□郑迎进
　　笔者以江苏凤凰教育出版社出版的五年级下册科学教材第二单元“仿生”为例，结合单元教学目标，从教学设计原则、活动实施策略及关键建议三方面，探讨如何通过情境化探究、技术赋能与社会责任教育，让课堂成为学生科学素养成长的沃土，为一线教师提供教学参考。
　　一、以真实情境为锚点，唤醒科学好奇心
　　科学探究始于对现象的追问。“仿生”单元的教学应从学生熟悉的生活现象切入，通过认知冲突激发学生的好奇心。例如，在《蛋壳与薄壳结构》教学中，教师以“手握鸡蛋”的实验导入，学生发现蛋壳竟能承受大力而不碎，这与日常“磕鸡蛋”的经验形成鲜明对比，瞬间点燃学生的探究欲望。在《鸟类飞行与机翼设计》中，教师可提问：“为什么飞机机翼的弧度与鸟类翅膀如此相似？”当学生发现看似无关的事物竟有关联性时，教师顺势提问：“人类如何从生物身上‘偷师学艺’？”通过“生物—发明”的类比，让学生意识到仿生学的核心逻辑是向自然学习。
　　在《海豚与声纳》教学中，情境设计需更具代入感。教师可播放纪录片片段：在浑浊的河水中，海豚通过声波精准定位鱼群的位置。随后抛出问题：“如果让你在黑暗中寻找目标，你会怎么做？”学生可能会想到用手电筒、雷达等工具，此时教师提问：“海豚不需要光线，仅靠声音就能‘看见’世界。科学家如何模仿它的能力进行发明创造？”通过真实场景对比，学生不仅明白了声纳的工作原理，更感受到生物适应环境的智慧。
　　真实情境的创设需要多维度支持。教师可借助实物观察、故事讲述或技术手段，将抽象概念具象化。例如，在《蜘蛛丝与高强度材料》主题中，学生通过显微镜观察蜘蛛丝纤维结构，再结合AR技术动态演示拉伸过程，便能直观理解其“轻质高强”的特性。这种从生活到科学、从现象到本质的路径，不仅降低了学习门槛，更培养了学生“观察—提问—验证”的科学思维习惯。
　　二、以探究路径为主线，构建科学思维
　　科学探究是“仿生”单元的核心学习方式。教师需设计层层递进的探究活动，引导学生经历“猜想—实验—解释—应用”的完整过程。以《蛋壳与薄壳结构》一课为例，在探究蛋壳承重原理时，学生先通过“戳蛋壳”实验对比开口方向对强度的影响，再画拱形曲线、分析力的分散路径，最终用“站人挑战”验证结论。这一过程将动手操作与动脑思考紧密结合，使学生在实践中自主建构知识。
　　探究活动的设计需注重阶梯性与开放性。比如，在“拱形结构”探究活动中，可设置分层任务。基础层：用A4纸搭建平桥与拱桥，测试承重差异，记录数据；进阶层：分析赵州桥的多拱设计，讨论跨度与承重的关系；挑战层：利用废旧材料设计一座仿生拱桥，要求兼具美观与实用性。这种分层任务既照顾了学生的能力差异，又鼓励创新思维。在探究活动中，教师应预留“空白环节”。例如，在“仿生机械臂”设计中，允许学生自主选择模仿对象，并通过对比实验优化结构，让课堂成为创意迸发的舞台。
　　三、以技术赋能为支撑，突破认知边界
　　仿生学涉及力学、材料学、生物学等多学科知识，部分概念对小学生而言较为抽象。现代教育技术成为破解认知难点的利器。例如，在探究蜂巢结构时，教师可进行“虚实结合”的递进式教学设计，先让学生用卡纸搭建不同形状的蜂窝模型，记录承重实验数据；随后利用建模软件，通过参数调节观察正六边形结构在力的分布、空间利用率等方面的独特优势。这种“具身实践+数字验证”的模式，既保留了传统实验培养学生动手能力的优势，又通过技术拓展了学生的观察维度。“技术显影，思维显性”的设计原则，确保每个虚拟实验都成为培养学生科学思维能力的阶梯，让抽象的多学科知识在技术赋能中沉淀为可迁移的创新能力。
　　四、以社会责任为归宿，升华学习价值
　　仿生学的终极目标是为人类社会发展服务。在教学中，教师需引导学生思考“科学如何改善生活”，将知识学习升华为责任教育。例如，在“薄壳结构与安全帽”环节中，学生通过“豆腐脑实验”直观感受大脑的脆弱性，再亲手测试头盔的抗冲击性能，由此理解“科技创新守护生命安全”的意义。教师可进一步拓展讨论：“除了头盔，还有哪些仿生设计能减少事故伤害？”引导学生联想到防撞汽车的蜂窝结构、抗震建筑的龟壳设计等案例，深化“科技向善”的价值观，将对学生社会责任感的培养融入实践项目中。
　　开展“仿生创意设计大赛”，要求学生针对校园或社区的真实问题提出解决方案。有的小组设计“仿生减震书包”，模仿猫爪肉垫结构缓解肩部压力；有的小组发明“仿荷叶疏水屋顶”，利用超疏水材料解决雨天积水问题。此类活动不仅锻炼学生的工程思维，更让他们体会到“小发明也能改变大世界”。此外，教师可组织“伦理辩论会”，围绕“仿生机器人是否应替代人类工作”等议题展开讨论，引导学生辩证看待科技发展的双刃剑效应。
　　五、教学实施的关键策略
　　1.过程性记录，让成长看得见
　　教师可设计“科学记录本”，要求学生记录每日观察、实验数据与反思。例如，在“蛋壳承重”实验中，记录内容包括：
　　我的猜想：开口向上的蛋壳更容易破。
　　实验现象：用铅笔戳开口向上的蛋壳时，蛋壳立即破裂，而趴着的蛋壳未破裂。
　　我的解释：拱形结构能将力分散到整个曲面。
　　这种记录方式帮助学生梳理思维脉络，也为教师评估提供依据。此外，通过作品展示、小组互评、实验报告答辩等多元评价方式，全面反馈学生的参与度、创新力与合作精神。
　　2.跨学科融合，让知识立体鲜活
　　教师还可以联合美术课开展“自然形态创意写生”，让学生用绘画记录生物的结构之美；与语文课合作撰写“仿生科技改变生活”的说明文；邀请工程师走进课堂，分享仿生材料在航天、医疗等领域的应用……这种打破学科壁垒的教学设计，不仅能深化学生对仿生学的理解，更能培养他们综合运用知识解决复杂问题的能力。
　　“仿生”单元的教学，是要点燃学生对自然奥秘的好奇之火、对科技创新的探索之火。当学生站在鸡蛋上惊叹薄壳结构的坚固时，当他们在AR影像中触摸力线的流动时，当他们用自己设计的仿生作品解决实际问题时，科学的种子已悄然生根发芽。作为教师，我们应用情境激发兴趣，用探究锻造思维，用技术赋能理解，用责任引领价值，让每一次教学都成为学生与自然智慧对话的桥梁。