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1、蘇教版科學(xué)五年級下冊第二單元海豚與聲吶教學(xué)設(shè)計一、教材分析海豚與聲吶是蘇教版科學(xué)五年級下冊第2單元仿生的第三課。通過前兩課的學(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)。通過此案例幫助學(xué)生進(jìn)一步了解仿 生，建立仿生的概念。本課教學(xué)內(nèi)容分四個部分：第一部分，通過人
2、們所做的海豚在水中游行和捕食的實驗，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程。第三部分，通過閱讀，了解海豚探路方式以及潛艇、B超、雷達(dá)的工作原理。 說明海豚、潛艇的聲納、B超的探測利用的是回聲定位，而雷達(dá)利用的是無線電 波的反射來發(fā)現(xiàn)目標(biāo)、跟蹤目標(biāo)，它們的原理相似。第四部分，在活動手冊上完成B超、雷達(dá)和海豚探路之間的異同之處。二、學(xué)情分析五年級的學(xué)生己經(jīng)具備一定的知識儲備。通過前兩課的學(xué)習(xí)，學(xué)生己經(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。但對于我們進(jìn)行生物 原理的仿生
3、雖有了解，但仍需要進(jìn)行實例的具體分析加深印象。此外，學(xué)生對海 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不到的超聲波和次 聲波，來進(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線電波反射定位的原理。2. 通過閱讀和對比，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”的游戲活動中，進(jìn)一步認(rèn)識模擬活動的特點。3. 分工合作，提升團(tuán)隊合作的意識。四、教學(xué)重點與難點教學(xué)重點：了解海豚探路與聲吶的關(guān)系及原理。 教學(xué)難點：分工合作，提升團(tuán)隊合作的意識。五、教學(xué)準(zhǔn)備水，實驗盤
4、，方形木塊，一次性塑料杯子、滴管，記錄單六、教學(xué)時間1課時七、教學(xué)過程一、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)課我們一起來探究一下二、認(rèn)識海豚的回聲定位1. 接下來，我們通過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：有人曾做過這樣的實驗，在水池里插上36根金屬棒，每排6根，然后把海 豚放進(jìn)去。只見海豚在棒中間游來游去，而絕不會碰到金屬棒。即使把它的眼睛 蒙上，它也照樣暢游無阻。如果偷偷地在水池里放進(jìn)一條小魚，它就會立刻游過 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
5、的雙眼，它的活動 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)出聲波來測定方向的。資料三：海豚不同于須鯨，它只有一個鼻孔，另一個鼻孔是封閉的，埋于皮下。聲波 就是靠這個封閉的鼻孔發(fā)生震動產(chǎn)生的。發(fā)聲時，聲波通過頭部額隆，這個額隆 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 見的聲音，一種是人耳聽不到的超聲波?？茖W(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，海豚是利用超聲波獲 知水中的魚餌或物體的存在。4. 超聲波：超過人能聽到的
6、最高頻（20000赫茲）的聲波，是人耳不能聽到的 聲音。5. 海豚利用超聲波在水中游動，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？因為超聲波看不見，所以我們用水波來 模擬超聲波。模擬超聲波活動 用水波模擬超聲波。 將實驗盤裝水，保持水面平靜。 將水滴到實驗盤中，觀察水波的變化的情況。 在水中放入不同的物體再滴水，觀察水波遇到物體時的情況。9. 水波遇到物體會返回來。物體離波源的距離不一樣，水波返回來的時間也 不一樣。遇到不同的物體后水波返
7、回來的波形不一樣。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，海豚通過對接收到的信號進(jìn)行分析，從而知道前方有無物體，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. 通過對海豚回聲定位的學(xué)習(xí)，進(jìn)行海豚運(yùn)動的模擬活動，利用聲音玩擊鼓 傳花游戲，一個學(xué)生在前面蒙住眼睛，用耳朵來判斷傳花的位置。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、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，通過分析體內(nèi)組織產(chǎn) 生的回聲，探測人體內(nèi)部是否健康。雷達(dá)：發(fā)出電磁波遇到目標(biāo)時會返回，從而測定目標(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，讓我們也做個小小設(shè)計師，運(yùn)用超聲波定位的原理設(shè)計一個物品，解 決我們生活遇到的一些問題。八、板書設(shè)計7. 海豚與聲吶聲波海豚定位物體聲波九、教學(xué)反思
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