探究型教學(xué)設(shè)計(jì)案例——《生物的啟示》案例背景我們都知道“教學(xué)沒有唯一，只有適合”。只要是適合學(xué)生，利于學(xué)生身心發(fā)展的教學(xué)我們都可以去嘗試。所以，我一直在思考，我們上自然課的目的是什么，僅僅是為了上好這35分鐘嗎？其實(shí)不然，要上好一節(jié)課并不是一件容易的事，如果能讓學(xué)生在上完課后意猶未盡，仍能進(jìn)行自主探究，這才是我們追求的目標(biāo)。最近幾年，我們學(xué)校一直在朝著這個(gè)方向努力，尤其是在今年我校綜合組成立了《基于學(xué)?；A(chǔ)學(xué)科的學(xué)生探究型活動(dòng)的學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)和實(shí)施》項(xiàng)目組，更是給我們提供了一個(gè)很好的平臺(tái)。在此基礎(chǔ)上，我設(shè)計(jì)了這節(jié)課。這節(jié)課是自然科教版第五冊(cè)第五單元《生物的啟示》?！渡锏膯⑹尽肥且黄嘤龑W(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力的好課文，要通過教學(xué)，使學(xué)生明白，創(chuàng)造發(fā)明并不神秘，科學(xué)就在我們身旁，只要我們勤于觀察、善于觀察，富于想象、敢于聯(lián)想，就一定能從生物身上受到某種啟示，有所發(fā)現(xiàn)、有所發(fā)明創(chuàng)造。從整體來(lái)說(shuō)，本冊(cè)教材從第一單元至第四單元的探究要求都是探究生物的結(jié)構(gòu)與功能，分別對(duì)植物、動(dòng)物的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系進(jìn)行了探究。本單元是對(duì)前四個(gè)單元的延續(xù)和提升，我在前三節(jié)課教學(xué)時(shí)從已有的仿生建筑出發(fā)，開闊學(xué)生的思路，引發(fā)學(xué)生對(duì)未來(lái)仿生器材的設(shè)想。首先，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)人們模仿蛋殼輕巧而堅(jiān)固的形狀，建造了眾多球形建筑，由此啟發(fā)學(xué)生探究蛋殼的結(jié)構(gòu)與功能；接著探究魚類的流線型體形，思考魚的身體結(jié)構(gòu)與其生活方式之間的聯(lián)系；最后，通過觀看錄像及圖片，讓學(xué)生體會(huì)到大自然是人類的老師。三年級(jí)學(xué)生已經(jīng)具有了一定的探究力和創(chuàng)造力，但缺乏一些觀察力和想象力。而且大部分學(xué)生可能會(huì)認(rèn)為創(chuàng)造發(fā)明是大人的事情，與我們學(xué)生無(wú)關(guān)，所以他不太會(huì)去留意身邊的事物。有問題找家長(zhǎng)、找老師，因此現(xiàn)在的學(xué)生自己解決問題的能力不強(qiáng)。而有些學(xué)生雖然有很好的構(gòu)思，可是得不到家長(zhǎng)與老師的鼓勵(lì)與支持，最終也就不了了之，這就扼殺了學(xué)生的創(chuàng)造力。通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，我希望能激發(fā)學(xué)生探究的興趣，多注意觀察周圍的事物，多思考，多創(chuàng)造。作為學(xué)校、老師，我們要多給學(xué)生一些機(jī)會(huì)，讓他們能一展所長(zhǎng)，通過自己的努力來(lái)設(shè)計(jì)創(chuàng)造一些好的發(fā)明，解決一些簡(jiǎn)單的問題。為了能充分啟發(fā)學(xué)生的探究潛能，發(fā)揮他們的想象力和創(chuàng)造力，因此在上完“奇妙的殼”、“靈巧的魚”、“大自然‘老師’”這三節(jié)課后，我結(jié)合我校學(xué)生的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了這堂課。這堂課的設(shè)計(jì)思路是：首先，請(qǐng)學(xué)生收集一些仿生產(chǎn)品進(jìn)行交流，一方面是對(duì)之前所學(xué)知識(shí)的復(fù)習(xí)與鞏固，另一方面也是課堂學(xué)習(xí)的一種延伸，讓學(xué)生體驗(yàn)到科學(xué)與我們的生活息息相關(guān)。學(xué)生通過尋找收集仿生產(chǎn)品，進(jìn)行交流，進(jìn)一步體會(huì)到大自然的奇妙。接著通過賞析本校學(xué)生的一些小發(fā)明，使學(xué)生了解到這些發(fā)明創(chuàng)造就在我們身邊，人人都可能成為發(fā)明家。從而激發(fā)學(xué)生探究的欲望。最后啟發(fā)學(xué)生根據(jù)生活中遇到的問題，將不同物體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)組合起來(lái)，從而發(fā)散思維，激發(fā)創(chuàng)造力。這節(jié)課其實(shí)是前幾節(jié)課的延伸，希望學(xué)生能從已有的事例中得到啟示，引導(dǎo)他們仔細(xì)觀察，充分發(fā)揮他們的想象力和創(chuàng)造力。使學(xué)生懂得發(fā)明創(chuàng)造本身就是來(lái)源于生活，人人都可以成為“發(fā)明家”。案例過程片段一：仿生產(chǎn)品小交流師：前階段，我們上了《生物的啟示》，了解了“奇妙的殼”、“靈巧的魚”、“大自然的老師”。知道了人類仿造各種生物的某些特征，發(fā)明了許多產(chǎn)品。在課外你們有沒有找到類似的仿生產(chǎn)品呢？生：一天，魯班上山時(shí)，手不小心，被小草劃破了。魯班拿起小草一看，發(fā)現(xiàn)小草邊緣上有很多小齒（展示帶齒的小草），魯班就利用小草的這個(gè)特點(diǎn)發(fā)明了鋸子（出示自帶的鋸子）。生：（出示東方明珠電視塔模型）這是什么？[眾答：東方明珠電視塔]你們知道它上面的圓形建筑是仿造什么建成的？（出示雞蛋）因?yàn)楣靶蔚皻つ艹惺鼙容^大的壓力，所以人們就根據(jù)這個(gè)道理，發(fā)明了很多表面彎曲、形如蛋殼的薄殼建筑結(jié)構(gòu)，既堅(jiān)固又節(jié)省材料。生：（出示雨傘，并打開）同學(xué)們你們看這是我們生活中常見的雨傘，你們看它像什么？（出示蘑菇圖片）傘就是模仿蘑菇的外形制成的。生：（生身穿一套迷彩服）大家看，我身上穿的這套迷彩服，它是仿造變色龍（出示變色龍圖片）身上的保護(hù)色制成的。它被廣泛運(yùn)用于戰(zhàn)爭(zhēng)中，可以起到隱蔽自己的作用。生：（生做飛行的動(dòng)作）同學(xué)們你們看，我模仿的是哪一種動(dòng)物？（生答：鳥）對(duì)，鳥類能在空中自由飛翔，為此人類經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的探索，仿造鳥類的外形、結(jié)構(gòu)和功能制成了飛機(jī)（出示飛機(jī)模型），實(shí)現(xiàn)了人類自由翱翔的愿望。生：（出示鴨子模型）我們知道鴨子能在水中游泳，是因?yàn)樗_上有腳蹼。為此，人類仿造鴨子的這個(gè)功能制成了腳蹼（出示腳蹼）。大家看它像不像鴨子的腳啊？（眾答：像）生：（出示蝙蝠、雷達(dá)圖片）我們都學(xué)到《蝙蝠與雷達(dá)》這一課，知道蝙蝠為什么能在漆黑的夜晚自由飛行、捕食飛蟲而不撞著其他物體嗎？（學(xué)生答：因?yàn)轵鹉軓淖?、鼻發(fā)出人們聽不見的超聲波，超聲波能向著一個(gè)固定的方向快速傳播，遇到障礙就會(huì)返回，被蝙蝠耳朵接受。所以它能夠判斷哪些是食物，哪里有危險(xiǎn)。）科學(xué)家就是根據(jù)這一原理，發(fā)明了雷達(dá)。生：（出示魚的模型）魚的身體呈流線型，這樣它游動(dòng)時(shí)就能減少阻力，游得快。（出示船的模型）為此，人類仿造魚的體型制成了船，使它在水中航行時(shí)減少了水的阻力，行駛得更快。除此之外，汽車、飛機(jī)也利用了這種流線型來(lái)減少空氣的阻力。片段二：學(xué)生作品小研究師：大自然中各種生物的某些特征給了我們很多的啟示。其實(shí)，只要你仔細(xì)觀察，多動(dòng)腦筋，你還能從我們周圍得到更多的啟示。師：我們六師附小的學(xué)生就從中得到了很多啟示，發(fā)明了很多東西，你們想不想看一看？生：（異口同聲地說(shuō)）想。師：（展示學(xué)生小發(fā)明的ktv板）每一組選一項(xiàng)小發(fā)明來(lái)研究。要求：1、他為什么會(huì)有這樣的想法？2、他是如何改進(jìn)的？3、改進(jìn)以后有什么特點(diǎn)？4、你們覺得還有什么不足之處？如果是你會(huì)如何完善？學(xué)生分組研究。第一組生：我們研究的是徐意淳同學(xué)發(fā)明的“滑蓋式筆套”。這個(gè)項(xiàng)目曾獲得“上大附中杯”第十三屆上海市青少年創(chuàng)造發(fā)明設(shè)計(jì)競(jìng)賽暨首屆創(chuàng)新能力公開賽一等獎(jiǎng)。他發(fā)現(xiàn)水筆寫字時(shí)，需要把筆蓋取下，但寫完后時(shí)常發(fā)現(xiàn)筆套沒了，這樣不僅會(huì)使筆頭干枯、出水不暢，而且若筆頭掉地，易摔壞筆尖的小圓珠，整枝筆芯都將報(bào)廢。為此他發(fā)明了只要把筆套往下推行，使其緊裹住筆桿，就可以開始寫字的滑蓋式筆套，這樣就不用擔(dān)心筆套找不到了。生：他是將筆套和筆桿整合在一起，解決了我們學(xué)習(xí)中遇到的困難。第二組生：我們研究的是郭思奕同學(xué)發(fā)明的“轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)便攜式肥皂”。這個(gè)項(xiàng)目獲得“上大附中杯”第十三屆上海市青少年創(chuàng)造發(fā)明設(shè)計(jì)競(jìng)賽暨首屆創(chuàng)新能力公開賽三等獎(jiǎng)。他是從我們常用的固體膠中得到了啟發(fā)，發(fā)明了這個(gè)項(xiàng)目。老師和家長(zhǎng)經(jīng)常提醒我們要養(yǎng)成飯前便后洗手的良好習(xí)慣?？墒枪嫁劝l(fā)現(xiàn)洗手液和肥皂在水斗邊放的時(shí)間長(zhǎng)了，不是用完了，就是找不到了。外出游玩時(shí)，也不方便攜帶。怎么辦？一次偶然的機(jī)會(huì)，他在做手工時(shí)，看到了固體膠用完了，看著空殼使他有了一種設(shè)想，將肥皂做成固體膠那樣，不用時(shí)旋在殼內(nèi)保存，使用時(shí)旋出來(lái)，這不是很方便嗎？于是，他就發(fā)明了這個(gè)“轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)便攜式肥皂”。生：它不僅攜帶方便，而且可以替換。既節(jié)能又環(huán)保。第三組生：大家好，我們研究的是蒲心韻同學(xué)發(fā)明的“多功能門墊”。這個(gè)項(xiàng)目也獲得了“上大附中杯”第十三屆上海市青少年創(chuàng)造發(fā)明設(shè)計(jì)競(jìng)賽暨首屆創(chuàng)新能力公開賽三等獎(jiǎng)。有一次，他和爸爸去探訪一個(gè)朋友，可是因?yàn)槭稚狭嘀S多東西，所以無(wú)法用手按門鈴，只能用腳去踢。他覺得這樣很不禮貌。于是他就想在門墊上做些改進(jìn)。生：他想如果我們只要腳踏上門墊，門鈴就會(huì)響起，那不是很方便嗎？生：而且門墊的門鈴部位還可以設(shè)計(jì)成夜光的，即使在黑夜也能輕易的識(shí)別。生：我覺得還可以設(shè)計(jì)一些其他的功能。比如說(shuō)：顯示日期、能驅(qū)蚊等。生：我覺得這種設(shè)計(jì)還有一個(gè)好處，就是可以防小偷。因?yàn)樾⊥抵灰徊鹊介T墊上門鈴就會(huì)想，小偷就沒辦法偷東西了。第四組生：我們組研究的是曹雋哲同學(xué)發(fā)明的“便攜式鞋刷”。他爸爸因工作關(guān)系，上班要穿皮鞋。可是走的路長(zhǎng)了，皮鞋上總會(huì)粘上一些灰塵。曹雋哲經(jīng)?？匆姁鄹蓛舻陌职挚偸怯貌徒砑埐列?。于是他想哪些愛干凈的叔叔阿姨也會(huì)遇到和爸爸一樣的尷尬，怎么辦？能不能將鞋油、鞋刷和皮鞋組合在一起呢？生：通過觀察，他發(fā)現(xiàn)皮鞋的跟部比較厚，可以充分利用起來(lái)。生：于是他就將鞋油裝在鞋刷的手柄處，再把鞋刷藏在皮鞋的跟部。這樣就把三樣物體組合起來(lái)。他所利用的是組合法。生：他的這個(gè)發(fā)明使用起來(lái)也挺方便的，而且又能節(jié)約許多餐巾紙，起到節(jié)能環(huán)保的效果。第五組生：我們組研究的是黃顧宸同學(xué)發(fā)明的“空心內(nèi)灌式滾筒”，他曾榮獲第二十五屆浦東新區(qū)（北片）青少年科技創(chuàng)新大賽一等獎(jiǎng)。生：一次，他和爸爸媽媽一起裝修臥室。他發(fā)現(xiàn)粉刷墻壁時(shí)總是要一次又一次蘸油漆或涂料，很麻煩?？吹搅丝招牡臐L筒，他受到了啟發(fā)。他的設(shè)計(jì)是一次在手柄內(nèi)灌入油漆涂料，按按鈕壓入氣壓，使涂料倉(cāng)內(nèi)的涂料進(jìn)入滾筒，通過滾筒上均勻分布的小孔將涂料均勻的涂在滾筒上，這樣就可以不沾涂料進(jìn)行粉刷了。生：這個(gè)設(shè)計(jì)有一個(gè)缺點(diǎn)，就是每個(gè)滾筒只能涂一種顏色，如果要換其它顏色怎么辦？生：可以設(shè)計(jì)一個(gè)便于清洗和拆卸的內(nèi)槽，這樣就可以涂不同的顏色了。第六組生：吸盤和花盆是兩個(gè)完全不相干的物體。而胡平同學(xué)卻把這兩樣物體結(jié)合起來(lái)，發(fā)明了“可吸式安全花盆”。生：現(xiàn)在很多人都會(huì)在自己家的陽(yáng)臺(tái)上種花，這樣即美化環(huán)境，又陶冶情操?？墒敲慨?dāng)大風(fēng)大雨來(lái)臨時(shí)，這些花盆又成為不安全的隱患。一次偶然的機(jī)會(huì)，他在課間玩吸盤球的時(shí)候，看到了塑料吸盤，得到了啟發(fā)：把吸盤裝在花盆底部呢。于是他便發(fā)明了“可吸式安全花盆”。生：這個(gè)發(fā)明曾獲得第二十五屆浦東新區(qū)（北片）青少年科技創(chuàng)新大賽一等獎(jiǎng)。生：這個(gè)發(fā)明也是用了組合法。提高了花盆的安全性。第七組生：胡文怡因?yàn)槠綍r(shí)看到父母買菜回來(lái)時(shí)，手上總是被沉重的袋子弄出好幾條勒痕。她自己也嘗試過，那感覺非常難過。所以她發(fā)明了這個(gè)可以減輕痛苦、保護(hù)雙手的“簡(jiǎn)易拎菜器”。生：整個(gè)“簡(jiǎn)易拎菜器”是用鋁合金制成的，即輕便，又堅(jiān)固。而且中間是空心的，可以減輕重量。生：握柄處內(nèi)部是硬塑料，外部是軟海綿。這樣握在手中也會(huì)感覺比較舒適。第八組生：我們研究的是“按壓式牙膏”。他發(fā)現(xiàn)奶奶和小妹妹擠牙膏不是很方便，很容易擠得很多，而且忘記蓋蓋子，這樣就不衛(wèi)生了。想起每天晚上用的沐浴露，他得到了啟發(fā)。將牙膏殼換成按壓式的瓶子，用時(shí)擠在牙刷上，既能輕便地按壓，控制牙膏的量，又能重復(fù)使用。生：他設(shè)計(jì)的牙膏是可以替換的，能減少塑料的浪費(fèi)，節(jié)能環(huán)保。生：他的這個(gè)設(shè)計(jì)獲得了第二十五屆浦東新區(qū)（北片）青少年科技創(chuàng)新大賽二等獎(jiǎng)。第九組生：大家好，我們研究的是樊不多發(fā)明的“節(jié)能環(huán)保電動(dòng)梳子”。生：這個(gè)項(xiàng)目獲得了第二十五屆浦東新區(qū)（北片）青少年科技創(chuàng)新大賽二等獎(jiǎng)。生：他經(jīng)?？吹綃寢層檬嶙虞o助吹頭發(fā)，還要不停的轉(zhuǎn)動(dòng)梳子，很麻煩、很累。在一次刷牙時(shí)，他受到了電動(dòng)牙刷的啟發(fā)，聯(lián)系到他在模型班中學(xué)到的電動(dòng)模型飛機(jī)的知識(shí)，只要充幾分鐘的電，飛機(jī)就能飛的原理，他想：能否將其轉(zhuǎn)動(dòng)的功能運(yùn)用到梳子上呢？生：他在滾筒梳中間加上電機(jī)，手柄內(nèi)按上蓄電池，在梳子頂部按塊太陽(yáng)能電池板。使用時(shí)，按動(dòng)開關(guān)，梳子轉(zhuǎn)動(dòng)，梳頭發(fā)。不使用時(shí)，太陽(yáng)能電池板能為蓄電池充電。生：這個(gè)梳子使用起來(lái)既方便又節(jié)能環(huán)保。生：如果在中間加一個(gè)凹槽，可以放入染發(fā)劑，那就更好了。片段三：我的創(chuàng)意小發(fā)明師：欣賞了這些小發(fā)明，相信大家一定得到了很多啟示，我想你們一定也有一些好的構(gòu)思和發(fā)明吧！你們想不想跟這些哥哥姐姐一樣，在這塊板上也寫上你們的名字，畫上你們的小發(fā)明呢？生：（爭(zhēng)先恐后地答道）想。師：在每一組桌上都有一張“上海市第六師范附屬小學(xué)小發(fā)明金點(diǎn)子設(shè)計(jì)方案”。你們可以以小組為單位共同發(fā)明或構(gòu)思一個(gè)項(xiàng)目。師：你們可以從這三個(gè)方面入手：你為什么會(huì)有這樣的想法（即存在的缺點(diǎn)）？你是如何改進(jìn)的？改進(jìn)以后有什么特點(diǎn)？學(xué)生分組設(shè)計(jì)生：我們都知道老師上課寫粉筆字，手會(huì)弄臟，而且粉筆也很容易斷。所以我們就想有什么辦法即可以保持手的干凈，又提高粉筆的使用功能。從剛才“轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)便攜式肥皂”中我們得到了啟示。我們?cè)O(shè)計(jì)的是一個(gè)類似于唇膏的粉筆套。老師寫字時(shí)只要手捏住套子就不會(huì)弄臟了。而且每次用時(shí)，只要轉(zhuǎn)出一小部分就可以了，這樣粉筆也就不容易斷裂，提高了使用壽命。生：我人比較矮小，所以每次擦黑板上面的字都要跳起來(lái)，或者是那個(gè)椅子很麻煩。我們小組就設(shè)計(jì)了這樣一個(gè)黑板擦，它是在黑板擦后面安裝一個(gè)可以伸縮的手柄，這樣即使再高的地方我也能很容易的擦到了。生：我家里大大小小的垃圾袋很多，可是有些太大了，有些太小，套不上垃圾桶，怎么辦？我們小組從折疊式的椅子得到了啟發(fā)。利用椅子的“χ”形支架，在上面釘幾個(gè)釘子，這樣不管多大的袋子都可以掛上去使用。而且存放起來(lái)也很方便。生：我們?cè)O(shè)計(jì)的是一個(gè)“滑套橡皮”。平時(shí)我們寫錯(cuò)字時(shí)，就要把筆放下去拿橡皮擦，這樣就打斷了我們的思路。所以我們有了這樣一個(gè)想法：將筆和橡皮結(jié)合起來(lái)。在筆上安裝一個(gè)滑套，套上橡皮。這樣寫錯(cuò)時(shí)只要按下橡皮，它就會(huì)滑下來(lái)，便于你擦；不用時(shí)再滑上去。生：我們?cè)O(shè)計(jì)的是“橡膠釘子”。平時(shí)使用釘子時(shí)很容易扎到手。于是我們就像在釘子下端加上一層橡膠。使用時(shí)把橡膠往上推就可以了。這樣就可以避免手被弄傷。師：同學(xué)們有這么多發(fā)明構(gòu)想，再一次證明，創(chuàng)造發(fā)明并不難，只要我們認(rèn)真觀察，善于聯(lián)想，就一定能成功。發(fā)明構(gòu)想并不等于發(fā)明就完成了，要把構(gòu)想變成現(xiàn)實(shí)，仍須努力。請(qǐng)同學(xué)們利用課余時(shí)間，繼續(xù)努力，進(jìn)一步完善你們的小發(fā)明，然后交給老師。老師希望能看到更多、更好的發(fā)明。案例反思其實(shí)孩子天生就是“發(fā)明家”，因?yàn)樗麄兊奶煨跃褪呛没孟耄挥邢胂罅Γ３０驯静魂P(guān)聯(lián)的事物粘在一起，把本來(lái)沒有的東西想象出來(lái)了。但一提到發(fā)明創(chuàng)造，他們就畏懼了，他們覺那是科學(xué)家的事，我們小孩子可望不可及。作為自然課老師，就是要通過具體的教學(xué)行為，消除學(xué)生的畏懼感，激活學(xué)生的創(chuàng)造才能，使學(xué)生明白：創(chuàng)造發(fā)明并不神秘。科學(xué)就在自己身旁，只要多觀察、多研究，就一定能成功。整堂課中我把時(shí)間完全交給學(xué)生，體現(xiàn)了以學(xué)生為本的教學(xué)理念，運(yùn)用“引導(dǎo)→探究”模式進(jìn)行教學(xué)，體現(xiàn)了探究學(xué)習(xí)的基本過程。在課堂上鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)參與、主動(dòng)探究，實(shí)現(xiàn)了對(duì)學(xué)生探究能力培養(yǎng)的過程。親歷過程是創(chuàng)造發(fā)明的源泉廣博的知識(shí)和豐富的想象力是學(xué)生開展創(chuàng)造發(fā)明的基礎(chǔ)。課前讓學(xué)生廣泛搜集生物啟示的實(shí)例，實(shí)際上是一次親歷創(chuàng)造發(fā)明的過程，學(xué)生在搜集的過