华南师大乐川启曜突击队原创五堂仿生科创课堂助力青少年汲取自然科学灵感

发布时间:2026-08-03 11:43   来源:大学生云报 | 刘蕴乔   阅读 145一键复制本页标题和网址

新闻报道

7月19至21日,华南师范大学青年大学生乐川启曜突击队走进佛山市顺德区乐从小学,面向在校学生开展五堂独立主题仿生科创课程。团队自主研发五套互不重复的完整教学内容,分别以鱼类流线、芦苇中空、䲟鱼吸盘、蜂巢六边形、穿山甲鳞甲为单独授课主题,每堂课配套专属实操实验、互动答题、创意绘图环节,将流体力学、空间几何、结构力学知识转化为沉浸式科普体验。面向40名小学生,队员依托黏土、芦苇、电子教具组织分组探究,以师范专业力量完成基层青少年科学启蒙。课堂上,小学生借助黏土、芦苇、电子教具完成对照实验、互动答题、创意绘图,在亲手操作中读懂自然亿万年演化形成的力学、几何智慧,突击队队员也在基层讲台以师范专业力量守护少年纯粹的科学好奇心。

流线黏土小舟实验 少年亲手读懂流水造物逻辑

第一堂仿生课以水体流线减阻为核心授课内容。课堂开篇,队员结合岭南龙舟、淡水游鱼实景图片抛出探究问题,将抽象流体力学概念转化为可动手验证的黏土船模实验。学生领取同等重量黏土,自主捏制尖头仿鱼、圆弧形、方形三款小船,依次放入盛满清水的塑料托盘,手持吸管匀速吹气模拟水流冲击。

图为教学成员在仿生鱼类课堂进行流线型概念讲解

图为学生进行流线黏土小舟实验

测试结果直观可辨:尖头小船滑行顺畅稳定,方形、圆形船模极易原地打转、偏离航线。不少学生发现变量问题后,反复重塑黏土、多次重复吹气测试,只为得出准确实验结论。不少孩子捧着自制小舟走到讲台边,主动向队员分享自己的观察发现,明亮的眼神里满是解开科学谜题的兴奋。一捧黏土、一盘清水,原本只存在课本里的阻力知识,变成了看得见、摸得着的真实体验。

芦苇中空结构对照实验 风吹苇秆解锁轻量化承重奥秘

第二堂课聚焦芦苇分节中空的工程结构。队员提前准备纵向切开的芦苇秆标本,分发电子放大镜供全班轮流观察。当学生透过镜头看清芦苇薄壁、节间分层支撑的内部构造时,教室里接连响起惊叹声,不少孩子举手追问野草为何拥有精巧结构。

图为教学成员进行芦苇结构抗风原理讲解

课堂核心吹风对照实验将氛围推向高潮:学生用等量黏土固定粗细一致的空心苇管与实心细杆,同步向前均匀吹气。实心细杆受力后瞬间倾倒,空心苇管仅小幅摇晃便能保持直立,强烈反差让学生瞬间读懂中空材料轻薄抗风的特性。多名学生不断调整吹气力度,主动询问该结构在建筑、管材中的现实应用,一根田间随处可见的芦苇,为孩子们揭开藏在清风里的结构美学。

图为学生进行实心杆和空心杆的吹风对照实验

䲟鱼吸盘仿生课堂 少年天马行空构想生活创新方案

第三堂课以深海䲟鱼头部特化吸盘为科普主线。队员借助高清生物图片,拆解吸盘由背鳍演化而来的生理结构与负压吸附原理,引导学生结合生活列举吸盘类物品,墙面挂钩、车载支架、爬墙清洁机器人等实例被学生一一梳理。开放式创意任务发布后,原本安静的教室变得热闹起来,孩子们伏案书写、快速勾画仿生设计方案。有学生针对课桌杂乱设计吸盘式文具包,有学生关注高铁行李倾倒问题构思防滑吸盘行李箱,还有人设计便携磁吸画板。稚嫩的文字与草图背后,是孩子们想用科学改善日常的热忱,䲟鱼借力而行的自然智慧,在纸上化作一件件贴近生活的创新蓝图。

图为教学成员进行䲟鱼头部特化吸盘仿生知识讲解

图为学生在课堂上书写仿生设计方案

蜂巢六边形互动竞技 趣味游戏吃透自然几何巧思

第四堂课程围绕蜂巢正六边形开展空间几何科普。队员横向对比圆形、方形、六边形三种拼接方式,从耗材用量、空间利用率、压力分散三个维度讲解蜂巢三大仿生优势:共享巢壁、无缝拼接、均衡分压。课堂配套线上分组答题竞技小游戏,屏幕弹出知识点时,孩子们争先恐后抬手抢答,小组对抗的形式充分调动全员参与。讨论环节里,学生主动列举快递缓冲夹层、建筑蜂窝板材、产品防震内衬等生活物品,真切意识到蜜蜂千万年前演化出的几何智慧早已融入日常。枯燥的数字与图形,在互动游戏中变得鲜活易懂。

图为教学成员向学生们讲解蜂巢仿生知识

图为学生上台进行蜂窝仿生课堂游戏

穿山甲鳞甲综合创作课 融合多学科知识绘出少年创意蓝图

第五堂综合创作课以穿山甲交叠弧形鳞片为教学核心,展示穿山甲鳞片实拍素材,讲解鳞片层层叠压、弧形曲面分散冲击力的力学原理,同步延伸安全头盔、运动护膝、汽车保险杠等鳞甲仿生衍生产品。学生以小组为单位分工协作,有人绘制外形、有人梳理功能、有人标注使用场景。不少小组融合蜂巢轻量化、鳞甲抗撞击双重优势,设计青少年轻量化防护衣;也有学生改良快递包装箱,内层蜂巢夹层减重、外层鳞甲结构缓冲磕碰。成果展示环节,孩子们高高举起线条稚嫩的手绘草图,自信完整地讲述设计思路,一张张图纸,是少年观察自然、思考生活交出的专属答卷。

图为学生展示用教具制作穿山甲鳞片的成果

校园梦工坊回信实践 少年活用仿生知识书写自然回音

系列课程收尾环节,学生变身校园梦工坊小小设计师,依托流线减阻、空心减重、六边形承重、鳞片缓冲、吸盘固定五大仿生核心原理,运用加、减、缩、扩、改、变六字创新改造法,把创意想法转化为可落地的设计图纸。队员总结课程内核:游鱼阐释流线规律,芦苇蕴藏中空结构优势,䲟鱼带来借力仿生思路,蜂巢承载几何智慧,穿山甲鳞片诠释缓冲力学。学生上完五节仿生课堂,读完五封“自然来信”,以原创设计完成专属实践回信。

图为同学们进行仿生综合课堂回顾

本次仿生系列公益课程在佛山市顺德区乐从小学圆满开展,把力学、几何等理工科知识转化为沉浸式实践活动,为青少年埋下科创探索的种子。“大自然没有教科书,却在亿万年演化中蕴藏海量科学答案。”乐川启曜突击队队员说道,学生通过触摸标本、实操实验、自主创作,既习得自然科学知识,也完成了对自然的思考与回应。本次课程引导青少年留心观察生活、主动探究问题,树立万物皆可为师的思维,孩子们课堂上的惊叹与分享创意时的热忱,是团队开展基层科普最大的动力。华南师范大学乐川启曜突击队将持续优化课程体系,发挥师范专业优势提升基层青少年科学素养,助力广东“百千万工程”青年社会实践走深走实。

撰文 | 王书怡 李文希 刘蕴乔

图片|王书怡 李文希 李幸怡

一审 | 刘蕴乔

二审 | 饶雨蓓

三审 | 郭健平


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