课题： 仿生之——自制降落伞 

执教者:  刘 蕾  

【教学目标】

科学知识：认识仿生学应用实例，理解降落伞利用空气阻力减缓下落速度的原理，探究影响降落伞效能的关键因素（伞面大小、材质、绳长、悬挂物重量）。

科学思维：通过对比实验，分析变量（如伞面形状、材料）对降落伞下落速度的影响。基于测试数据，归纳优化方向（例：“伞面越大，减速效果越明显”）。运用迭代思维改进设计（“测试→发现问题→调整方案→再测试”）。

探究实践：工程任务驱动：以“保护鹌鹑蛋安全落地”为需求，设计并制作简易降落伞。实践控制变量法，独立完成对比实验（如仅改变伞面材质，保持其他条件一致）。根据测试结果提出优化方案。

态度责任：培养工程伦理意识：讨论降落伞在救援、航天中的安全责任。强化团队协作：小组分工完成设计、制作、测试任务。渗透创新与环保：尝试利用废旧材料（塑料袋、棉线）制作，减少资源浪费。

【教学重难点】

教学重点：以“保护鹌鹑蛋安全落地”为需求，设计并制作简易降落伞。

教学难点：运用迭代思维改进设计（“测试→发现问题→调整方案→再测试”）。

【教学准备】

课件、每人一份学习单、塑料袋、一次性桌布、餐巾纸、棉线、胶带、鹌鹑蛋

【教学过程】

一、资料链接：由蒲公英到降落伞

1.蒲公英种子如何传播，每颗都能平稳落地，要归功于它的伞状结构。

2.请同学感受撑开的伞拉动过程中的感受，你往前跑，但有一股往后的力量拽着你，这是空气对伞的阻力。称之为空气阻力。

3.如果这股空气阻力从水平方向换成是垂直方向，在物体下降过程中，它就有助于减缓降落速度。所以大家也就马上能联想到降落伞其实就是受蒲公英的启发。

4.来听听降落伞发明者的介绍吧。

【设计意图】以自然界中的蒲公英为起点，通过具身体验——撑伞跑，建立核心科学概念（空气阻力及其在垂直下落中的作用），揭示工程发明降落伞的科学灵感来源于仿生学，从而有效激发学习动机，并为后续的工程设计与制作活动奠定坚实的科学认知基础。

二、明确问题：自制降落伞使鹌鹑蛋从2米高度安全落地

1.降落伞只能是这样的吗？你还知道怎样的降落伞。出示组图，不管怎么变，降落伞三部分的结构是不变的（伞面、伞绳、重物）。

2.这是鹌鹑蛋，直接掉落，碎了，我们能用自制降落伞，使它从2米高度安全落地吗？

3.需要先考虑哪些条件？（伞面形状、伞绳长短、用什么材料、如何连接每一部分等）出示材料超市。

【设计意图】通过分析降落伞组图，引导学生识别并理解降落伞的关键结构要素（伞面、伞绳、重物）及其基本功能，为设计奠定基础，并明确设计约束（保护特定重物、特定高度）。

三、设计方案

1.组内每人一边讨论一边画设计图，提示设计图四要素：画形状、标材料、注数字、写步骤。这样图文结合，更能一目了然），用豆包来对部分设计图展示评价。（3分钟）

【设计意图】识别核心任务、失败风险和设计需考虑的关键变量。培养系统化设计思维、可视化表达能力及初步的工程制图意识。“材料超市”模拟资源选择，引入成本/资源约束意识。人工智能工具的引入让学生体验到便捷的同时感受到其标准化、合理优化等优势，将是一个很好的辅助工具，但也要意识到只是帮助不是完全依赖。

四、尝试制作

1.从材料超市中选择自己所需的材料根据设计图进行制作，限时10分钟。完成后固定鹌鹑蛋，不能做多余的保护。到讲台前准备检验。

五、检验作品

1.每组一位同学带着作品上台，10组一起展示，仔细观察每组的降落伞，看最终哪些组能成功保护。

六、改进完善

1.成功的组说做得好的点，失败的组聊不足。当然课后大家可以尝试用AI对组内作品进行评价反馈。

2.鹌鹑蛋想要安全落地需要降落伞尽可能慢地落地，可能和什么因素有关？（伞面大小、伞绳长短等）选取一个因素，组内讨论并完成实验设计，最终的对比只能留到课后进行。

【设计意图】前几个环节主要是引导五年级学生经历一个完整的、基于科学原理的微型工程设计流程，在解决“保护鹌鹑蛋”这一真实有趣挑战的过程中，深刻体验工程思维（设计、制作、测试、优化）与科学探究（原理应用、变量分析）的紧密结合，培养综合性的工程素养和解决复杂问题的能力。

七、评价反馈

完成最后的评价表，对自己这节课的表现等给予评价。

【设计意图】引导学生反思自身在工程设计流程各环节（如问题理解、方案设计、动手制作、团队合作、反思改进）的表现，促进元认知发展。

八、回顾

今天这节课我们体验了工程实践的各个环节，从明确问题、设计方案、尝试制作、检验作品、改进完善、评价反馈，其实还可以对改进后的作品进行展示。希望今后大家在课堂或者生活中发现了合适的问题，就可以用这样方式去设计制作出自己的作品。