冀人版 (2017)六年级下册第三单元 大自然的启示与发明第7课 蝙蝠与雷达教学设计及反思

这是一份冀人版 (2017)六年级下册第三单元 大自然的启示与发明第7课 蝙蝠与雷达教学设计及反思，共5页。

教学目标
知识目标：1、了解蝙蝠在夜间捕食的秘密
2、知道蝙蝠在夜间飞行靠的是嘴和耳朵的配合
3、了解雷达的发明与蝙蝠的关系
能力目标：搜集有关仿生学的资料，提高信息收集和处理能力及模拟实验探究能力
情感目标：激发学生热爱科学、乐于观察和探究的兴趣
教学重难点
重点：认识蝙蝠夜间捕食的秘密及蝙蝠与雷达之间的关系
难点：分析蝙蝠夜间捕食与雷达工作原理的相似性，从而认识仿生学在现实生活中的应用
教学准备
PPT课件、超声波传感器、超声波测距仪、飞虫模型等
教学过程
情景与问题
蝙蝠是夜行动物，有很高的飞行本领，能够在夜晚灵活地捕食昆虫，从来不跟什么东西相撞，即使是一根极细的电线，也能灵巧的避开。雷达能够远距离敏锐地捕获目标信息，无论是白天黑夜均能探测远距离的目标，且不受雾、云和雨的阻挡，具有全天候、全天时的特点，并有一定的穿透能力。
那么，蝙蝠是怎样在夜晚捕食昆虫的？雷达捕获目标信息与蝙蝠捕食昆虫有什么相似之处呢？
今天我们就一起来学习第7课蝙蝠与雷达
课题：7 蝙蝠与雷达
探究与发现
蝙蝠捕食的奥秘
18 世纪前后，科学家曾多次做实验，探索蝙蝠夜间飞行的奥秘。
实验条件：在一间屋子里横七竖八地拉上许多绳子，绳子上系着许多铃铛
第一次实验：蒙上蝙蝠的眼睛，让它在屋子里飞，结果蝙蝠依然能够飞行自如，铃铛一个也没响。说明蝙蝠夜行探路与眼睛无关。
第二次实验：把蝙蝠的耳朵塞上，让它在屋里飞，结果蝙蝠就像没头的苍蝇一样到处乱撞，铃铛响个不停。说明蝙蝠夜行探路与耳朵有关。
第三次实验：把蝙蝠的嘴封住，让它在屋里飞，结果蝙蝠还是像没头的苍蝇一样到处乱撞，铃铛响个不停。说明蝙蝠夜行探路与嘴有关。
实验结论：三次不同的实验证明，蝙蝠夜间飞行靠的不是眼睛，而是靠嘴和耳朵配合完成的。
那么，蝙蝠的嘴和耳朵是怎样配合的呢？
原来蝙蝠在飞行过程中，能够从喉部发出一种人耳听不到的超声波，当这种超声波碰到飞行中的昆虫或前方的物体时，就会反射回来传入蝙蝠耳内，这样蝙蝠就能判断出食物或障碍物距离的远近、位置和大小了。
为了进一步证明蝙蝠究竟是怎样在夜晚捕食昆虫的？让我们通过实验来寻找问题的答案。
材料：超声波传感器、超声波测距仪、飞虫模型等。
实验方法：
1.打开仪器电源开关，将飞虫模型放置在传感器前方，观察显示的数据。
2.前后移动飞虫模型，观察数据变化。
3.遮挡超声波传感器，移动飞虫模型，观察数据变化。
实验现象：将飞虫模型放置在传感器前方，这时显示屏上显示飞虫模型距传感器的距离；前后移动飞虫模型，距离发生改变，遮挡超声波传感器，移动飞虫模型，移近或移远数据不变。
实验结果：超声波发射器向某一方向发射超声波，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物被反射回来，超声波接收器接收反射波，利用超声波测距仪可以计算出发射点距障碍物的距离。
比较超声波实验与蝙蝠捕食有哪些相同点？
超声波实验与蝙蝠捕食都是利用超声波遇到障碍物后被反射，然后判断障碍物距离远近的
超声波发射器相当于蝙蝠的喉部，能发出超声波；超声波接收器相当于蝙蝠的耳朵，能接收反射波；超声波测距仪相当于蝙蝠的大脑，在大脑中形成了一幅反映四周的声波图。
资料;
蝙蝠捕食昆虫的本领很高超，它在飞行时，从喉内产生超声波，通过口或鼻发射出去，当遇到物体时，超声波就被反射回来，蝙蝠的耳朵接收到回声，能精确地识别外界环境，追捕夜间活动的昆虫。更奇妙的是，蝙蝠的超声波探测系统，还能准确地区别出物体的属性。例如，有人实验把面粉虫和金属碎屑一起抛去，蝙蝠也能准确地区别出这两种东西的性质，只捕食面粉虫，而不去理睬金属碎屑。据测算，蝙蝠竟能在一秒钟里发出和接收（分辨）250组回声。另外，蝙蝠的回声探测系统既能排除人为的干扰，也不怕同类之间的相互影响。在成百上千的蝙蝠居住的洞穴里，它们同时发出超声波，仍旧各行其事。[来源:学.科.网]
用流程图的方式，记录蝙蝠捕食昆虫的过程。
蝙蝠喉部→超声波→昆虫→反射波→蝙蝠耳朵→判断距离捕食
雷达与蝙蝠
雷达能够在很远的距离发现目标，它是利用什么科学原理发明的？是怎样工作的？与蝙蝠又有什么关系呢？
雷达是通过蝙蝠的声波原理发明的，雷达也被称为"无线电定位"。雷达是利用电磁波探测目标的电子设备。雷达发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率(径向速度)、方位、高度等信息。
让我们通过书籍、期刊、网络等途径，搜集雷达的相关资料，认识雷达的发明、发展及其工作过程
雷达的发明与发展
★ 1888 年，德国科学家赫兹成功利用仪器产生无线电波。
★1916年马可尼和富兰克林开始研究短波信号反射。
★1925年，伯烈特与杜武合作，第一次成功使用“雷达”，把从电离层反射回来的无线电短脉冲显示在 CRT 显示器上。
★ 1935 年，英国科学家瓦特发明了既能发射无线电波，又能接收反射波的装置，它能在很远的距离就探测到飞机的行动，这是世界上第一台实用雷达。
★1947年美国贝尔电话实验室研制出线性调频脉冲雷达。
★1971年加拿大伊朱卡等3人发明全息矩阵雷达。与此同时，数字雷达技术在美国出现。
★1993年美国曼彻斯特市德雷尔·麦吉尔发明了多塔查克超智能雷达。
雷达的工作过程
雷达是利用电磁波探测目标的电子设备。其工作过程是：雷达的发射机通过天线把电磁波射
向空间某一方向，处在此方向上的物体反射碰到的电磁波，雷达天线接收此反射波，送至接
收设备进行处理，提取有关该物体的某些信息，如：目标物体至雷达的距离、方位等。
用流程图记录雷达发现目标的过程。
发射天线→电磁波→目标物体→反射波→接收天线→显示屏显示目标信息
雷达与蝙蝠有什么异同点？它们之间有什么联系？
雷达波碰到物体，反射回来以后，测出和目标的距离，这和蝙蝠发出超声波，接收回波，来确定、捕捉目标所在的位置的原理完全一样。不同的是雷达发射的是电磁波，蝙蝠发出的是超声波
像雷达这样，很多发明都能够在自然界找到相似的原型。雷达要解决的问题，自然界早已解决得非常完美，大自然能给人类很多启示！
应用与拓展
制作简易照相机
还有哪些发明能在自然界找到相似的原型呢？
让我们查阅资料，了解照相机与眼睛结构的关系，制作一台简易照相机
照相机的镜头相当于眼睛的晶状体，照相机内的底片相当于眼睛的视网膜，来自物体的光线经照相机的镜头成像与底片上，与来自物体的光线经晶状体成像与视网膜上，再经视神经传到大脑，形成视觉的原理是相同的。
材料：凸透镜、两个不同的长方体纸盒、半透明纸或毛玻璃、剪刀、小刀、铅笔、尺子、双面胶等
制作方法：
（1）挖孔安装凸透镜
（2）去底安装半透明纸
（3）两个纸盒插接在一起
（4）前后调试“镜头”
在光线稍暗的地方，将“镜头”朝着光线明亮的地方，调整纸盒的前后位置，看是否能够在半透明纸或毛玻璃上形成比较清晰的图像。
课堂小结：
通过本节课的学习，我们了解了蝙蝠夜间飞行捕食的秘密是靠嘴和耳朵配合完成的，在飞行时，从喉内产生超声波，通过口或鼻发射出去，当遇到物体时，超声波就被反射回来，蝙蝠的耳朵接收到回声，能精确地识别外界环境，追捕夜间活动的昆虫。人们根据蝙蝠的声波原理发明了雷达，雷达的发射机通过天线把电磁波射向空间某一方向，处在此方向上的物体反射碰到的电磁波，雷达天线接收此反射波，送至接收设备进行处理，提取有关该物体的某些信息。同样道理，人们根据眼睛结构发明了照相机。其实还有很多发明能在自然界找到相似的原型。我们下节课接着学习。
板书设计
7 蝙蝠与雷达
蝙蝠捕食的秘密：嘴、耳的配合
雷达的发明原理：蝙蝠的声波原理
蝙蝠与雷达：工作原理相同
实验操作
数据变化
不遮挡超声波传感器
移近
0.09
移远
0.27
遮挡超声波传感器
移近
0.05
移远
0.05