|
>> 《蝙蝠和雷达》教学反思 |
课文简说。
课文主要讲科学家通过反复试验，揭开了蝙蝠能在夜间飞行的原因，并从中受到启发，给飞机装上雷达，解决了飞机在夜间安全飞行的问题。这是一篇很有意思的科普知识短文，叙述思路清晰，逻辑性强，可以分为三部分。第一部分：通过飞机夜行这种现象，提出飞机怎么能安全飞行的问题，这是全文要说明的主要问题。第二自然段在文中起承上启下的作用。第二部分：科学家做了三次试验，结果证明，蝙蝠夜里飞行，靠的不是眼睛，而是用嘴和耳朵配合起来探路的。第三部分：科学家从蝙蝠身上受到启示，给飞机装上雷达，保证了飞机安全飞行。这项研究告诉人们，研究生物可以对人类的创造发明有所启示。课后的“资料袋”简要介绍了近代新兴的学科──仿生学。
选编这篇课文的意图，是为了让学生在阅读中抓住要点，准确把握文章的主要内容。同时，激发学生阅读科普文章的兴趣，拓宽视野。
二、教学目标
1.认识5个生字，会写12个生字。正确读写“蝙蝠、清朗、捕捉、飞蛾、蚊子、避开、敏锐、铃铛、苍蝇、揭开、推进、障碍物、荧光屏、横七竖八”等词语。
2.朗读课文，把握课文主要内容与要点，理解飞机夜间安全飞行与蝙蝠探路之间的联系，激发热爱科学、乐于观察与探究的兴趣。
三、教学建议
1.课前可以布置学生搜集有关仿生学的课外资料，制作资料卡片。有条件，教师可以准备有关仿生学的图片或制作相关课件，在课中或课尾适当穿插，增强教学的趣味性，开阔学生的视野。课文后的“资料袋”既是一个引子，也为学生制作资料卡片提供了范例，要渗透到教学中去。
2.以下教学思路供参考：教学时，要以教学过程的优化来达到教学效果的优质。一是初读，整体感知课文内容。要让学生充分自读，达到正确、流利朗读，不懂的词语初步自学理解，能大致说出课文的主要内容。二是精读，深入体会课文内容。着力明确科学家是怎样从蝙蝠身上受到启示的，以及飞机夜间安全飞行与蝙蝠探路之间的联系。三是练说，积累运用语言。引导学生对照图，自己组织语言，说清楚蝙蝠探路的秘密和雷达的工作原理。四是拓展，激发阅读与探究兴趣。可以交流课前搜集的信息资料，也可适当交流课后的“小泡泡”中的要求──“我也要从动物身上得到启示，设计一个小发明”，布置阅读关于仿生学的科普读物。
3.教学本文，教师要重视学习方法的指引与独立阅读能力的培养，积极推行自主、合作、探究的学习新方式。教师可以提出或师生共同提出一些阅读建议，让学生自主选择，独立阅读，再组织合作探究与交流。比如：
关于主要内容的概括，可以读全文扣住课题归纳，也可以联系课文重点归纳，如：“在漆黑的夜里，飞机怎么能安全飞行呢？原来是人们从蝙蝠身上得到启示”，科学家通过“三次不同的试验证明，蝙蝠夜里飞行，靠的不是眼睛，它是用嘴和耳朵配合起来探路的”，“科学家模仿蝙蝠探路的方法，给飞机装上了雷达”，使“飞机在夜里飞行也十分安全”。当然，在比较准确概括的基础上可引导学生说得精练一些。这是一个长期训练的过程，注意课程标准关于中年级的要求是“能初步把握文章的主要内容”，不要急于求成。
关于课文重难点的突破可以选用多种学习方法，教师要大胆放手并善于组织与调控。可以选用填表法、画图法、填空法（见课后练习）：
试验顺序 试验方式 试验结果 试验结论
第一次 ________ ________ ________
第二次 ________ ________ ________
第三次 ________ ________ ________
可以采用表演的方法；还可以创设“仿生学科普知识展览”的情境，让学生当“小小讲解员”上台介绍，下面的“观众”现场提问。使对课文内容的体会与口语交际整合起来。不管采用什么方式教学，都要给足学生自主学习的时间，都要十分关注学习暂时困难的学生，对他们及时督促、耐心点拨、热情激励。
关于读书的方式，要根据学习内容与任务的需要，引导学生选用朗读、默读、浏览、跳读等合适的方式，要把读书与圈点勾画结合起来。同时，在朗读时可以适当结合一些词语引导学生明确：人们从大自然受到启示，有所发明创造不是一朝一夕就能实现的，往往要付出艰辛的代价，甚至经过几代人的努力，如“科学家经过反复研究，终于揭开了蝙蝠能在夜里飞行的秘密”一句中的“反复”“终于”等词语。
4.本课有12个要求会写的生字，会认的字也包括在这12个之中。可以引导学生找规律、编儿歌等来识写生字，如本课的形声字，有10个是左右结构的字。要注意“蝙（biān）”不要读成“（biǎn）”，“荧（yínɡ）”不要读成“yín”，“揭”里面不要多写一竖。
四、相关链接
蝙蝠
哺乳动物，头部和躯干像老鼠，四肢和尾部之间有皮质的膜，夜间在空中飞翔，吃蚊、蛾等昆虫。视力很弱，靠本身发出的超声波来引导飞行。
雷达
利用极短的无线电波进行探测的装置。无线电波传播时遇到障碍物就能反射回来，雷达就根据这个原理，把无线电波发射出去再用接收装置接收反射回来的无线电波，这样就可以测定目标的方向、距离、大小等，接收的电波映在指示器上可以得到探测目标的影像。雷达在使用上不受气候条件的影响，广泛应用在军事、天文、气象、航海、航空等方面。
超声波
超过人能听到的最高频（20 000赫兹）的声波。超声波沿直线传播，有方向性，并能反射回来，对物体有破坏性。广泛应用在各技术部门。
仿生学
仿生学是研究生物系统的结构和性质，以为工程技术提供新的设计思想及工作原理的科学，属于生物学和技术学相结合的交*学科。只要生物有奇特的本领，就成为仿生学所涉猎的目标，现已发展出昆虫仿生学、海洋生物仿生学、设计仿生学、化学仿生学、分子仿生学等。仿生学的研究成果被广泛运用于军事、医学、制造、航空等方面，涉及到各种类型的科学领域，与人类的生产、生活、未来发展有着十分密切的关系。它作为一门独立的学科，形成于20世纪60年代。
蝴蝶
五彩的蝴蝶锦色粲然，如重月纹凤蝶、褐脉金斑蝶等，尤其是萤光翼凤蝶，其后翅在阳光下时而金黄，时而翠绿，有时还由紫变蓝。科学家通过对蝴蝶色彩的研究，为军事防御带来了极大的裨益。在二战期间，德军包围了列宁格勒，企图用轰炸机摧毁其军事目标和其他防御设施。苏联昆虫学家施万维奇根据当时人们对伪装缺乏认识的情况，提出利用蝴蝶的色彩在花丛中不易被发现的道理，在军事设施上覆盖蝴蝶花纹般的伪装。因此，尽管德军费尽心机，但列宁格勒的军事基地仍安然无惹，为赢得最后的胜利奠定了坚实的基础。根据同样的原理，后来人们还生产出了迷彩服，大大减少了战斗中的伤亡。
人造卫星在太空中由于位置的不断变化可引起温度骤然变化，有时温差可高达两、三百度，严重影响许多仪器的正常工作。科学家们受蝴蝶身上的鳞片会随阳光的照射方向自动变换角度而调节体温的启发，将人造卫星的控温系统制成了叶片正反两面辐射、散热能力相差很大的百叶窗样式，在每扇窗的转动位置安装有对温度敏感的金属丝，随温度变化可调节窗的开合，从而保持了人造卫星内部温度的恒定，解决了航天事业中的一大难
甲炮虫
屁步甲炮虫自卫时，可喷射出具有恶臭的高温液体“炮弹”，以迷惑、刺激和惊吓敌害。科学家将其解剖后发现甲虫体内有3个小室，分别储有二元酚溶液、双氧水和生物酶。二元酚和双氧水流到第三小室与生物酶混合发生化学反应，瞬间就成为100℃的毒液，并迅速射出。这种原理目前已应用于军事技术中。二战期间，德国纳粹为了战争的需要，据此机理制造出了一种功率极大且性能安全可靠的新型发动机，安装在飞航式导弹上，使之飞行速度加快，安全稳定，命中率提高，英国伦敦在受其轰炸时损失惨重。美国军事专家受甲虫喷射原理的启发研制出了先进的二元化武器。这种武器将两种或多种能产生毒剂的化学物质分装在两个隔开的容器中，炮弹发射后隔膜破裂，两种毒剂中间体在弹体飞行的8—10秒内混合并发生反应，在到达目标的瞬间生成致命的毒剂以杀伤敌人。它们易于生产、储存、运输，安全且不易失效。萤火虫可将化学能直接转变成光能，且转化效率达100%，而普通电灯的发光效率只有6%。人们模仿萤火虫的发光原理制成的冷光源可将发光效率提高十几倍，大大节约了能量。另外，根据甲虫的视动反应机制研制成功的空对地速度计已成功地应用于航空事业中。
蜻蜓
蜻蜒通过翅膀振动可产生不同于周围大气的局部不稳定气流，并利用气流产生的涡流来使自己上升。蜻蜒能在很小的推力下翱翔，不但可向前飞行，还能向后和左右两侧飞行，其向前飞行速度可达72km/小时。此外，蜻蜒的飞行行为简单，仅靠两对翅膀不停地拍打。科学家据此结构基础研制成功了直升飞机。飞机在高速飞行时，常会引起剧烈振动，甚至有时会折断机翼而引起飞机失事。蜻蜒依靠加重的翅痣在高速飞行时安然无恙，于是人们仿效蜻蜒在飞机的两翼加上了平衡重锤，解决了因高速飞行而引起振动这个令人棘手的问题。
为了研究滑翔飞行和碰撞的空气动力学以及其飞行的效率，一个四叶驱动，用远程水平仪控制的机动机翼(翅膀)模型被研制，并第一次在风洞内测试了各项飞行参数。
第二个模型试图安装一个以更快频率飞行的翅膀，达到每秒18次震动的速度。有特色的是，这个模型采用了可变可调节前后两对机翼之间相差的装置。
研究的中心和长远目标，是要研究使用“翅膀”驱动的飞机表现，以及与传统的螺旋推动器驱动的飞机效率的比较等等。
苍蝇
家蝇的特别之处在于它的快速的飞行技术，这使得它很难被人类抓住。即使在它的后面也很难接近它。它设想到了每一种情况，非常小心，并能快速移动。那么，它是怎么做到的呢？
昆虫学家研究发现，苍蝇的后翅退化成一对平衡棒。当它飞行时，平衡棒以一定的频率进行机械振动，可以调节翅膀的运动方向，是保持苍蝇身体平衡的导航仪。科学家据此原理研制成一代新型导航仪——振动陀螺仪，大大改进了飞机的飞行性能，可使飞机自动停止危险的滚翻飞行，在机体强烈倾斜时还能自动恢复平衡，即使是飞机在最复杂的急转弯时也万无一失。苍蝇的复眼包含4000个可独立成像的单眼，能看清几乎360。范围内的物体。在蝇眼的启示下，人们制成了由1329块小透镜组成的一次可拍1329张高分辨率照片的蝇眼照像机，在军事、医学、航空、航天上被广泛应用。苍蝇的嗅觉特别灵敏并能对数十种气味进行快速分析且可立即作出反应。科学家根据苍蝇嗅觉器官的结构，把各种化学反应转变成电脉冲的方式，制成了十分灵敏的小型气体分析仪，目前已广泛应用于宇宙飞船、潜艇和矿井等场所来检测气体成分，使科研、生产的安全系数更为准确、可靠。
雷达是一种神奇的电学器具，它由电磁波往返时间，测得阻波物的距离。假如你问雷达是谁发明的？在芬克的雷达机械中说，“雷达的发明，不能专归于某一位科学家，乃是许多无线电学工程师努力研究，加以调准而成。”在战时，美国麻省理工学院由五百位科学家和工程师致力于雷达的研究。希奇得很，在自然界中，你找得到神为某种动物所豫备的雷达。在一九四七年一月号的英国奋勉杂志上，科学家B. Vesey-Fitzgerald 发表了一篇很有趣的文本，给我们解释蝙蝠在黑暗中如何指导自己飞行，不论如何黑暗，如何狭窄的地方，绝不碰壁，这是什么原因？它怎样知道前面有无障碍呢？关于这事有两位美国生物学家格利芬和迦朗包在一九四○年已经证明，蝙蝠能够避免碰撞，是藉一种天然雷达，不过是声波代替电磁波，在原理方面完全相仿。从蝙蝠口中发出一种频率极高的声波，超过人类听觉范围以外，二位科学家藉着一种特制的电力设备，在蝙蝠飞行时，将它所发的高频率声波记录出来。这种声波碰到墙上，必然折回，它的耳膜就能分辨障碍物的距离远近，而向适宜方向飞去。蝙蝠传输声波也像雷达一样，都是相距极短的时间而且极有规则，并且每只蝙蝠，有其固有的频率，这样蝙蝠可分清自己的声音，不至发生扰乱。因这缘故，蝙蝠飞行之时，常是张口，假如你将它口紧闭，它便失去指挥作用，假如堵上它的耳朵，便要撞到墙上，无法飞行。这个有趣的实验，道破了它的秘密。
会飞的“活雷达”
蝙蝠善于在空中飞行，能作圆形转弯、急刹车和快速变换飞行速度等多种“特技飞行”。白犬，隐藏在岩穴、 树洞或屋檐的空隙里；黄昏和夜间，飞翔空中，捕食蚊、蝇、蛾等昆虫。蝙蝠捕食大量的害虫，对人有益，理应得 到保护。
到了夏季，雌蝙蝠生出一只发育相当完全的幼体。初生的幼体长满了绒毛，用爪牢固地挂在母体的胸部吸乳， 在母体飞行的时候也不会掉下来。
蝙蝠有用于飞翔的两翼，翼的结构和鸟翼不相同，是由联系在前肢、后肢和尾之间的皮膜构成的。前肢的第二、 三、四、五指特别长，适于支持皮膜；第一指很小，长在皮膜外，指端有钩爪。后肢短小，足伸出皮膜外，有五趾， 趾端有钩爪。休息时，常用足爪把身体倒挂在洞穴里或屋檐下。在树上或地上爬行时，依靠第一指和足抓住粗糙物体前进。蝙蝠的骨很轻，胸骨上也有与鸟的龙骨突相似的突起，上面长着牵动两翼活动的肌肉。
蝙蝠的口很宽阔，口内有细小而尖锐的牙齿，适于捕食飞虫。它的视力很弱，但是听觉和触觉却很灵敏。一些 实验证明，蝙蝠主要靠听觉来发现昆虫。蝙蝠在飞行的时候，喉内能够产生超声波，超声波通过口腔发射出来。当 超声波遇到昆虫或障碍物而反射回来时，蝙蝠能够用耳朵接受，并能判断探测目标是昆虫还是障碍物，以及距离它 有多远。人们通常把蝙蝠的这种探测目标的方式，叫做“回声定位”。蝙蝠在寻食、定向和飞行时发出的信号是由 类似语言音素的超声波音素组成。蝙蝠必须在收到回声并分析出这种回声的振幅、频率、信号间隔等的声音特征后， 才能决定下一步采取什么行动。
靠回声测距和定位的蝙蝠只发出一个简单的声音信号，这种信号通常是由一个或二个音素按一定规律反复地出 现而组成。当蝙蝠在飞行时，发出的信号被物体弹回，形成了根据物体性质不同而有不同声音特征的回声。然后蝙 蝠在分析回声的频率、音调和声音间隔等声音特征后，决定物体的性质和位置。
蝙蝠大脑的不同部分能截获回声信号的不同成分。蝙蝠大脑中某些神经元对回声频率敏感，而另一些则对二个 连续声音之间的时间间隔敏感。大脑各部分的共同协作使蝙蝠作出对反射物体性状的判断。蝙蝠用回声定位来捕捉 昆虫的灵活性和准确性，是非常惊人的。有人统计，蝙蝠在几秒钟内就能捕捉到一只昆虫，一分钟可以捕捉十几只 昆虫。同时，蝙蝠还有惊人的抗干扰能力，能从杂乱无章的充满噪声的回声中检测出某一特殊的声音，然后很快地 分析和辨别这种声音，以区别反射音波的物体是昆虫还是石块，或者更精确地决定是可食昆虫，还是不可食昆虫。
当2万只蝙蝠生活在同一个洞穴里时，也不会因为空间的超声波太多而互相干扰。蝙蝠回声定位的精确性和抗 干扰能力，对于人们研究提高雷达的灵敏度和抗干扰能力，有重要的参考价值。