2.7《海豚与声呐》（教学设计）-2025-2026学年科学五年级下册苏教版

该小学科学教学设计聚焦《海豚与声呐》，核心知识点为海豚回声定位原理及声呐、B超等仿生应用。通过海豚蒙眼探路情境导入，引导学生从现象分析到原理探究，再到技术应用，构建“生物功能—人类发明”的知识脉络。 该资料以探究实践为特色，设计“模拟海豚捕食”游戏让学生体验回声定位过程，结合动画演示突破声波反射抽象难点，培养科学思维中的比较与归纳能力，如对比分析声呐与海豚原理的共性。提升学生科学观念和探究能力，为教师提供趣味与科学性结合的教学方案。

五年级下册科学第二单元《仿生》 第7课《海豚与声呐》教学设计 一、设计依据 本课依据《义务教育科学课程标准（2022年版）》“技术与工程领域”核心素养要求设计，紧扣“技术与工程实践”“生物与环境的相互作用”两大核心概念，落实“认识海豚的回声定位原理，了解声呐、B超、雷达等仿生技术的应用，体会仿生学对人类科技发展的推动作用”的学段目标，以探究实践为核心，突出学生科学思维与工程应用能力的培养，帮助学生建立“生物的生理功能能为人类发明创造提供重要启示”的科学观念。 二、教材分析 本课是苏教版小学科学五年级下册第二单元《仿生》的第3课，是仿生学在“信息探测”领域的典型课例。教材以“现象感知—原理探究—模拟体验—应用拓展”为逻辑主线，通过“海豚探路现象分析”“回声定位原理学习”“模拟海豚捕食游戏”“声呐、B超、雷达等仿生应用介绍”等环节，引导学生从海豚探路的神奇现象入手，理解回声定位的科学原理，再通过模拟游戏亲身体验，最后拓展到声呐、B超、雷达等仿生技术的应用，逐步建构“回声定位”的核心概念，体会仿生技术在科技、医疗、军事等领域的广泛价值，为后续开展仿生设计活动奠定认知与实践基础。教材注重趣味性与科学性结合，通过游戏体验、实例分析，兼顾知识理解与应用意识培养，体现了科学与技术、生活的紧密联系。 三、学情分析 五年级学生已在前几课认识了仿生学，对生物结构的启示有了初步了解，在生活中听说过“声呐、雷达、B超”，也知道海豚很聪明，但对“海豚为什么能蒙眼探路”“回声定位的原理”缺乏深入理解，对这些科技产品与海豚生理功能的内在联系没有系统认知。同时，学生对游戏化学习充满兴趣，乐于参与模拟体验活动，但对声波、回声等抽象概念的理解存在困难，需要教师通过直观演示、游戏体验和生活实例帮助学生突破难点。本课教学需借助趣味游戏、动画演示和实例分析，引导学生从现象到本质，理解回声定位的原理，感受仿生技术的魅力。 四、教学目标 （一）科学观念目标 1. 知道海豚探路依靠回声定位，了解回声定位的基本原理：海豚发出声波，声波遇到物体反射回来，被海豚接收后判断物体的位置和大小。 2. 了解声呐、B超、雷达等技术都是模仿回声定位原理发明的，知道它们在不同领域的应用。 3. 认识仿生技术对人类科技发展的重要推动作用，体会生物生理功能的巧妙之处。 （二）科学思维目标 1. 能通过分析海豚探路的现象，推理其探路的方式，发展分析与推理思维。 2. 能对比海豚回声定位与声呐、B超、雷达的工作原理，归纳其共同特点，发展比较与归纳思维。 3. 能根据回声定位原理，思考其在生活中的其他应用，发展迁移与创新思维。 （三）探究实践目标 1. 能参与“模拟海豚捕食”游戏，体验回声定位的过程，理解声波反射的原理。 2. 能收集并交流声呐、B超、雷达等仿生技术的应用实例，提升信息收集与表达能力。 3. 能结合回声定位原理，尝试设计简单的仿生探测方案，发展初步的工程设计意识。 （四）态度责任目标 1. 对海豚探路的奥秘和仿生技术产生浓厚兴趣，乐于主动参与游戏、讨论等探究活动。 2. 感受生物生理功能的奇妙与人类科技发明的智慧，树立尊重自然、向自然学习的科学态度。 3. 体会仿生技术对改善人类生活、推动科技发展的重要意义，激发对科学技术的热爱与探索欲。 五、教学重难点 教学重点：理解海豚回声定位的原理，了解声呐、B超、雷达等仿生技术的应用。 教学难点：理解回声定位中“声波发射—反射—接收”的过程，体会仿生技术与生物功能的内在联系。 六、教学准备 教师准备：多媒体课件（包含海豚探路视频、回声定位动画、声呐/B超/雷达应用视频）、模拟游戏道具（眼罩、场地标记线）、实验记录单。 学生准备：课本、活动手册、铅笔。 七、教学过程 （一）情境导入，激发兴趣（5分钟） 师：同学们，今天老师带来了一位神奇的海洋朋友——海豚。大家都知道海豚很聪明，但它还有一个神奇的本领：人们在水池里插上金属棒，海豚游动时绝不会碰到；即使被蒙上眼睛，照样畅游无阻，还能准确捕捉猎物。这是为什么呢？海豚是靠什么来探路的呢？ 生1：海豚的眼睛很亮，即使蒙上也能看见？ 生2：海豚的耳朵很灵，能听见东西？ 生3：我听说海豚会发出一种我们听不到的声音，靠声音来探路！ 师：大家的猜测都很有道理！今天，我们就一起来揭开海豚探路的奥秘，学习第7课《海豚与声呐》。（板书课题：海豚与声呐） （二）探究活动一：海豚探路的奥秘——回声定位（10分钟） 师：海豚既没有手，也没有脚，为什么能在黑暗的水里精准探路、捕捉猎物呢？请大家看课本第21页的资料，找一找答案。 （学生阅读课本内容） 师：谁来说说海豚探路的奥秘是什么？ 生：海豚在水里能发出一种人耳听不见的声波，声波遇到物体后会反射回来，被海豚接收，海豚就能确定物体的形状、大小和位置，这种方法叫回声定位。 师：说得非常准确！我们来用一个动画演示一下这个过程：（播放回声定位动画）海豚通过嘴巴发出超声波，超声波在水里传播，遇到金属棒、小鱼等物体就会反射回来，海豚的耳朵接收到反射回来的声波，就能判断出物体在哪里、有多大，所以即使蒙上眼睛，也能精准探路、捕捉猎物。（板书：回声定位：发射声波→遇到物体反射→接收回声→判断位置、大小） 师：大家想一想，海豚的嘴巴和耳朵在回声定位中分别起什么作用？ 生：嘴巴是用来发出声波的，耳朵是用来接收反射回来的回声的。 师：没错！嘴巴负责“发射信号”，耳朵负责“接收信号”，两者配合，就能实现精准定位。我们接下来就通过一个游戏，来体验一下海豚的回声定位过程。 （三）探究活动二：模拟海豚捕食游戏（10分钟） 师：我们来玩一个“模拟海豚捕食”的游戏，体验海豚用嘴巴和耳朵配合捕捉小鱼的过程。游戏规则是这样的： 1. 在一块空地上画一个大圈，4~5人一组，一人蒙上眼睛扮演“海豚”，其他人扮演“小鱼”。 2. “海豚”一边快速移动一边说“小鱼”，“小鱼”们只能在圈内脚跟碰脚尖地移动，并且都要发声回应，比如一直说“哎”。 3. “海豚”捉到“小鱼”后，互换角色，继续游戏。 师：大家想一想，在这个游戏里，“海豚”说的“小鱼”和“小鱼”回应的“哎”分别模拟了什么？ 生：“海豚”说的“小鱼”模拟的是海豚发出的声波，“小鱼”回应的“哎”模拟的是声波反射回来的回声。 师：说得太对了！“海豚”通过发出声音（声波），接收“小鱼”的回应（回声），来判断“小鱼”的位置，就像海豚在水里用回声定位捕捉猎物一样。现在，请大家分组开始游戏，注意安全，不要碰撞。 （学生分组游戏，教师巡视指导，提醒学生遵守规则，注意安全） 师：谁来说说游戏的感受？扮演“海豚”的时候，你是怎么找到“小鱼”的？ 生1：我听着“小鱼”的声音，判断他们的位置，声音近了，就说明小鱼离我很近了。 生2：我发现回应的声音越大，小鱼离我越近，声音越小，小鱼离我越远。 生3：蒙上眼睛的时候，一开始很慌，但听着声音慢慢就能找到方向了，就像海豚靠回声定位一样。 师：大家都体验到了回声定位的原理！通过发出声音，接收回声，就能判断物体的位置，这就是海豚探路的秘密。 （四）探究活动三：回声定位的仿生应用（12分钟） 师：海豚的回声定位本领，给了人类很多发明创造的灵感。科学家根据回声定位原理，发明了声呐。请大家看课本上的图片，声呐是用来做什么的？ 生：潜艇的声呐系统利用声波对水下目标进行探测、定位、识别，比如探测海底地形、寻找鱼群、发现其他潜艇。 师：没错！声呐就是模仿海豚的回声定位发明的，被广泛应用于舰艇、水下作业及渔业勘测等领域。除了声呐，还有哪些技术也利用了类似的原理？ 生1：B超诊断仪，利用超声波射入人体，通过分析体内组织产生的回声，探测人体是否健康。 生2：雷达，利用电磁波遇到目标时返回的信号，测定目标的位置、速度，为飞机导航。 师：大家说得非常全面！我们来对比一下，海豚的回声定位、声呐、B超、雷达的工作原理，有什么相似之处？ （学生分组讨论） 师：谁来说说你们的发现？ 生1：它们都是先发出一种波，声波或者电磁波，遇到物体后反射回来，再接收反射回来的信号，来判断物体的位置、大小或者情况。 生2：海豚用嘴巴发声波，耳朵收回声；声呐用设备发声波，设备接收回声；B超用探头发超声波，接收回声；雷达用天线发电磁波，接收反射波。 生3：它们都利用了“波的反射”原理，通过发射和接收信号来探测目标。 师：总结得非常到位！这些技术都模仿了海豚的回声定位原理，利用波的反射来实现探测、定位，这就是仿生学的应用。（板书：仿生应用：声呐（水下探测）、B超（医疗诊断）、雷达（导航探测）） 师：大家想一想，生活中还有哪些地方用到了类似回声定位的原理？ 生1：倒车雷达，汽车倒车时，会发出超声波，遇到障碍物就会发出警报，提醒司机。 生2：盲人用的超声波导盲仪，能帮助盲人探测前方的障碍物。 生3：蝙蝠也是用回声定位探路的，雷达也模仿了蝙蝠的回声定位。 师：没错！这些都是回声定位原理的应用，大自然的生物给了人类这么多发明创造的灵感，真是太神奇了。 （五）全课小结（3分钟） 师：同学们，今天这节课，我们一起揭开了海豚探路的奥秘，谁来说说你学到了什么？ 生1：我知道了海豚探路靠的是回声定位，它发出声波，接收回声来判断物体的位置。 生2：我玩了模拟海豚捕食的游戏，体验了回声定位的过程，知道了声音的反射能帮我们判断位置。 生3：我知道了声呐、B超、雷达都是模仿回声定位原理发明的，它们分别用在水下探测、医疗诊断和导航上。 生4：我知道了仿生技术很神奇，大自然的生物能给人类很多发明创造的灵感。 师：大家总结得非常全面！海豚的回声定位本领，启发人类发明了很多重要的技术，这些技术改变了我们的生活，推动了科技的发展。希望大家以后也能多观察大自然，从生物身上获得更多灵感，做一个小小发明家。 （六）课堂练习（5分钟） 1. 海豚探路依靠的是（ ）。 A. 视觉 B. 回声定位 C. 嗅觉 2. 下列关于回声定位的说法，错误的是（ ）。 A. 海豚通过发出声波、接收回声判断物体位置 B. 声波遇到物体后会反射回来 C. 海豚的回声定位只能在空气中进行 3. 模仿海豚回声定位原理发明的技术是（ ）。 A. 声呐 B. 飞机 C. 拱桥 4. 下列应用中，没有利用回声定位原理的是（ ）。 A. B超诊断仪 B. 雷达 C. 普通温度计 5. 声呐主要应用于（ ）。 A. 医疗诊断 B. 水下探测 C. 天气预报 简答题： 1. 请你说说海豚回声定位的原理是什么？ 2. 请举两个利用回声定位原理发明的技术，并说说它们的用途。 （学生独立完成练习，教师订正答案，讲解易错点） （七）板书设计 海豚与声呐 1.海豚探路的奥秘：回声定位 原理：发射声波→遇到物体反射→接收回声→判断位置、大小 器官：嘴巴（发声波）、耳朵（收回声） 2.模拟体验：海豚捕食游戏（声音反射定位） 3.仿生应用： 声呐：水下探测、定位 B超：医疗诊断（人体探测） 雷达：导航、目标探测 八、教学反思 本课以“现象导入—原理探究—游戏体验—应用拓展”为主线，通过分析海豚探路现象、学习回声定位原理、模拟捕食游戏、了解仿生应用等活动，引导学生理解回声定位的科学原理，认识仿生技术的应用价值，基本达成了教学目标。教学中，借助趣味游戏让学生亲身体验回声定位的过程，突破了抽象概念理解的难点；通过对比分析声呐、B超、雷达的工作原理，让学生归纳出仿生技术的共同特点，培养了比较与归纳思维；结合生活实例拓展应用，让学生体会了仿生技术与生活的联系，激发了对科学技术的兴趣，体现了科学素养的培养要求。 但教学中也存在一些不足：一是对声波反射的原理讲解不够直观，部分学生对“声波看不见摸不着”的特点理解困难，可借助简单的声波反射实验（如用手电筒模拟声波，镜子反射模拟回声）帮助学生理解；二是游戏环节的时间把控不够精准，部分小组游戏时间过长，影响了后续教学进度，可提前明确游戏时间，设置计时提醒；三是对仿生技术的拓展不够深入，可增加“设计一个利用回声定位原理的小发明”的环节，进一步培养学生的创新意识。 后续教学中，需进一步优化抽象概念的直观演示，帮助学生理解声波反射的原理；合理分配教学时间，确保各环节高效推进；增加创新设计环节，让学生在实践中深化对仿生技术的理解，更好地落实2022版新课标的要求，提升学生的科学素养。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $