7《海豚与声呐》（教学设计）-2025-2026学年苏教版五年级下册科学

第二单元 《仿生》 第三课时 《海豚与声呐》 一、教材分析 《海豚与声呐》是苏教版五年级下册第二单元《仿生》的第三课时，属于“生命科学”与“技术与工程”领域的交叉内容。本课是在学生了解仿生学基本概念、探究蛋壳与薄壳结构的基础上，进一步研究海豚的回声定位及其对人类声呐技术的启发，引导学生从动物身上获取科技发明的灵感。 教材编排遵循“观察现象—探究原理—仿生应用—拓展思考”的认知逻辑，包含三个主要活动：活动一，通过声音传播实验，了解声音在水中的传播特点；活动二，通过模拟实验探究海豚回声定位的原理；活动三，了解声呐技术及其在生活中的应用，建立生物结构与技术发明之间的联系。 根据《义务教育科学课程标准（2022年版）》高年段要求，学生应“了解人类可以通过模仿生物的结构和功能来创造发明，初步形成仿生意识”。本节课注重培养学生的科学观念、探究实践能力和科学思维，引导学生在模拟实验中理解回声定位原理，感受生物对科技发展的启发。 二、教学目标 科学观念：通过模拟实验，了解海豚回声定位的原理，知道声呐技术是模仿海豚回声定位的仿生发明，初步建立“结构与功能相适应”的科学观念。 科学思维：能运用分析、比较、归纳等方法，发现海豚回声定位与声呐技术之间的联系；培养从生物现象中获取发明灵感的思维能力。 探究实践：能够通过模拟实验，探究声音在水中的传播特点；能设计并完成模拟海豚回声定位的实验，理解其基本原理。 态度责任：在科学探究中培养严谨求实的科学态度，感受生物对科技发明的启发，激发探究自然、创新创造的兴趣。 三、教学重难点 教学重点：了解海豚回声定位的原理，知道声呐技术是模仿海豚的仿生发明。 教学难点：理解海豚回声定位的过程，能将回声定位原理与声呐技术建立联系。 四、教学准备 教师材料：教学课件、海豚回声定位视频、声呐技术视频、超声波图片、海军潜艇图片、声呐探测仪图片。 学生分组材料（每组一套）：水槽、水、音叉（或铃铛）、小石块、塑料盆、盲人摸物实验材料（眼罩、不同形状的物体）、学习记录单。 五、教学过程 （一）情境导入，激发兴趣—— “海豚的秘密” 1.播放海豚在水中灵活游动、捕食的视频，“同学们，你们知道海豚在黑暗的水中，是怎么发现猎物、避开障碍物的吗？” 2.学生猜想：可能靠眼睛看、靠声音听、靠超声波…… 3.揭示课题：海豚有一种特殊的本领，叫做“回声定位”。今天我们就来研究《海豚与声呐》。 （板书课题） 设计意图：通过视频激发兴趣，引出海豚回声定位的话题，为新课学习做好铺垫。 （二）探究原理，模拟实验—— “回声定位实验室” 1.实验一：声音在水中的传播： 提问：“声音能在水中传播吗？如果在水中敲击音叉，能听到声音吗？” 学生实验：将音叉放入水槽中敲击，用耳朵贴近水面听声音 观察现象：能听到声音，说明声音可以在水中传播 小结：声音可以在水中传播，而且比空气中传播得更远 2.实验二：模拟海豚回声定位： 教师介绍模拟实验方法： 用一块木板或塑料板挡住学生视线，模拟黑暗环境 一位学生用声音（如拍手、敲击）发出声波 另一位学生根据回声判断前方是否有障碍物 学生分组体验： 一名学生戴上眼罩，模拟海豚 其他学生在不同距离发出声音，戴眼罩的学生判断声音来自哪里 在障碍物前发出声音，戴眼罩的学生根据回声判断障碍物的位置和距离 交流发现：通过回声可以判断物体的位置和距离 3.实验三：盲人摸物体验 学生戴上眼罩，用手触摸不同形状的物体，判断是什么物体 对比：用回声定位和用手触摸，哪种方式更准确？ 设计意图：通过一系列模拟实验，让学生亲身体验回声定位的原理，理解声音传播和回声的作用，培养探究实践能力。 （三）原理讲解，建立概念—— “海豚的声呐系统” 1.原理讲解：教师结合动画或图示，讲解海豚回声定位的过程： 海豚发出超声波（人耳听不到的高频声波） 超声波遇到物体反射回来，形成回声 海豚通过耳朵接收回声，根据回声的强弱、方向、时间等信息，判断物体的位置、大小、形状 2.对比发现：引导学生比较海豚回声定位与刚才模拟实验的相似之处： 模拟实验用拍手声代替超声波 用耳朵听回声判断障碍物 海豚更灵敏、更准确 3.小结：海豚的回声定位就像一套天然的“声呐系统”，帮助它在黑暗的水中“看见”世界。 设计意图：通过动画和讲解，帮助学生理解回声定位的科学原理，建立完整的科学概念。 （四）仿生应用，认识声呐—— “人类的声呐技术” 1.过渡提问：教师提问——“人类从海豚身上得到了什么启示？能不能发明一种设备，像海豚一样用回声定位？” 2.介绍声呐技术： 声呐是一种利用声波在水下探测目标的设备 声呐发射声波，接收回声，根据回声信息判断水下物体的位置、距离 3.展示应用实例： 军事：潜艇用声呐探测敌舰、躲避障碍物 海洋勘探：探测海底地形、寻找沉船 渔业：探测鱼群位置 医学：B超也是利用超声波进行探测 4.视频资料：播放声呐技术应用视频，直观感受 5.对比分析：引导学生比较声呐和海豚回声定位的相同之处： 都发射声波，接收回声 都根据回声信息判断目标 声呐是模仿海豚的仿生发明 设计意图：通过实例介绍和视频展示，让学生了解声呐技术的仿生原理和应用，建立生物与技术之间的联系。 （五）拓展思考，创新设计—— “我是小发明家” 1.问题引导：“除了声呐，我们还能从海豚身上得到什么启示？还能发明什么？” 2.小组讨论：学生讨论： 模仿海豚的流线型身体，发明高速潜水艇 模仿海豚的皮肤结构，发明减阻泳衣 模仿海豚的声呐系统，发明盲人导航仪 3.创意分享：各组分享自己的创意发明 4.教师点评：肯定学生的创意，鼓励继续探索 设计意图：通过创意设计活动，培养学生的创新思维和实践能力，将所学知识应用于创造实践。 （六）课堂总结—— “收获分享会” 1.回顾收获：“这节课你学到了什么？关于海豚与声呐，你知道了什么？” 2.学生总结： 海豚用回声定位发现猎物、避开障碍物 回声定位：发出超声波→遇到物体反射→接收回声→判断信息 人类模仿海豚发明了声呐技术 声呐用于军事、海洋勘探、渔业等 3.师：“海豚是大自然的智慧者，它用超声波‘看见’世界。人类向海豚学习，发明了声呐技术，探索海洋的奥秘。希望同学们像科学家一样，从大自然中获取灵感，用智慧创造更美好的未来！” 六、教学反思 （一）成功之处：模拟实验，概念建构生动 本节课紧紧围绕2022版课标核心素养要求，以“模拟实验”为主线贯穿始终。最精彩的是“模拟海豚回声定位”环节，学生戴上眼罩，通过拍手声判断障碍物的位置，亲身体验回声定位的过程。当学生准确说出“前面有东西”时，对回声定位原理的理解已经内化。这种在亲身体验中建构概念的方式，让抽象的科学原理变得具体可感。 （二）亮点实践：对比分析，思维训练深入 本课注重培养学生的类比思维能力。在“海豚回声定位”与“模拟实验”的对比中，学生发现“海豚用超声波，我们用拍手声”“海豚更灵敏，我们不够准确”，在对比中理解了海豚回声定位的优势。在“声呐与海豚”的对比中，学生发现“都是发射声波、接收回声”，建立了仿生学的核心思想——“模仿生物”。这种对比分析的方式，培养了学生的科学思维。 （三）不足与改进：实验条件，尚需优化 反思整个课堂，存在两个问题：一是声音在水中的传播实验，学生操作时水花四溅，影响观察；二是盲人摸物体验环节，部分学生只关注“摸到”，没有与回声定位建立联系。这与实验材料的准备和指导有关。 改进设想：在今后的教学中，声音传播实验可用塑料袋包裹音叉，防止水花飞溅。盲人摸物环节，可引导学生思考“海豚用声音‘摸’物体，和用手‘摸’有什么不同”，加强类比联系。评价机制上，不仅要关注实验结果的正确性，更要关注学生在实验过程中的思考和发现。 七、教学总结 这堂《海豚与声呐》，我和孩子们一起走进海豚的奇妙世界，在模拟实验中体验回声定位的神奇，在声呐技术中感受仿生的智慧。当孩子们戴上眼罩，用声音“看见”障碍物，当他们发现潜艇和B超都来自海豚的启示，我看到了科学教育最美的样子——它让孩子们懂得，大自然是最好的老师。愿这份好奇与创造，伴随他们探索更广阔的世界。 学科网（北京）股份有限公司 $