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    20.大脑的开发与利用 教学设计

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    20.大脑的开发与利用 教学设计

    1、20.大脑的开发与利用 【主要概念】 人体由多个系统组成%分工配合%共同维持生命活动 【涉及课标】 10.3 人脑具有高级功能,能够指挥人的行动,产生思想和情感,进行认知和决策。 简要描述脑是认知、情感、意志和行为的生物基础。 10.4 脑需要被保护。 举例说出为保护脑的健康需要采取的主要措施。比如,人需要充足的睡眠,需要避免 长期的精神压力,防止外界的激烈冲撞,保持愉快、积极的情绪等。 10.5 生活习惯和生存环境会对人体产生一定影响。 列举睡眠、饮食、运动等影响健康的因素,养成良好生活习惯。 【教材分析】【教材分析】 本课是整单元第四课,第一课区分刺激与反应,第二课探究信息传递过程,第三课

    2、探究 大脑的轻重、模样、功能和分工,第四课爱护大脑和科学用脑。四课采用递进式结构,按照 “从概念到过程, 从过程到内在, 从内在到爱护和使用” 的逻辑编排。 本课采用分列式结构, 围绕脑科学的运用,以四个活动为核心展开三个内容。第一个内容,学习图形表征。活动 1: 接课文“脑科学的研究成果为学习科学打下了基础”之后,借助大脑功能图,指导学生分析 此图怎样将相关知识联系起来,让学生了解气泡图的形式和作用。活动 2:用图片介绍鱼骨 图的形式,指导学生把卡片提供的“人类在不同阶段对地球的认识”,按照鱼骨图的要求填 到相应的空框里,让学生在活动中体会此形式的作用并初步学会使用。第二个内容,认识人 工智

    3、能。活动 3:通过阅读课文关于人工智能的资料,采用图文结合的方式,引导学生想象 人工智能的应用前景,开拓学生的视野,增进对未来科技的向往。第三个内容,讨论大脑保 护。活动 4:阅读介绍大脑保护的资料,辨别具体做法是否合理。课文首先以资料的形式介 绍大脑工作消耗能量的情况和与保护大脑相关的一些知识,然后启发学生依据上述资料,对 具体做法进行辨析,指导学生掌握一些怎样保护大脑的知识。 【学情分析】【学情分析】 五年级学生初步接触大脑、 神经内部结构, 前置课程学习和积累会对本课学习产生影响。 五年级学生有一定表达能力和逻辑素养,但是用思维导图表达输出会参差不齐,面向全体学 生需要巧妙分组、协作。学

    4、生思维发散性不够,畅享人工智能的发展前景会局限、集中在某 些方面。 【教学目标】【教学目标】 1.知道脑科学的研究成果为学习科学打下了基础。 2.知道什么是人工智能及其应用前景。 3.能利用资料,辨析一些做法是否有利于大脑的保护。 4.能用图形表征表达一些事物的联系。 【重点与难点】 重点:了解人们对脑科学知识的运用。 难点:用图形表征建立事物的联系。 【教学准备】【教学准备】 教师材料:PPT、视频素材等。 学生材料:气泡图、鱼骨图、概念图等记录纸。 【教学过程】【教学过程】 一、激发兴趣导课一、激发兴趣导课 1.谈话:上节课的学习,我们已经了解到人体大脑有一些基本的功能:记忆、认知、语 言

    5、、书写、情绪、思考、运动. 2.如果利用图形表征对它们进行整理,可以是这样子的(出示气泡图) 3.引导观察、思考: 观察大脑功能气泡图,你能发现什么?(大脑功能很丰富) 气泡图所列的每项功能之间是什么关系?(独立的、平行的) 你还知道大脑具有哪些功能吗? 4.播放超强大脑片段,谈感受: (1)这段视频中,最令你感叹的是什么? (2)你还想知道什么?(你是不是很好奇,视频中主人公所表现出来的这些“特异”功 能是怎么来的呢?我们也能拥有这样的技能吗?如何获得?) 5.(你认为)什么是大脑的开发和利用?(板书课题) (1)指名汇报,调查学生前概念 (2)过渡谈话:人类对大脑的开发和利用经历了一些特殊

    6、的阶段。 【设计意图:结合回顾上一课教学成果,开门见山地引出“气泡图”这种图形表征法; 通过对气泡图的逐步分析,快速引发学生探究兴趣;通过观看“超强大脑”剪辑片段,聚焦 课题“大脑的开发与利用”并调查学生前概念。】 二、体验大脑的开发和利用二、体验大脑的开发和利用 1.任务驱动:阅读以下资料,独立用鱼骨图表达“人类对大脑的认知理论”模型。 人类对大脑的开发和利用经历了一些特殊的阶段,形成了相应的理论体系:公元前三世 纪,属于自然哲学理论;1811 年,贝尔(C. Bell)根据高等动物和人的脑形态与功能不同, 开启了脑机能定位理论;19 世纪末,英国生理学家谢灵顿和俄国生理学家巴甫洛夫几乎同时

    7、 创生了经典神经生理学理论;后来,又出现了细胞神经生理学理论和化学通路理论,使人类 对脑功能的认识推进到了分子水平;70 年代中期,当代神经科学理论崛起。 2.交流、讨论 (1)在小组交流各自的表达结果,与同伴交流疑惑。 (2)讨论:公认的表达结果是怎样的?还有其它不同的表达方式吗?为什么? 3.引导归纳 (1)对比前面的“气泡图”,这种鱼骨图的图形表征有什么特点? (2)仔细观察刚刚整理好的鱼骨图,你有什么更深入的发现? (人类对大脑的认知越来越全面,从另一侧面说明大脑功能越来越复杂) 你觉得这些复杂的大脑功能是如何实现的?它们原本就有吗? (有些有,但是利用得越来越好;有些没有,没有的被开

    8、发出来) (3)板书: 开发从无到有;利用从有到优。 【设计意图:通过引导学生完成“鱼骨图”表征的尝试、讨论、交流以及与气泡图的对 比, 丰富图形表征的内涵; 通过对给定的大脑相关资料的阅读分享, 再次辨析 “大脑的开发” 、 “大脑的利用”。】 三、认识人工智能三、认识人工智能 1.谈话:人类对大脑的开发和利用正飞速发展,而今,我们全面进入“人工智能时代” 2.设问:你直觉中的“人工智能”是怎样的? 3.阅读资料,归纳总结 (1)初读,提取关键信息:什么是人工智能? (2)再读,提取关键信息:人工智能技术对人类大脑功能的开发和利用表现为哪几个方 面? (3)三读,提取关键信息:人工智能不同于

    9、简单机器人的特点? 4.拓展信息,畅想未来 (1)观看视频,了解:人工智能的发展历程。 (2)畅想未来,说说:人工智能在未来可以做哪些事情(应用领域)? 5.讨论“人工智能”概念图 (1)演示:汇总以上表征,形成的“人工智能”概念图 (2)观察“概念图”的内容,对比气泡图、鱼骨图,这样表征有什么好处? (3)思考:用图形表征的过程,与大脑的开发与利用有何关联? 【设计意图: 通过对人工智能相关资料的阅读指导, 帮助学生厘清人工智能的概念内涵; 组织观看人工智能的应用视频,丰富直观感知,自然过渡到畅想人工智能的应用;对比、归 纳三种不同图形表征方法,为切身体验“大脑的开发”与“大脑的利用”,建构

    10、核心概念创 造情境。】 四、讨论大脑保护四、讨论大脑保护 1.谈话:大脑的开发与利用永无止境,大脑需要被保护(板书:保护) 2.阅读资料,汇报:保护大脑健康需要关注哪些方面?(板书:睡眠、作息;空气、心 情);精品教育资料文库。 3.再读资料,辨析: (1)以下做法是否正确,并能说出理由;针对错误的做法提出改进建议 经常保持室内开窗通气 玩滑板车或骑车等戴头盔 经常不吃早餐 轮换做不同学科作业 吃完饭立即做作业 边吃饭边看书 考试前熬夜复习 蒙头睡觉 (2)总结、反思:良好生活习惯和生存环境会对人体产生积极影响。(板书:习惯、环 境) 【设计意图:从大脑的开发与利用自然过渡到大脑需要被保护,落实科学指导(服务) 生活的理念;通过评析具体的行为、习惯,习得大脑保护相关方法与策略,促进学生思维发 展。】 板书设计: 20.大脑的开发与利用


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