资源简介

19. 海豚与声呐
课题 19. 海豚与声呐 课时 2课时
核心概念 3.物质的运动与相互作用；12.技术、工程与社会；跨学科概念：系统与模型。 学习内容与要求 理解回声和回声定位；知道海豚、蝙蝠等利用回声定位，认识声呐及B超、雷达、地震探矿的相似工作思想。
教学目标 科学观念：知道声音遇到障碍物会反射形成回声，海豚等动物利用发声、接收回声和分析信息进行定位。 科学思维：能建立回声定位流程模型，比较海豚、声呐、B超、雷达和地震探矿的相同环节与不同信号。 探究实践：能参与蒙眼定位模拟，使用图示和流程词解释声呐工作，评价模拟与真实机制的差异。 态度责任：认识仿生技术服务航海、医疗和勘探的价值，遵守蒙眼活动和声音使用安全。
重点 理解发射—传播—反射—接收—分析的回声定位过程。 难点 区分声音反射形成回声与一般回应游戏；辨析声呐、雷达等信号种类不同。
教学准备 教师：海豚、蝙蝠和声呐资料，发声—反射流程图，B超、雷达、探矿图片。 学生：眼罩、活动边界绳、障碍物标志、流程卡、比较表。
教学思路 第一课时以安全的蒙眼定位游戏模拟“发声—回应—判断”，再通过资料修正模型，认识真实海豚使用超声和回声定位。第二课时认识声呐工作流程，比较B超、雷达和地震探矿，提取共同的信号反射思想并明确不同媒介与信号。
核心问题/整合内容 核心问题：看不见目标时，怎样利用返回的信号判断目标的位置和特征？ 整合内容：信息处理、航海与医疗技术、体育游戏、安全教育、模型思维。
第1课时 模拟定位，建立海豚回声定位模型
本课时核心问题：声音返回的信息怎样帮助动物在黑暗或浑水中定位？
教学环节 教学活动 二次备课
一、现象导入，提出问题 【教师活动与语言】 师：海豚蒙住眼睛仍能游动和捕猎，可能依靠什么信息？ 师：请围绕“蒙眼海豚不碰障碍”先独立思考，再用完整的话说明自己的判断和理由。 师：交流时不仅要说结论，还要指出你依据的现象、数据、结构特征或生活事实。 【预设学生回答】 生：可能听声音和回声。 生：也可能有其他感官，需要资料验证。 【学生活动组织】 观察视频或图文。 写出假设和需要的证据。 小组把关键证据记录在“海豚定位假设”中，准备在全班交流。 【设计意图】从惊奇现象提出机制问题，保持多种可能。
二、规则设计，开展模拟 【教师活动与语言】 师：蒙眼“海豚”怎样通过“小鱼”的回应判断方向？怎样保证安全和公平？ 师：请围绕“发声—回应游戏”先独立思考，再用完整的话说明自己的判断和理由。 师：交流时不仅要说结论，还要指出你依据的现象、数据、结构特征或生活事实。 【预设学生回答】 生：海豚发固定口令，小鱼立即回应。 生：只能小步移动，设置边界和观察员。 【学生活动组织】 明确角色、回应规则和安全员。 进行多轮并记录判断成功率。 小组把关键证据记录在“定位游戏记录”中，准备在全班交流。 安全提醒：清空场地、软质边界、只允许脚跟碰脚尖小步移动；出现不适立即停止。 【设计意图】用身体活动体验信号发出、返回和定位的基本逻辑。
三、反思模型，识别差异 【教师活动与语言】 师：游戏中的“小鱼回应”和真实回声有什么不同？ 师：请围绕“回应不等于回声”先独立思考，再用完整的话说明自己的判断和理由。 师：实验或制作前先检查材料、明确分工和记录方式；操作中一次只改变一个主要条件，及时记录真实现象。 【预设学生回答】 生：游戏由人主动发声，真实回声是原声音被物体反射。 生：海豚发出人耳听不见的高频声波。 【学生活动组织】 列出模拟代表的环节和不能代表的部分。 用资料补充海豚声波特征。 小组把关键证据记录在“模拟—真实对照表”中，准备在全班交流。 【设计意图】培养模型边界意识，避免把游戏当作机制本身。
四、流程建模，解释定位 【教师活动与语言】 师：海豚怎样从回声中判断距离、大小和方向？ 师：请围绕“发声、传声、反射、接收、判断”先独立思考，再用完整的话说明自己的判断和理由。 师：交流时不仅要说结论，还要指出你依据的现象、数据、结构特征或生活事实。 【预设学生回答】 生：回声返回时间和方向不同。 生：回声特征随物体形状、大小和材料变化。 【学生活动组织】 排列流程卡并画往返箭头。 用一个猎物和一个障碍物情境解说。 小组把关键证据记录在“回声定位流程图”中，准备在全班交流。 【设计意图】把动态机制结构化为信息流程模型。
五、拓展动物，归纳功能 【教师活动与语言】 师：不同动物使用回声定位的环境和任务有什么共同点？ 师：请围绕“蝙蝠、虎鲸和地下鼠类”先独立思考，再用完整的话说明自己的判断和理由。 师：交流时不仅要说结论，还要指出你依据的现象、数据、结构特征或生活事实。 【预设学生回答】 生：常在黑暗、浑浊或地下，视觉受限。 生：用于导航、避障和捕食。 【学生活动组织】 比较三类动物。 形成“环境需求—感知功能”的适应性解释。 小组把关键证据记录在“动物定位比较表”中，准备在全班交流。 【设计意图】从海豚扩展到多样生物，落实结构功能和适应观。
第2课时 认识声呐并比较多种反射探测技术
本课时核心问题：人类怎样把回声定位思想转化为水下探测、医疗和雷达技术？
教学环节 教学活动 二次备课
一、认识声呐，填写流程 【教师活动与语言】 师：把发声、传声、反射、接收、测距填入声呐图，哪个环节需要仪器计算？ 师：请围绕“水下信号探测”先独立思考，再用完整的话说明自己的判断和理由。 师：交流时不仅要说结论，还要指出你依据的现象、数据、结构特征或生活事实。 【预设学生回答】 生：发出声波，传播后遇目标反射，接收并测距。 生：根据往返时间和声速计算距离。 【学生活动组织】 完成流程图并口头解说。 标出海豚与声呐的对应环节。 小组把关键证据记录在“声呐流程图”中，准备在全班交流。 【设计意图】从生物机制迁移到技术系统，突出信息处理。
二、案例分析，认识用途 【教师活动与语言】 师：主动声呐和只听水下声音可能有什么不同？声呐能得到哪些信息？ 师：请围绕“潜艇和海底测绘”先独立思考，再用完整的话说明自己的判断和理由。 师：交流时不仅要说结论，还要指出你依据的现象、数据、结构特征或生活事实。 【预设学生回答】 生：主动声呐发射信号，被动方式只接收。 生：可判断距离、方向和海底轮廓。 【学生活动组织】 阅读案例，区分探测目标和输出信息。 讨论噪声和海洋生物影响。 小组把关键证据记录在“声呐用途卡”中，准备在全班交流。 【设计意图】拓展技术应用并初步关注环境影响。
三、比较技术，提取共同结构 【教师活动与语言】 师：四种技术都有哪些共同环节？使用的信号是否相同？ 师：请围绕“B超、雷达和地震探矿”先独立思考，再用完整的话说明自己的判断和理由。 师：实验或制作前先检查材料、明确分工和记录方式；操作中一次只改变一个主要条件，及时记录真实现象。 【预设学生回答】 生：都发射信号、遇界面反射、接收并分析。 生：声呐/B超用声波，雷达用电磁波，探矿用地震波。 【学生活动组织】 填写“信号—介质—目标—用途”比较表。 用颜色标共同流程和不同条件。 小组把关键证据记录在“反射探测比较表”中，准备在全班交流。 【设计意图】训练类比归纳与差异辨析，避免概念泛化。
四、模型应用，解决测距问题 【教师活动与语言】 师：信号返回越晚，目标通常越远吗？为什么要除以2？ 师：请围绕“往返时间”先独立思考，再用完整的话说明自己的判断和理由。 师：交流时不仅要说结论，还要指出你依据的现象、数据、结构特征或生活事实。 【预设学生回答】 生：在传播速度相同条件下，时间长说明距离远。 生：测得的是来回路程，单程要除以2。 【学生活动组织】 完成不涉及复杂数值的示意推理。 指出介质和声速变化会影响计算。 小组把关键证据记录在“测距示意图”中，准备在全班交流。 【设计意图】用数学关系深化信息转换，但保持五年级适度。
五、价值与责任，评价技术 【教师活动与语言】 师：回声定位技术带来哪些便利？使用强声呐为什么要考虑海洋生物？ 师：请围绕“医疗、航海与生态”先独立思考，再用完整的话说明自己的判断和理由。 师：交流时不仅要说结论，还要指出你依据的现象、数据、结构特征或生活事实。 【预设学生回答】 生：帮助航行、救援、诊断和勘探。 生：强声可能干扰动物交流和定位。 【学生活动组织】 从效益、风险和规范三方面评价。 提出“合理强度、区域和时间”的建议。 小组把关键证据记录在“技术责任评价卡”中，准备在全班交流。 【设计意图】形成科技利弊并重的社会责任观。
课堂练习
1. 声音遇到障碍物反射回来再次被听到，称为（ ）。A.噪声 B.回声 C.光照 D.浮力
2. 海豚回声定位的基本流程是什么？
3. 模拟游戏中的回应为什么不是真正的回声？
4. 声呐和雷达的共同思想与主要不同是什么？
5. 用信号往返时间测距时，为什么计算单程距离要除以2？
参考答案：1.B；2.发出声波—传播—遇物反射—接收回声—分析判断；3.回应由人主动发出，真实回声是原声被物体反射；4.都发射、反射、接收和分析信号，声呐主要用声波，雷达用电磁波；5.测得时间对应信号到目标再返回的总路程。
板书设计 19. 海豚与声呐 回声定位：发射→传播→反射→接收→分析 动物：海豚、蝙蝠等；视觉受限环境中的导航/捕食 技术：声呐、B超、雷达、地震探矿 共同是反射探测；信号、介质和用途不同 技术应用兼顾效益与生态
教学反思

展开更多......

收起↑