涂膜，让学生亲身体验仿生学的原理。

-第二条：设计一个简单的仿生学创意项目，如根据莲叶的疏水性设计防沾水材料，培养学生的创新思维和动手能力。

-第三条：展示学生作品，进行小组间交流，分享创意和实验心得，互相学习和评价。

4.学生小组讨论（10分钟）

-方面一：讨论仿生学在日常生活中的应用，举例回答，如自行车头盔的设计灵感来自乌龟的背甲。

-方面二：探讨仿生学在解决环境问题中的作用，举例回答，如利用仿生学设计更高效的太阳能板。

-方面三：预测未来仿生学可能的发展方向，举例回答，如仿生机器人技术在医疗领域的应用。

5.总结回顾（5分钟）

-回顾本节课的重点内容，强调仿生学的核心思想——从自然界中学习，并应用于人类社会的创新和发展。

-总结学生在实践活动中的表现，强调仿生学不仅仅是一门科学，更是一种思考和解决问题的方法。

-强调本节课难点，如仿生学技术的实际应用和未来前景，鼓励学生在课后继续探索和研究。

总计用时：45分钟。

知识点梳理

1.仿生学定义：仿生学是研究生物体的结构、功能和工作原理，模仿其特性来解决工程技术问题的学科。

2.仿生学应用案例：

-蝙蝠与雷达技术：蝙蝠利用回声定位捕食，人类模仿这一原理发明了雷达。

-莲叶与超疏水性：莲叶表面具有超疏水性，可应用于防水材料和自洁表面。

-蝴蝶翅膀与防紫外线性：蝴蝶翅膀具有天然防紫外线的特性，可用于开发防晒产品。

-乌龟背甲与自行车头盔：乌龟背甲的结构原理被应用于自行车头盔的设计，提高安全性能。

3.仿生学原理：

-结构仿生：模仿生物体的结构特点，如蜂巢结构应用于建筑和材料科学。

-功能仿生：模仿生物体的功能，如人工肌肉模仿肌肉的收缩和放松。

-生物材料：利用生物体内的材料，如蜘蛛丝的强度和韧性，开发新型材料。

4.仿生学在现代社会的新发展：

-纳米技术：利用生物分子进行纳米级别的制造，如纳米机器人。

-生物医学：仿生学原理应用于生物医学领域，如人工关节和生物支架。

-可持续发展：仿生学在环境保护和资源