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文檔簡介
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??梢耘袛嗟皻さ母鱾€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?!返牡诙n.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?;钣涡忻孛苌?,
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??茖W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
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