资源简介

苏教版科学五年级下册第二单元
《海豚与声呐》教学设计
1、教材分析
《海豚与声呐》是苏教版科学五年级下册第2单元《仿生》的第三课。通过前两课的学习，学生已经初步了解了仿生的概念，能够理解仿生与仿生物品之间的联系。在第一课《生物的启示》中学生了解到人类的很多发明创造是可以在自然界中找到原型的，激发了学生对仿生学的兴趣。在第二课《蛋壳与拱形建筑》中学生了解到人类通过学习自然界生物的结构制造仿生物品。在此基础上，本课是基于仿造自然界中生物原理的一个案例：海豚与声呐，人们从海豚在水中的游行和捕食的行为得到启发，发明了声呐系统。通过此案例帮助学生进一步了解仿生，建立仿生的概念。
本课教学内容分四个部分：
第一部分，通过人们所做的海豚在水中游行和捕食的实验，知道海豚的游行和捕食不需要眼睛。
第二部分，做模拟海豚游行和捕食的游戏，感受海豚利用前额（鼻孔）发声和耳朵接收声音捕食的情况，了解海豚游行和捕食过程。
第三部分，通过阅读，了解海豚探路方式以及潜艇、B超、雷达的工作原理。说明海豚、潜艇的声纳、B超的探测利用的是回声定位，而雷达利用的是无线电波的反射来发现目标、跟踪目标，它们的原理相似。
第四部分，在活动手册上完成B超、雷达和海豚探路之间的异同之处。
2、学情分析
五年级的学生已经具备一定的知识储备。通过前两课的学习，学生已经初步了解了仿生的概念，能够理解仿生与仿生物品之间的联系。但对于我们进行生物原理的仿生虽有了解，但仍需要进行实例的具体分析加深印象。此外，学生对海豚回声定位依靠的是什么，如何进行定位等并不清楚。大部分学生认为海豚是依靠“叫声”进行游行和捕食，并不知道海豚利用一种是人耳听不到的超声波和次声波，来进行交流和捕食。
3、教学目标
1.知道什么是超声波，了解超声波回声定位和无线电波反射定位的原理。
2.通过阅读和对比，发现海豚、潜艇的声纳、B超、雷达相似的工作原理。
3.在“海豚捉鱼”的游戏活动中，进一步认识模拟活动的特点。
3.分工合作，提升团队合作的意识。
4、教学重点与难点
教学重点：了解海豚探路与声呐的关系及原理。
教学难点：分工合作，提升团队合作的意识。
5、教学准备
水，实验盘，方形木块，一次性塑料杯子、滴管，记录单
6、教学时间
1课时
7、教学过程
一、视频导入
1.出示海豚图片。
2.播放海豚在水中游行和捕食的视频。
3.为什么海豚能在水中这么灵活的游行捕食？这节课我们一起来探究一下
二、认识海豚的回声定位
1.接下来，我们通过几则资料的阅读了解一下海豚如何定位。
2.学生阅读资料。
资料一：
有人曾做过这样的实验，在水池里插上36根金属棒，每排6根，然后把海豚放进去。只见海豚在棒中间游来游去，而绝不会碰到金属棒。即使把它的眼睛蒙上，它也照样畅游无阻。如果偷偷地在水池里放进一条小鱼，它就会立刻游过去进行捕捉。
资料二：
20世纪60年代，生物学家诺里斯发现，用橡皮蒙住海豚的双眼，它的活动丝毫不受影响，可把海豚的前额蒙住，它在水下就像瞎子一样，到处乱撞。显然，海豚是用前额发出声波来测定方向的。
资料三：
海豚不同于须鲸，它只有一个鼻孔，另一个鼻孔是封闭的，埋于皮下。声波就是靠这个封闭的鼻孔发生震动产生的。发声时，声波通过头部额隆，这个额隆就像凸透镜一样可以聚焦放大声波。海豚接收声波是通过下颌的骨骼组织，将分散的声波集中传送至位于下颌后部的内部耳朵，从而感知声波。
3.学生交流：海豚的音域比较宽广，可以发出两种声音，一种是人耳可以听见的声音，一种是人耳听不到的超声波。科学家研究发现，海豚是利用超声波获知水中的鱼饵或物体的存在。
4.超声波：超过人能听到的最高频(20000赫兹)的声波，是人耳不能听到的声音。
5.海豚利用超声波在水中游动，超声波遇到物体返回，耳朵接收，以此在水中进行游行和捕食。
6.画出海豚能自如游行的工作原理图。
7.交流学生的原理示意图，学生讲解——聚焦到超声波以什么形式传播。
8.超声波到底以什么样形式传播呢？因为超声波看不见，所以我们用水波来模拟超声波。
模拟超声波活动
①用水波模拟超声波。
②将实验盘装水，保持水面平静。
③将水滴到实验盘中，观察水波的变化的情况。
④在水中放入不同的物体再滴水，观察水波遇到物体时的情况。
9.水波遇到物体会返回来。物体离波源的距离不一样，水波返回来的时间也不一样。遇到不同的物体后水波返回来的波形不一样。
10.小结：海豚的前额发出超声波，超声波遇到物体返回，进入到海豚的耳朵，海豚通过对接收到的信号进行分析，从而知道前方有无物体，物体的大小、形状和位置，就能灵活的游行和捕食了。这样的探路方式称为回声定位。
三、搭建海豚探路与仿生物品工作原理上的关系
1.通过对海豚回声定位的学习，进行海豚运动的模拟活动，利用声音玩击鼓传花游戏，一个学生在前面蒙住眼睛，用耳朵来判断传花的位置。
2.学生切身感受到声音的定位效果，人类利用这一定位原理发明了声呐系统，它被应用在哪些地方？它的原理是什么？
3.学生画声呐系统的原理图
4.在我们的生活中，还有什么利用超声波探测、定位的具体应用呢？
5.学生交流。
6.介绍B超诊断仪和雷达，学生交流原理。
B超诊断仪：利用回声定位原理，将超声波射入人体，通过分析体内组织产生的回声，探测人体内部是否健康。
雷达：发出电磁波遇到目标时会返回，从而测定目标位置、速度等进行导航。
四、拓展——我是小小设计师
我们知道海豚的回声定位本领已经运用到许多领域，人们也还在做各种尝试。今天，让我们也做个小小设计师，运用超声波定位的原理设计一个物品，解决我们生活遇到的一些问题。
8、板书设计
7. 海豚与声呐
声波
→→→→→→→→→→→→→→→→
海豚 定位 物体
←←←←←←←←←←←←←←←←
声波
9、教学反思(共18张PPT)
苏教版 五年级下
第二单元 仿生
2.7 海豚与声呐
0
海豚
导入
导入
01
海豚的回声定位
资料一
有人曾做过这样的实验，在水池里插上36根金属棒，每排6根，然后把海豚放进去。只见海豚在棒中间游来游去，而绝不会碰到金属棒。即使把它的眼睛蒙上，它也照样畅游无阻。如果偷偷地在水池里放进一条小鱼，它就会立刻游过去进行捕捉。
海豚的回声定位
资料二
20世纪60年代，生物学家诺里斯发现，用橡皮蒙住海豚的双眼，它的活动丝毫不受影响，可把海豚的前额蒙住，它在水下就像瞎子一样，到处乱撞。显然，海豚是用前额发出声波来测定方向的。
海豚的回声定位
资料三
海豚不同于须鲸，它只有一个鼻孔，另一个鼻孔是封闭的，埋于皮下。声波就是靠这个封闭的鼻孔发生震动产生的。发声时，声波通过头部额隆，这个额隆就像凸透镜一样可以聚焦放大声波。海豚接收声波是通过下颌的骨骼组织，将分散的声波集中传送至位于下颌后部的内部耳朵，从而感知声波。
海豚的回声定位
模拟超声波活动
方形木块
滴管
杯子
实验步骤：
1.用水波模拟超声波。
2.将实验盘装水，保持水面平静。
3.将水滴到实验盘中，观察水面的变化情况。
4.在水中分别放入物体（ ， ），再滴水，观察水波遇到物体时的情况。
5.画出示意图，交流发现。
海豚的回声定位
海豚的回声定位
水波遇到物体会返回来。物体离波源的距离不一样，水波返回来的时间也不一样。遇到不同的物体后水波返回来的波形不一样。
观察到的现象
海豚的回声定位
击鼓传花
一名学生蒙住眼睛站在讲台上听，根据铃声判断传到了哪一桌。
继续击鼓传花，让蒙住眼睛的的学生发声询问：传到哪里了？持花同学回应，蒙眼学生根据声音确定花的位置。
海豚的回声定位
海豚在水里能够发出一种人耳听不见的声波，声波遇到物体后会反射回来，被海豚的耳朵接收，海豚能够确定物体的形状、大小和位置。海豚采用的这种方法叫回声定位。根据回声定位原理，科学家发明了声呐。现在声呐已经被广泛应用于各种舰艇、水下作业及渔业勘测等。
海豚探路对人类的启示
海豚利用超声波确定物体的大小、形状和位置。
潜水艇的声呐系统利用声波对水下目标进行探测、识别等。
海豚探路对人类的启示
B超诊断仪
利用回声定位原理，将超声波射入人体，通过分析体内组织产生的回声，探测人体内部是否健康。
海豚探路对人类的启示
发出电磁波遇到目标时会返回，从而测定目标位置、速度等，为飞机导航。
雷达
拓展活动
我是小小设计师
我们知道海豚的回声定位本领已经运用到许多领域，人们也还在做各种尝试。今天，让我们也做个小小设计师，运用超声波定位的原理设计一个物品，解决我们生活遇到的一些问题。
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·苏教版小学科学五年级下册课件系列·
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