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1、蘇教版科學(xué)五年級(jí)下冊(cè)第二單元
《海豚與聲吶》教學(xué)設(shè)計(jì)
一、教材分析
《海豚與聲吶》是蘇教版科學(xué)五年級(jí)下冊(cè)第2單元《仿生》的第三課。通過(guò)
前兩課的學(xué)習(xí),學(xué)生已經(jīng)初步了解了仿生的概念,能夠理解仿生與仿生物品之間 的聯(lián)系。在第一課《生物的啟示》中學(xué)生了解到人類的很多發(fā)明創(chuàng)造是可以在自 然界中找到原型的,激發(fā)了學(xué)生對(duì)仿生學(xué)的興趣。在第二課《蛋殼與拱形建筑》 中學(xué)生了解到人類通過(guò)學(xué)習(xí)自然界生物的結(jié)構(gòu)制造仿生物品。在此基礎(chǔ)上,本課 是基于仿造自然界中生物原理的一個(gè)案例:海豚與聲吶,人們從海豚在水中的游 行和捕食的行為得到啟發(fā),發(fā)明了聲吶系統(tǒng)。通過(guò)此案例幫助學(xué)生進(jìn)一步了解仿 生,建立仿生的概念。
2、本課教學(xué)內(nèi)容分四個(gè)部分:
第一部分,通過(guò)人們所做的海豚在水中游行和捕食的實(shí)驗(yàn),知道海豚的游行 和捕食不需要眼睛。
第二部分,做模擬海豚游行和捕食的游戲,感受海豚利用前額(鼻孔)發(fā)聲 和耳朵接收聲音捕食的情況,了解海豚游行和捕食過(guò)程。
第三部分,通過(guò)閱讀,了解海豚探路方式以及潛艇、B超、雷達(dá)的工作原理。 說(shuō)明海豚、潛艇的聲納、B超的探測(cè)利用的是回聲定位,而雷達(dá)利用的是無(wú)線電 波的反射來(lái)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)、跟蹤目標(biāo),它們的原理相似。
第四部分,在活動(dòng)手冊(cè)上完成B超、雷達(dá)和海豚探路之間的異同之處。
二、學(xué)情分析
五年級(jí)的學(xué)生己經(jīng)具備一定的知識(shí)儲(chǔ)備。通過(guò)前兩課的學(xué)習(xí),學(xué)生己經(jīng)初步 了解了仿生的概念,
3、能夠理解仿生與仿生物品之間的聯(lián)系。但對(duì)于我們進(jìn)行生物 原理的仿生雖有了解,但仍需要進(jìn)行實(shí)例的具體分析加深印象。此外,學(xué)生對(duì)海 豚回聲定位依靠的是什么,如何進(jìn)行定位等并不清楚。大部分學(xué)生認(rèn)為海豚是依 靠“叫聲”進(jìn)行游行和捕食,并不知道海豚利用一種是人耳聽(tīng)不到的超聲波和次 聲波,來(lái)進(jìn)行交流和捕食。
三、教學(xué)目標(biāo)
1. 知道什么是超聲波,了解超聲波回聲定位和無(wú)線電波反射定位的原理。
2. 通過(guò)閱讀和對(duì)比,發(fā)現(xiàn)海豚、潛艇的聲納、B超、雷達(dá)相似的工作原理。
3. 在“海豚捉魚(yú)”的游戲活動(dòng)中,進(jìn)一步認(rèn)識(shí)模擬活動(dòng)的特點(diǎn)。
3. 分工合作,提升團(tuán)隊(duì)合作的意識(shí)。
四、 教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn):了
4、解海豚探路與聲吶的關(guān)系及原理。 教學(xué)難點(diǎn):分工合作,提升團(tuán)隊(duì)合作的意識(shí)。
五、 教學(xué)準(zhǔn)備
水,實(shí)驗(yàn)盤,方形木塊,一次性塑料杯子、滴管,記錄單
六、 教學(xué)時(shí)間
1課時(shí)
七、 教學(xué)過(guò)程
一、 視頻導(dǎo)入
1. 出示海豚圖片。
2. 播放海豚在水中游行和捕食的視頻。
3. 為什么海豚能在水中這么靈活的游行捕食?這節(jié)課我們一起來(lái)探究一下
二、 認(rèn)識(shí)海豚的回聲定位
1. 接下來(lái),我們通過(guò)幾則資料的閱讀了解一下海豚如何定位。
2. 學(xué)生閱讀資料。
資料一:
有人曾做過(guò)這樣的實(shí)驗(yàn),在水池里插上36根金屬棒,每排6根,然后把海 豚放進(jìn)去。只見(jiàn)海豚在棒中間游來(lái)游去,而絕不會(huì)碰到金屬棒。
5、即使把它的眼睛 蒙上,它也照樣暢游無(wú)阻。如果偷偷地在水池里放進(jìn)一條小魚(yú),它就會(huì)立刻游過(guò) 去進(jìn)行捕捉。
資料二:
20世紀(jì)60年代,生物學(xué)家諾里斯發(fā)現(xiàn),用橡皮蒙住海豚的雙眼,它的活動(dòng) 絲毫不受影響,可把海豚的前額蒙住,它在水下就像瞎子一樣,到處亂撞。顯然, 海豚是用前額發(fā)出聲波來(lái)測(cè)定方向的。
資料三:
海豚不同于須鯨,它只有一個(gè)鼻孔,另一個(gè)鼻孔是封閉的,埋于皮下。聲波 就是靠這個(gè)封閉的鼻孔發(fā)生震動(dòng)產(chǎn)生的。發(fā)聲時(shí),聲波通過(guò)頭部額隆,這個(gè)額隆 就像凸透鏡一樣可以聚焦放大聲波。海豚接收聲波是通過(guò)下頜的骨骼組織,將分 散的聲波集中傳送至位于下頜后部的內(nèi)部耳朵,從而感知聲波。
3. 學(xué)生交流:海
6、豚的音域比較寬廣,可以發(fā)出兩種聲音,一種是人耳可以聽(tīng) 見(jiàn)的聲音,一種是人耳聽(tīng)不到的超聲波??茖W(xué)家研究發(fā)現(xiàn),海豚是利用超聲波獲 知水中的魚(yú)餌或物體的存在。
4. 超聲波:超過(guò)人能聽(tīng)到的最高頻(20000赫茲)的聲波,是人耳不能聽(tīng)到的 聲音。
5. 海豚利用超聲波在水中游動(dòng),超聲波遇到物體返回,耳朵接收,以此在水 中進(jìn)行游行和捕食。
6. 畫(huà)出海豚能自如游行的工作原理圖。
7. 交流學(xué)生的原理示意圖,學(xué)生講解一一聚焦到超聲波以什么形式傳播。
8. 超聲波到底以什么樣形式傳播呢?因?yàn)槌暡床灰?jiàn),所以我們用水波來(lái) 模擬超聲波。
模擬超聲波活動(dòng)
① 用水波模擬超聲波。
② 將實(shí)驗(yàn)盤裝水
7、,保持水面平靜。
③ 將水滴到實(shí)驗(yàn)盤中,觀察水波的變化的情況。
④ 在水中放入不同的物體再滴水,觀察水波遇到物體時(shí)的情況。
9. 水波遇到物體會(huì)返回來(lái)。物體離波源的距離不一樣,水波返回來(lái)的時(shí)間也 不一樣。遇到不同的物體后水波返回來(lái)的波形不一樣。
10. 小結(jié):海豚的前額發(fā)出超聲波,超聲波遇到物體返回,進(jìn)入到海豚的耳 朵,海豚通過(guò)對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行分析,從而知道前方有無(wú)物體,物體的大小、 形狀和位置,就能靈活的游行和捕食了。這樣的探路方式稱為回聲定位。
三、搭建海豚探路與仿生物品工作原理上的關(guān)系
1. 通過(guò)對(duì)海豚回聲定位的學(xué)習(xí),進(jìn)行海豚運(yùn)動(dòng)的模擬活動(dòng),利用聲音玩擊鼓 傳花游戲,一個(gè)學(xué)
8、生在前面蒙住眼睛,用耳朵來(lái)判斷傳花的位置。
2. 學(xué)生切身感受到聲音的定位效果,人類利用這一定位原理發(fā)明了聲吶系 統(tǒng),它被應(yīng)用在哪些地方?它的原理是什么?
3. 學(xué)生畫(huà)聲吶系統(tǒng)的原理圖
4. 在我們的生活中,還有什么利用超聲波探測(cè)、定位的具體應(yīng)用呢?
5. 學(xué)生交流。
6. 介紹B超診斷儀和雷達(dá),學(xué)生交流原理。
B超診斷儀:利用回聲定位原理,將超聲波射入人體,通過(guò)分析體內(nèi)組織產(chǎn) 生的回聲,探測(cè)人體內(nèi)部是否健康。
雷達(dá):發(fā)出電磁波遇到目標(biāo)時(shí)會(huì)返回,從而測(cè)定目標(biāo)位置、速度等進(jìn)行導(dǎo)航。
四、拓展一一我是小小設(shè)計(jì)師
我們知道海豚的回聲定位本領(lǐng)已經(jīng)運(yùn)用到許多領(lǐng)域,人們也還在做各種嘗 試。今天,讓我們也做個(gè)小小設(shè)計(jì)師,運(yùn)用超聲波定位的原理設(shè)計(jì)一個(gè)物品,解 決我們生活遇到的一些問(wèn)題。
八、板書(shū)設(shè)計(jì)
7. 海豚與聲吶
聲波
海豚
定位
物體
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聲波
九、教學(xué)反思