中小学教育资源及组卷应用平台 基本信息 学科 小学科学 版本 青岛版·五四制 年级 四年级下册 单元名称 第7单元《创新与发明》 单元主题 创新思维孵化营———从自然启示到科技创造 课时安排 4课时 一、单元主题 “创新思维孵化营———从自然启示到科技创造” 围绕仿生学原理、技术迭代规律、前沿科技应用及科技伦理，引导学生经历“观察→设计→创造→反思”的完整创新链条，培养工程思维与社会责任感。 二、单元大情景 “未来发明家训练营”挑战赛 学生化身“小小发明家”，通过四项任务获取“创新勋章”： 1.任务一：自然密码破译师（《生物的启示》）———破解生物结构中的仿生奥秘； 2.任务二：技术迭代工程师（《印刷术》）———探究技术升级的逻辑； 3.任务三：虚拟世界建筑师（《走进虚拟世界》）———设计VR科技应用方案； 任务四：科技伦理辩论员（《科技改变世界》）———分析技术发展的双面性。 最终目标：举办“校园科技博览会”，展示创新作品并发布《负责任创新宣言》。 三、课程标准分析 核心概念 13.工程设计与物化 学习内容 13.1 技术发明方法； 13.2 科技推动社会变革； 13.3 工程的关键是设计 学段目标 ①举例说明发明创造的常用方法； ②分析技术产品迭代规律； ③制作实物模型并解释科技应用的双面性。 四、单元教材分析 本单元包括《生物的启示》《印刷术》《走进虚拟世界》《科技改变世界》四课，围绕“创新思维与技术演进”主题，引导学生从自然仿生、技术迭代、虚拟科技到社会影响逐层探究，培养工程思维与创新意识。 （一）第24课《生物的启示》 1.核心内容：通过观察生物特征（如蜂巢结构、鸟翼形态）探究仿生学原理，分析生物结构与功能的适应性（如蜂巢轻质坚固启发现代建筑材料）。 2.关键活动： （1）实验：对比不同结构承重能力（六边形 vs 四边形纸筒）； （2）案例：模拟鲨鱼皮设计减阻泳衣，理解“形态–功能”映射关系。 （二）第25课《印刷术》 1.核心内容：梳理印刷技术迭代历程（雕版→活字→激光照排），聚焦技术优化的核心驱动力（效率、成本、精准度）。 2.关键活动： （1）实践：用橡皮章制作活字印刷模型，体验模块化设计优势； （2）对比：分析雕版印刷（耗时）与活字印刷（灵活）的差异，理解技术迭代的社会价值。 （三）第26课《走进虚拟世界》 1.核心内容：探究虚拟现实（VR）技术原理（光学成像、交互传感）及其应用场景（教育、医疗）。 2.关键活动： （1）制作：简易VR眼镜（纸盒+凸透镜），观察全景视频成像； （2）讨论：VR技术对学习方式的变革（如虚拟博物馆参观）。 （四）第27课《科技改变世界》 1.核心内容：辩证分析科技对社会的影响（如网络便利性 vs 信息安全），探讨可持续发展路径。 2.关键活动： （1）案例研究：对比传统书信与电子通信的利弊； （2）倡议设计：制定“绿色科技”行动方案（如减少电子垃圾）。 四课形成“自然启发→技术演进→应用创新→社会反思”的递进链条： 1.纵向递进： （1）《生物的启示》提供创新灵感来源（仿生学基础）； （2）《印刷术》展示技术优化路径（工程实践）； （3）《走进虚拟世界》延伸至前沿科技应用（创新转化）； （4）《科技改变世界》引导批判性反思（责任意识）。 2.横向整合： 仿生学（生物结构）→ 印刷术（机械工程）→ 虚拟现实（信息技术）→ 科技伦理（社会科学），体现STEM跨学科融合。 本单元以“科技源于自然、服务于社会”为暗线，通过实验制作、案例分析、伦理辩论等活动，引导学生经历完整创新流程，呼应青岛版教材“知行合一”的编写理念，为五年级《工程设计与物化》单元奠定基础。 五、教学目标 科学观念 1. 理解仿生学中“结构-功能”关系（如蜂巢轻质承重）； 2. 归纳技术迭代规律（效率 ... ...
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