5.生物的啟示

【課標落實】

1.本單元通過一系列案例分析，借助閱讀、討論、探究、游戲等多種方式，了解仿生的

含義，落實《課程標準》高生段的課程目標。

科學知識：

知道很多發明可以在自然界找到原型，能夠說出工程師利用科學原理發明創造的實例。

科學探究：

能基于所學的知識，通過觀察、實驗、查閱資料、調查、案例分析等方式獲取事物的信

息。

能基于所學的知識，運月分析、比較、推理、概括等方法得出科學探究的結論，判斷結

論與假設是否一致。

科學態度：

在尊重證據的前提下，堅持正確的觀點，以事實為依據作出判斷。

能大膽質疑，從不同視角提出研究思路，采用新的方法、利用新的材料，完成探究、設

計與制作，培養創新精神。

科學、技術、社會與環境：

了解人類的好奇和社會的需求是科學技術發展的動力，技術的發展和應用影晌著社會發

展。

2.本課學習內容基于《課程標準》課程內容中“技術與工程領域”的5?6七段要求。

【教材分析】

《生物的啟示》是蘇教版科學五年級下冊第2單元《仿生》的第一課時。通過蜂巢、魚、

鳥等常見案例分析仿生現象，了解仿生的含義，認識常見的仿生制品。借助閱讀、討論、探

究、游戲等多種方式，解釋生物的形態、結構、功能、活動方式的特點。

本課教學內容分四個部分：第一部分，這是一個導入活動，讓學生通過鐵絲網、吸盤、

降落傘、鞋面等常見物品，勾連與自然界生物的聯系，引發仿生概念鏈接。第二部分，通過

蜂巢模型的觀察、分析，探究蜂巢六邊形結構的成因，體會自然界的鬼斧神工。第三部分，

通過魚類與船的對比，逐步建構仿生概念。最后通過鳥類動物的范例，激發學生體會仿生學

的博大精深，引發對仿生學的學習熱情。

【學情分析】

《仿生》是全新的一個理元。絕大多數學生并不了解仿生的概念，但對于仿生的應用并

不陌生，他們在生活中知道和使用過多種仿生物品，對這一領域充滿學習的興趣。本課的設

計就是從實際事例出發，幫助學生了解生物和仿生物品之間的聯系，體會仿生學的思維和方

法，從而激發學生的學習興趣，發展學生的創造性思維，同時幫助學生理解仿生概念，提升

知識應用能力。

【教學目標】

科學知識：

1.知道物品和動植物形態之間的相似之處。

2.比較巢房，知道正六邊形巢房結構的優點。

3.比較魚和船，知道兩者之間的關聯。

4.了解鳥與發明創造的關聯。

科學探究：

1.多角度地探究蜂巢的結構特點，知道蜂巢結構在生活中的應用。

2.對仿生設計產生探究的興趣。

科學態度：

1.在科學探究中，能意識到要用實驗、計算、推演驗證。

2.在科學探究中，樂于嘗試，通過資料查詢、案例分析來得出結論。

科學、技術、社會與環境：

1.認識到科技的發展給人們的生產、生活帶來的便利。

2.結合生活中常見的應用仿生的實例進行研究，尋找其中的原理，并思考是否可以進行

改進。

【教學重點】

認識不同的仿生現象。

【教學難點】

多角度探究蜂巢結構的特點。

【教學準備】

教師材料：課件和視頻。

學生材料?：鐵絲網局部、塑料吸盤、小降落傘、魔術貼、正三角形、四邊形、五邊形、

六邊形卡片、A4紙，記錄卡、筆

【教學時間】

1課時

【教學過程設計】

探究活動教師活動學生活動探究意圖

一、建立仿1.分發器材：局部鐵絲網、1.分組探究：多感官［設計意圖：從

生物品與動塑料吸盤、小降落傘、魔術貼：結合觀察物品，思考物品的學生的原有經驗

植物之間的提問：這些物品有什么作用？作用。來看，他們并不

關聯2.將學生對物品的思考聚2.討論：桌上物品的清楚什么是仿

焦到物品形狀，提問：剛才我們形狀特點，將形狀功能用簡生，通過實物觸

接觸這些材料，似乎能與自然中潔的語言歸納到表格中。摸體臉，讓學生

的一些朋友產生聯系。看看屏幕3.討論：交流桌上物將動植物與仿生

上的這些動植物，桌上物品的形品對應哪一種動植物，闡述品的形狀、特點

狀和功能，與它們有什么相似之理由并思考相似之處。關聯起來，意識

處呢？4.小組匯報。到人類創新設計

3?師生小結：我們身邊有出的一些物品是

很多物品都能在自然界中找到受到了動植物的

原型。生物在長期進化的過程啟發。］

中，形成了許多有利于生存的形

態結構和生理特點，人們從中獲

得了很多啟示。今天，就讓我們

一起來看看，我們人類從生物中5.討論：哪些物品的

獲得的啟示。設計受了動植物的啟示。

4.出示課題：《生物的啟

示》

5.提問：除了剛剛的物品，

你還知道哪些物品的設計受了

動植物的啟示？

二、探究蜂1.介紹蜂巢結構：生物在1.觀察蜂巢圖片結構，［設計意圖：以

巢房的結構長期進化過程中，為了更好的生用自己的語言表述蜂巢的蜂巢為例，感受

優勢存，其掌握了更多奇妙的本領。外形。生物進化的完

例如，小小的蜜蜂，就擁有者令2.針對蜂巢的結構美，，為人類創造

人驚艷的建筑能力。自主提H可以研究的問題，發明提供了很好

2.展示蜂巢圖片。例如：的借鑒。］

3.引導提問：對于蜂巢的形——問題（1）：蜂巢

狀結構，你能提出什么值得研究形狀為六邊形，為什么不是

的問題？其他形狀？

4.根據學生提出的結構性問——問題（2）：六邊

題，進行如下對應分組探究活形的蜂巢是不是更加節省

動：材料？

——問題（1）：分發正三一一問題（3）：六邊

角形、正四邊形、正五邊形、正形的蜂巢是不是更加堅固、

六邊形的硬卡紙到各組，各組嘗抗壓？

試拼接，交流結果

一一問題（2）：閱讀材料，

假設用3種面積相等的正三角3.根據自己小組提出

形、正四邊形、正六邊形建蜂巢，的問題，進行對應問題的分

每種圖形的內切圓直徑，以及蜂組探究實驗，做好實驗記

巢壁總長度已在閱讀材料當中，錄，并進行組內交流。

閱讀后嘗試進行排序。

問題（3）：用A4紙

折成正三棱柱、正四棱柱、正六

棱柱，比較下抗壓能力的差別。

5.提問：通過上述實驗，4.小組匯報

我們可以總結出蜂巢結構有哪

些優點？

6.引導思考：使用這樣的

結構建蜂巢，有什么好處？教師5.總結思考：使用這

根據學生回答進行板書。樣的結構建蜂巢，有什么好

7.師生小結：蜂巢使用六處？

邊形結構，可密鋪、可節省建筑6.觀看蜂巢結構科普

材料、可有較強的抗壓性、美視頻，了解人類工程針對蜂

觀……巢結構所引用學習的內容。

8.師總結：這一些蜜蜂的

工程設計，也可以運用到我們現

實生活中來。

9.播放蜂巢結構科普視頻

三、對比魚1.過渡：蜜蜂用它的辛勤1.學生觀察魚的結構，［設計意圖：引

和船相似智慧搭建起了牢固的蜂巢，人們對比船的各部分構造，進行入第二個仿生事

性，建構仿也從蜜蜂的蜂巢得到了很多的比較思考。例。利用學生熟

生學概念建筑方面的啟示。人們為了生存2.學生討論交流在造悉的且有較強認

的需求，也從更多的動植物身上船時，從魚得到啟示：同感的魚和船進

得到了啟示。例如，我們在造船魚骨、脊椎一一船身支行分析，進一步

時，會從哪種動物得到啟示？架深化學生對仿生

2.展示魚類3D動畫模型，魚鰭一一船槳、腳蹊的理解，為仿生

屏幕展示船只的各結構圖片。魚尾一一船尾螺旋槳概念的提出做好

3.提問：那么，你若是船魚鰥---氣囊、潛水艇鋪墊。］

舶設計師，你會從魚身上的那些排水器

結構特點，把它運用到船上來3.了解仿生學概念。

呢？

4.師總結：就像剛剛的活

動一樣，人類模仿生物的結構和

功能，創造各種人造物。這些做

法逐漸發展為一門從自然中學

習，進而應用到工程技術中的學

科一一仿生學。

四、聯系實1.交流：仿生學在生活中1.交流仿生學在生活［設計意圖：學

際，拓展活的運用實例。中的運月實例。生在對蜂巢結構

動2.仿生學是工程學的?門和魚的分析之

基礎，我們生活中大量物品都是2.課后通過資料查詢，后，已經有能力

仿生學的產物。了解人類從鳥的身上獲得獨立研究動植物

3.布置任務：通過資料查了哪些發明創造的啟示。鞏和仿工物品之間

詢，了解人類從鳥的身上獲得了固仿生學的概念。的關球性了。這

哪些發明創造的啟示。是對學生探究能

力的一次鍛煉和

提升，也是研究

話題的再一次延

伸。］

【板書設計】

啟水

仿生學

6.蛋殼與拱形建筑

【課標落實】

1.本單元通過一系列觀察、探究、設計等活動，落實《課程標準》高年級的課程目標。

（1）科學知識：

認識人類與自然資源和能源的關系。

了解技術是人們改造周圍環境的方法，是人類能力的延伸，工程是依據科學原理設計和

制造物品、解決技術應用的難題、創造豐富多彩的人工世界的一系列活動。

了解科學技術推動著人類社會的發展和文明進程。

（2）科學探究：

能基于所學的知識，通過觀察、實驗、查閱資料、調查、案例分析等方式獲取事物的信

息。

能基于所學的知識，運月分析、比較、推理、概括等方法得出科學探究的結論，判斷結

論與假設是否一致。

能基于所學的知識，采月不同的表述方式，如科學小論文、調查報告等方式，呈現探究

的過程與結論；能基于證據質疑并評價別人的探究報告。

能對探究活動進行過程性反思，及時調整，并對探究活動進行總結性評價，完善探究報

告。

（3）科學態度：

表現出對事物的結構、功能、變化及相互關系進行研究的興趣。

能大膽質疑，從不同視角提出研究思路，采用新的方法、利用新的材料，完成探究、設

計與制作，培養創新精神

（4）科學、技術、社會與環境：

了解人類的好奇和社會的需求是科學技術發展的動力，技術的發展和應用影響著社會發

展。

2.本單元學習內容基于《課程標準》課程內容中“技術與工程領域”的高年級段要求。

17.1技術發明通常蘊含著一定的科學原理

知道很多發明可以在自然界找到原型，能夠說出工程師利用科學原理創造的實例。

18.2工程的關鍵是設計

利用攝影、文字與圖案、繪圖或實物，表達自己的創意與構想。

將自己簡單的創意轉化為模型或實物。

根據現實的需要設計簡單器具、生產物品或完成任務。

【教材分析】

本課從關注蛋殼的結構特征到認識與之相似的拱形結構，并通過探究拱形結構的精妙之

處，了解拱形結構在仿生學在建筑物上的應用，本課內容由四部分組成。

第一部分，研究雞蛋殼的形狀特點。這里包拈兩個活動，一是指導學生觀察并描述蛋殼

的特點，激發他們的學習興趣；二是探究蛋殼的獨特之處，通過試著握碎雞蛋、戳破蛋殼、

用蛋殼承載重物，發現蛋殼承受力的形狀優勢。

第二部分，觀察比較蛋殼和拱形的外形，并通過測試拱形結構的承重能力，發現拱形和

蛋殼都具有承受力大的特點。

第三部分，認識拱形建筑和建筑物上的拱形結構，引導學生關注生活中這類仿生物體的

應用，進一步夯實對拱形優勢的埋解。

【教學目標】

科學知識：

1.知道蛋殼的特點。

2.認識拱形和蛋殼都具有承受力大的特點。

3.了解拱形結構在仿生學在建筑物上的應用。

科學探究：

1.能基于所學知識，在事物觀察后提出可探究的科學問題。

2.嘗試用握、戳等方式破壞蛋殼，直觀感受蛋殼的穩固。

3.通過對比蛋殼和拱形，探究兩者之間的關系。

科學態度：

1.在進行合作時，愿意溝通交流，綜合考慮小組各成員的意見，形成集體的觀點。

科學、技術、社會與環境：

1.了解人類的好奇和社會的需求是科學技術發展的動力，技術的發展和應用影響著社會

發展。

【教學重點】

探究蛋殼和拱形的承重能力。

【教學難點】

探究拱形的承重能力。

【教學準備】

教師材料,：課件和視頻

學生材料：完好的雞蛋，蛋殼，平板，紙張，重物。

【教學時間】

1課時

【教學過程設計】

探究活動教師活動學生活動探究意圖

一、導入1.師：請同學們觀看這張圖片，1.?盒雞蛋。［設計意圖：出

這是什么？示一幅常見的

2.師：為什么超市出售的雞蛋總2.因為雞蛋是“盒裝雞蛋”

是用塑料或者紙盒包裹的嚴嚴實實？“易碎品”，紙盒可以圖，調動學生的

3.師：是的，蛋殼的確易碎，但避免雞蛋破碎。生活經驗，回顧

你可別小看這一枚枚“易碎”的蛋殼，雞蛋“易碎”的

它在建筑業上為人們做出了巨大的貢特點，將與后續

獻！發現蛋殼具有

揭示課題：這節課讓我們一起探尋承受力強的特

蛋殼的奧秘吧一一《蛋殼與拱形建筑》。點產生認知沖

突，從而加深印

象。］

—?、（一）觀察并描述蛋殼的特點［設計意圖：引

探究蛋殼1.師：你仔細觀察過雞蛋嗎？接導學生觀察蛋

的結構下來請以四人小組為單位觀察雞蛋殼殼的特點，主要

（“完整的”和“打破的”），它是什1.完整的蛋殼是是關注它的形

么形狀？有什么特點？球形的、肉粉色、表狀，初步感知雞

2.小結：通過剛剛的觀察，我們面較為光滑。蛋殼的形狀是

不難發現雞蛋的形狀是橢球形的；且蛋2.打碎的蛋殼從桶球形的。］

殼很薄；用手掰或者敲擊堅固的物體時側面觀察，看起來很

容易碎。（板回雞蛋，橢球形，薄，薄，并且用手輕輕一

敲和掰的時候易碎）掰就碎了……

（二）探究蛋殼結構的精妙3.敲擊桌子邊

1.師：我們知道母雞孵蛋時，整緣，蛋殼就開裂了。

個身子都壓在蛋上。為什么母雞不會害

怕自身重量壓碎雞蛋呢？

2.師：這樣薄薄的蛋殼，結構上

究竟有什么精妙之處？接下來通過三

個小實驗一探究竟：

【實驗一】

3.師：用手緊緊握住蛋殼，蛋殼

這么薄，能禁得住這樣的擠壓嗎？蛋殼

會碎嗎？要注意：握雞蛋時，要均勻用

力握，不能掐、磕。）4.我緊緊握住雞

（學生以小組為單位體驗握雞蛋蛋，但是蛋殼居然沒

實驗）有碎！

小結：剛剛同學們嘗試從外面施加

均勻的握力，雞蛋沒有碎。

【實驗二】

1.師：如果多幾個雞蛋，是否能

承受更大的壓力呢？

2.師：接下來我們測試四枚雞蛋5.可以把四枚雞

的承重能力。我們可以怎樣進行測試？蛋立起來，在上面放

3.師：是的，我們可以將四枚雞上重物，觀察它是否

蛋放在塑料瓶蓋上，上面蓋上同樣的瓶能夠承受壓力。

蓋；放上一塊平板，在平板上放重物6.書本要輕輕

（書），測試四枚雞蛋能夠支撐多重的放，要居中放不能傾

物體（書本）。斜一-側。

4.師：你認為這個實驗要注意什7.要慢慢放，每

么？放一本要觀察雞蛋是

（四人小組為單位，開展實驗，時否有開裂的痕跡。

間控制在5分鐘）8.我們小組的承

5.師：你有什么發現？受了十五本書的重

生：量，但是蛋殼還沒有

6.師：這個實驗現象，說明了什任何要裂開的預兆，

么？可能還能承受更多重

7.小結：雞蛋殼在承受均勻的外量。

力時，能承受很大的壓力。9.說明蛋殼能承

【實驗三】受較大的壓力。［設計意圖：通

1.師:同學們,請看這幅圖,小10.小雞在孵化，過兩個實驗探

雞在做什么？它正用尖尖的嘴啄破究蛋殼的獨特

2.師：蛋殼能承受很大的外力，蛋殼！之處，試著握碎

但是為什么弱小的雛雞只需要用小嘴11.可能從里面雞蛋、戳破蛋

輕輕啄幾下就能擺脫天然的“牢籠”？用力和從外面用力是殼、用蛋殼承載

3.師：接下來我們用筆尖來模擬不一樣的。重物，發現蛋殼

一下小雞啄蛋殼的過程吧。每組準備兩12.筆尖落在蛋承受力的形狀

只尖頭鉛筆，將鉛筆筆尖懸空相同高殼內側（凹面）時，優勢。］

度，分別墜落在蛋殼外側和內側同一位蛋殼裂開了被戳破

置，哪種情況蛋殼不容易被戳破？要注了。但是筆尖落在蛋

意：半個蛋殼的斷裂面要盡可能地平整殼外側（凸面）時，

一些且不能有裂紋哦。蛋殼沒有碎、沒有破。

4.師：這個實驗說明了什么？說明雞蛋殼能承受較

大的外力，但卻很承

受從內部施加的壓

力。

三、J1.師：蛋殼為什么有如此大的承1.可能是因為蛋［設計意圖：從

解拱形結受能力？和它的結構是否有關系？殼的形狀是拱形的。蛋殼到拱形，就

構2.師：蛋殼每個部分都是拱形嗎？是從蛋殼的構

如果我們把蛋殼切碎，碎蛋殼是不是拱2.蛋殼兩端拱形造過渡到對拱

形呢？弧度比較大，其他地形結構的認識，

3.師：我們怎樣判斷蛋殼每個部方也是拱形，但是弧這是本課探究

分都是拱形結構？度不大。過程的轉折點，

4.小結：通過將蛋殼碎片和尺子3.我們可以把蛋也是引導學生

作比較，我們能發現整個蛋殼都是拱形殼切碎，用尺子和碎對又一對仿生

結構，拱形結構有什么特點？我們通過蛋殼碎片作比較，就事例的研究。觀

下面這個實驗來驗證一下。可以判斷蛋殼的各個察比較蛋殼和

【實驗四：拱形承重】部分是否都是拱形拱形的外形，并

L師：用兩張A4卡紙分別做成的。（學生利用尺子通過測試拱形

平橋和拱橋的橋面，在橋面上放置重和碎蛋殼進行比較）結構的承重能

物，比較兩者的承重能力。你有什么發4.重物放上平力，發現拱形和

現？橋，平橋很快就塌陷蛋殼都具有承

2.小結：拱形結構有和蛋殼相同了，而拱形能承受更受力大的特

的特征：堅固、能承重。多重物，說明拱形結點。］

3.討論：為什么拱形結構具有堅構能承受更大的力。

固、能承重的特性呢？

4.總結：拱形受壓時會把這個力

傳給相鄰的部分抵住拱足散發的力就

可以承受更大的壓力，所以拱形所能承

受的力量更重。

四、1.出示圖片：國家大劇院、臺北［設計意圖：更

生活中拱小巨蛋、東京巨蛋、歐洲廣場建筑、意多地了解拱形

形結構的大利悉尼歌劇院結構，需要去發

應用2.師：請你找出圖片中的拱形結現生活中的拱

構。形建筑，這是對

3.師：請同學上臺在白板上畫出所學知識的一

你找到的拱形結構。次應用和復習，

4.師：你還見過哪些拱形建筑或同時可以擴充

建筑物上的拱形結構？學生的認知面。

生：拱門、電燈泡……引導學生關注

【知識加油站】生活中這類仿

電燈泡：一個直徑十厘米的燈泡兩生物體的應用，

面可承受一個成人重量的壓力。進一步夯實對

無梁殿：南京紫金山下靈谷寺景區拱形優勢的理

內有一座國內現存最大的無梁殿。它建解。］

于明朝，整座建筑全部用磚壘砌，沒有

木梁、木柱，全殿用磚石砌成大大小小

的拱券結構，其中正殿東西向并列成三

個拱券，中間的拱券跨度達11.5米，

高14米，兩側的拱券稍小，跨度為5

米，高7.4米。全國各地的無梁殿的

結構和建筑原理都與此相似。

【板書設計】

6.蛋殼與拱形建筑

雞蛋拱形

【拱形結構】

堅固、能承重

【知識要點】

1.雞蛋殼是橢球形結構。

2,拱形和蛋殼都具有承受力大的特點。

3.拱形結構被廣泛應用在建筑結構上。

【課堂流程圖】

生活中的拱形結構應用

7.海豚與聲吶

【課標落實】

1.本單元通過一系列觀察、探究、設計等活動，落實《課程標準》高年級的課程目標。

科學知識：

認識人類與自然資源的關系。

了解技術是人們改造周圍環境的方法，是人類能力的延伸，工程是依據科學原理設計和

制造物品、解決技術應用的難題、創造豐富多彩的人工世界的一系列活動。

了解科學技術推動著人類社會的發展和文明進程。

科學探究：

能基于所學的知識，通過觀察、實驗、查閱資料、調查、案例分析等方式獲取事物的信

息。

能基于所學的知識，運月分析、比較、推理、概括等方法得出科學探究的結論，判斷結

論與假設是否一致。

科學態度：

表現出對事物的結構、功能、變化及相互關系進行研究的興趣。

能大膽質疑，從不同視角提出研究思路，采用新的方法、利用新的材料，完成探究、設

計與制作，培養創新精神

科學、技術、社會與環境：

了解人類的好奇和社會的需求是科學技術發展的動力，技術的發展和應用影呵著社會發

展。

2.本單元學習內容基于《課程標準》課程內容中“技術與工程領域”的高年級段要求。

3.知道很多發明可以在自然界找到原型，能夠說出工程師利用科學原理創造的實例。并

能利用文字與圖案、繪圖或實物，表達自己的創意與構想。

【教材分析】

《海豚與聲吶》是蘇教版科學玉年級下冊第2單元《仿牛》的第二課.通過前兩課的學

習，學生已經初步建立了仿上的概念，了解仿生與仿生物品之間的聯系。在第二課《蛋殼與

拱形建筑》中學生習得人類可以通過模仿自然界生物的結構制造仿生物品。在此基礎上，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，即人們從海豚在水中的游行和捕

食的行為得到啟發，完善了聲吶系統。從而幫助學生進一步了解仿生，建立仿生的概念。

本課教學內容分四個部分：

第一部分，通過人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、雷達的工作原理。說明海豚、

潛艇的聲納、B超的探測利月的是回聲定位，而雷達利用的是無線電波的反射來發現目標、

跟蹤目標，它們的原理相似。

【學情分析】

（知識方面）五年級的學生已經具備一定的知識儲備。他們經過前課的學習，學生己經

初步建立了仿生的概念，了解仿生與仿生物品之間的聯系，并了解人類可以通過模仿自然界

生物的結構而制造仿生物品。但對于我們進行生物原理的仿生雖有/解，但并不清晰，需要

進行實例的具體分析加深印象。此外，對于海豚這種生物，學生對海豚回聲定位的原理并不

清晰，依靠的是什么，如何進行定位等。很大一部分學生認為是依靠人類聽得到的海豚“叫

聲”進行游行和捕食，而不知道海豚是用兩種頻率發聲：一種是人耳聽不到的超聲波，這些

超聲波用于獲知水中的魚餌或物體的存在；另一種是次聲波，是人們在水中可聽見的海豚發

出的低頻聲音，用于同伴間的交流。

（技能方面）五年級的孩子已經具備較好的交流、協作能力，能較好的展開科學探究，

并能運用理性思維對收集到的證據進行比較、分析、歸納、概括等整理加工，并在此基礎上

形成種種解釋。

（心理特征）高段的學生隨年齡增長，已經漸漸沉穩，也具有較強的規則意識，有意注意

漸漸占優勢，并具備一定的邏輯思維能力。但仍需同直接與感性經驗相聯系。因此，有趣的

探究活動仍比較容易引發他們較持久的關注和興趣。

【教學目標】

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，發現海豚、潛艇的聲納、B超、雷達相似的工作原理。

3.分工合作，提升團隊合作的意識。

【教學重點】

了解海豚游行以及捕食的原理。

【教學難點】

分工合作，提升團隊合作的意識。

【教學準備】

教師材料：課件和視頻

學生材料：水，實驗盤，方形木塊，一次性塑料杯子、滴管，記錄單

【教學時間】

1課時

【教學過程設計】

探究活動教師活動學生活動探究意圖

一、導入1.（出示海豚圖片）認識它嗎？1.學生互動。［設計意圖：利

2.今天我們通過一段視頻來了解用海豚圖片直

一下海豚的生活C2.觀看視頻。接導入，再結合

3.播放海豚在水中游行和捕食的3.學生交流：海視頻引導學生

視頻。豚在水中靈活的游聚焦到海豚靈

4.在視頻中你看到了什么？行，捕食。活游行秘密上，

5.為什么海豚能在水中這么靈活4.學生交流：通通過充分的交

的游行捕食？這節課我們?起來探究過眼睛觀察周圍環流挖掘學生的

一下。境；發出的聲音進行前概念，為后續

定位....的教學奠定基

礎。］

二、認識1.同學們的想法都不一樣。接下［設計意圖：因

海豚的回來，我們通過幾則資料的閱讀了解一學生對海豚回

聲定位下。聲定位的本領

2.（出示快讀資料）1.學生閱讀資并不濟晰，因此

資料?：料。結合幾則資料

有人曾做過這樣的實驗，在水池里讓學生通過資

插上36根金屬棒，每排6根，然后把料閱讀進行分

海豚放進去。只見海豚在棒中間游來游析從而了解海

去，而絕不會碰到金屬棒。即使把它的豚。此外，借助

眼睛蒙上，它也照樣暢游無阻。如果偷可視的水波模

偷地在水池里放進一條小魚，它就會立擬超聲波的活

刻游過去進行捕捉。動，將看不見的

資料二：海豚利用超聲

20世紀60仁代，生物學家諾里斯波反射定位的

發現，用橡皮蒙住海豚的雙眼，它的活現象轉化為直

動絲毫不受影響，可把海豚的前額蒙觀現象，讓學生

住，它在水下就像瞎子一樣，到處亂撞。在活動中形象

顯然，海豚是用前額發出聲波來測定方化地感受過程

向的。和原理。同時，

資料三：增進了學生的

海豚不同十須鯨，它只有一個鼻研究興趣。］

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生震動

產生的。發聲時，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

下頜后部的內部耳朵，從而感知聲波。

3.從資料中你獲得了什么信息？

4.交流：人們發現，海豚的音域

比較寬廣，可以發出兩種聲音，一種是

人耳可以聽見的聲音，一種是人耳聽不

到的超聲波。科學家研究發現，海豚是

利用超聲波獲知水中的魚餌或物體的

存在。2.學生分析資料

（超聲波：超過人能聽到的最高頻并交流：海豚那么靈

（20000赫茲）的聲波，是人耳不能聽到活和眼睛無關；是由

的聲音。）前額的鼻孔里發出聲

5.海豚是怎么利用超聲波在水中波；鼻孔發出了聲波，

靈活游行和捕食呢？耳朵接收……

6.請你畫出海豚能自如游行的工

作原理圖。

7.交流學生的原理示意圖，學生

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1.學生交流：前

波來模擬超聲波c額（鼻孔）發出超聲

模擬超聲波活動波，超聲波遇到物體

①用水波模擬超聲波。返回，耳朵接收。

②將實驗盤裝水，保持水面平靜。2.學生回原理

③將水滴到實驗盤中，觀察水波的

小意圖。

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

3.學生分組開

物體時的情況。

模擬活動。

⑤畫出示意圖，交流發現。

9.交流發現：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

體后水波返回來的波形不一樣。

10.小結：海豚的前額（鼻孔）發

出超聲波，超聲波遇到物體返回，進入

到海豚的耳朵，海豚通過對接收到的信

號進行分析，從而知道前方有無物體，

4.學生交流發

物體的大小、形狀和位置，就能靈活的

現。

游行和捕食了。這樣的探路方式稱為回

聲定位。

三、搭建1.我們已經知道了海豚在水中自1.學生交流：完［設計意圖：切

海豚探路如游行和捕食的秘密了。其實人類是很善了聲吶系統。入仿生話題，將

與仿生物擅于向大自然學習的。人類利用海豚的雷達、聲納、B

品工作原這項本領做了什么？超、海豚探路等

理上的關2.聲吶系統被應用在哪些地方？零散的認知，通

系它的原理是什么？你能嘗試畫出來2.學生畫聲吶系過比較分析，找

嗎？統的原理圖。出相似之處，進

3.你還知道人類的發明與我們今一步加深對仿

天介紹的海豚的回聲定位原理相似3.小組討論，交生事例兩者之

的？流發現。間關系的認

4.介紹B超診斷儀和雷達，學生知。］

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，通過分析體內組織

產生的回聲，探測人體內部是否健康。

雷達：發出電磁波遇到目標時會返

回，從而測定目標位置、速度等，為飛

機導航。

四、拓展1.我們知道海豚的回聲定位本領1.小組討論，交［設計意圖：通

__我是已經運用到許多領域，人們也還在做各流想法。過學生根據回

小小設計種嘗試。今天，讓我們也做個小小設計2.學生畫設計圖聲定位原理自

師師，運用海豚的本領嘗試設計一個物并展示交流。行設計物品，一

品，解決我們生活遇到的一些問題。方面加強了對

仿生認識與應

用，另一方面也

滲透了工程設

計意識。這個環