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关键词:多媒体教学;教学反思;目标;效果
中图分类号:G630 文献标识码:A 文章编号:1003-2851(2011)03-0144-01
实施创新教育的关键是教师,作为一名教师,不能习惯于只用黑板加粉笔的教学,而要根据学科、教材特点以及学生的实际采用灵活多样的教学,比如试验探究、演示实验、多媒体教学,使课堂充满生机和活力。
一、本节课的教学方法上突出了以下两点
1.采用启发、引导的教学方法,让学生通过动口、动脑等教学活动,激发学生学习兴趣,让学生经历从已知到未知,从书本到生活的学习过程中,完成知识目标。
在教学的多个环节,都充分体现了这一点,比如①讲超声波、次声波、可听见声的概念这个知识点时,老师不是直接介绍这三个概念,而是先播放蜜蜂、蝴蝶飞行的课件,通过课件以及巧妙的课堂提问,激起学生对新知识的渴望,然后再介绍超声波、次声波、可听见声的概念,这种引导的方式,学生不仅很愉快的掌握了超声波、次声波、可听见声的这三个抽象的概念这一知识目标,更主要的是在学习新知识的同时还把物理与生活联系了起来。②讲述超声波的应用这个知识目标时,没有直接告诉学生超声波有哪些方面的应用,而是用引导、启发的方式进行讲述,比如“海豚是怎样捕捉到混水中的鱼?”,先讲蝙蝠在夜晚通过发射和接受超声波这一原理来捕捉食物和躲开前面的障碍物,受这个实例的启发,学生很容易理解在混水中,海豚是怎样捕捉小鱼的?讲述利用超声波清洗金属零件的污垢这个应用时,没有直接告诉学生利用超声波的震荡和强冲击作用可以清洗金属零件的污垢,而是先复习超声波概念的物理意义,既发声体在1秒内振动20000次以上,它振动非常快,通过这样的引导,学生很容易想象出超声波的冲击力很强,也很容易理解超声波清洗金属零件的污垢这个应用。③在物理与生活这一环节中,讲述了灰鼠和黑鼠战争的故事,用故事加以引导,再让学生探索灰鼠是怎样杀死黑鼠的,进一步让学生分析现在市场上出售的“超声猫”的原理,使学生充分的动口、动脑,主动参与知识的形成过程。
2.采用探索方法,让学生初步体验、感受物理与现实生活的密切联系,培养学生初步解决实际问题的能力。
课的导入,超声波、次声波在现代生活中的应用以及物理与生活的问题,如超声波探伤仪、超声雾化、超声碎石仪、B超、预测台风、预测地震等都突出了这一点。
二、目标达成的效果方面,有以下两点
1.本节课的知识目标达成较好,完成了预期的设想。超声波、次声波和可听见声的概念,超声波、次声波的特点及其在现代生产、生活中的应用学生理解很好,可以从课堂练习和课后作业中看出,课堂上,我出了四道练习题,通过提问学生,只有最后一道题学生的回答不是很完整,后面又找学生进行了补充,其余的题都做的很准确,从以上提问反馈出学生对知识掌握的较好,在课后的作业中,我抽了20位学生的作业,他们做题的准确率达到95%,由此也能说明学生对知识目标掌握的很好。
2.知识的价值――学以致用方面也达到了预期的目标。学生通过对超声波与次声波在现代技术中的应用的了解以及自然界中一些动物在超声波和次声波应用方面的了解,激发了学生的学习兴趣。并且对超声波与次声波在现代技术中的应用很关注,在课后还有学生在谈论与超声波和次声波有关的知识,学生还来办公室和老师交流他们对超声波和次声波的观点和想法。
三、本节课的亮点,突出的有以下三点
1.课的导入很好。通过提问巩固以前学习的声学知识,自然而然的引入到新知识,并激发了学生的求知欲,然后播放美丽的蝴蝶和勤劳的蜜蜂课件,这不仅可以陶冶学生对大自然的热爱,更主要的可以激起学生对知识的渴望。
2.本节课的难点处理很好
①超声波和次声波的特点这个难点先通过讲解使学生理解,但给学生脑海中的印象很浅,因此我在讲超声波和次声波的应用时,重点强调超声波和次声波的某个应用对应的是超声波和次声波的哪一特点,使超声波和次声波的特点变的有血有肉,这样一方面学生对知识的理解可以上升一个台阶,更重要的是,学生可以根据老师讲过的超声波和次声波的应用自己想创造一些东西。②超声波和次声波的应用这个难点处理很好,超声波和次声波在现代生活和生产中有非常广泛而重要的应用,但这些现代化的仪器不可能领学生去参观,如果有条件带领学生去参观,10节课也不一定参观完,但是采用口头讲述,不要说学生就是老师也对有些高科技的仪器无法想象,理解上就会增加困难,因此在这个知识点上采用课件处理,把真实的物体展现出来,对学生进行直观教学,效果很好。
3.多媒体辅助作用很好,通过创设情景,使物理生活化。
四、本节课的不足处
1.细节处理欠佳。比如在讲声呐探测器时,如果是在教室上课,老师利用手势和在黑板上画图的形式,可以让学生很好的理解,但在多媒体教室,我想既然用黑板不方便,那么就只用手势处理,因此没有画超声波的入射线以及超声波遇到障碍物反射回来的反射线,用这种方法处理,那些理解力稍差的学生,对这个地方就有点疑惑。如果下次再上这节课,即使没有黑板,我也会把超声波的入射线和反射线画在课件上。
关键词: 超声波 特性 应用
一、超声波的描述
机械振动在介质中传播而形成机械波。人耳能够听到的机械波称为声波,其频率范围大致在20Hz-20000Hz之间,频率低于20Hz的机械波称为次声波,频率高于20000Hz的机械波称为超声波。次声波和超声波都不能引起人耳的听觉,它们与声波的本质相同,遵守共同的运动规律,可在固体、液体、气体中传播。它们的声速相同,在流体中以纵波的形式传播。目前人类已能获得1012Hz的超声波。随着超声技术的发展,超声波已广泛地应用在医学、工业、国防、农业等领域。超声技术在医学上的应用已有半个多世纪,已成为医学中不可缺少的临床诊断手段之一。在医学诊断上所使用的超声波是由压电晶体一类的材料制成的超声探头(换能器)产生的。
二、超声波的特性
由于频率f升高,波长λ变短,超声波具有其特殊性,近似于光的某些特征,如束射性,由一种媒质进入另一种媒质发生折射、反射等;同时有很强的被吸收性与衰减性,带有很强的能量。以下简要介绍超声波的几个主要特性:
1.超声波的束射性
人耳可感受的声音是无指向性的球面波,即以声源为中心呈球面向四周扩散,周围均能听到声音。超声波频率很高,方向性(即束射性)较强。当超声波发生体――压电晶体的直径尺寸远大于超声波波长时,则晶体所产生的超声波就类似于光的特性。压电晶体片直径愈大或频率越高,即波长λ愈短,则近场区的长度愈长,此超声波场的束射性就愈好。
2.超声波的透射、反射、折射与聚集
在一个黑暗的环境里将一束光线投射到一个盛满水的透明玻璃烧杯里,我们将十分清楚地看到光线在水面上产生的透射、反射与折射现象。由于频率较高,因此超声波在定向传播时,在两种不同媒质的分界面上,会出现类似于光线的透射、反射和折射现象。
超声波的聚集现象和光线的聚集现象是一样的。利用超声波聚集装置可以将超声波束会聚到一点,从而将超声波的声强提高几倍甚至几千倍,利用这样巨大的声强可以做许多很有意义的工作,例如超声波切割、超声波钻孔、超声波打磨等。
3.超声波的吸收与衰减
声波在各种媒质中传播时,由于媒质要吸收掉它的一部分能量,因此随着传播路程的增加,声波的强度会逐渐减弱。
在一个广场上,一个民族弦乐正在为广大群众作街头演出,当你从远处走近这个乐队时,首先听到的是那音调低沉的鼓声,慢慢走近乐队,你会逐渐听到锁呐声、笛声、二胡声等;最后走到乐队周围时,你才会听到那音调很高的清脆的铃声。
这个例子很生动地说明了各种不同频率的声波在空气中传播时被吸收的程度是不同的。频率越高的声波,空气对它的吸收越强,所以超声波传播的距离较短。
4.超声波的巨大能量
超声波之所以在工业、国防和医疗等方面发挥着独特而又巨大的作用,一个重要原因是超声波比声波有着极为强大的功率。根据声学工作者的实验测定,一般的讲话声音的能量是很小的。假设我们想用普通说话的能量来烧开一壶水,那么必须动员700多万人,连续说上12个小时才行。超声波具有的能量要比声大得多。根据有关声学实验测定,频率为100万赫兹的超声波的能量,要比同幅度的频率为1000赫兹的声波的能量大100万倍。可见,拥有巨大的能量,是超声波的一个重要特点。
5.超声波的声压特性
所谓“声压”指的是由于声波的振动而使声场中的物体受到的附加压力的强度,单位为千克/平方厘米,声波的声压非常微小,其数值约为以1×10-6千克/平方厘米-1×10-6公斤/平方厘米。这么微小的声压,一般是不引起人们的注意的。但是,超声波的声压数一般是很大的。例如,一般强度的超声波射入水中时,而产生的声压可以达到数个大气压。超声波之所以能够产生这样强的声压,其根本原因超声波的频率很高,所以进入介质时,高密度分子间的伸拉很快,致使其间形成瞬时的真空与压缩高密度区,产生巨大的压力差。当振幅达到一定程度时,超声波拥有的能量十分巨大。
三、超声波的应用
1.超声波诊断
目前医学应用的超声诊断方法有不同的形式,可分为A型、B型、M型及D型四大类。
A型:是以波形来显示组织特征的方法,主要用于测量器官的径线,以判定其大小。可用来鉴别病变组织的一些物理特性,如实质性、液体或是气体是否存在等。
B型:是用平面图形的形式来显示被探查组织的具体情况。检查时,首先将人体界面的反射信号转变为强弱不同的光点,这些光点可通过荧光屏显现出来,这种方法直观性好,重复性强,可供前后对比,所以广泛用于妇产科、泌尿、消化及心血管等系统疾病的诊断。
M型:是用于观察活动界面时间变化的一种方法。最适用于检查心脏的活动情况,其曲线的动态改变称为超声心动图,可以用来观察心脏各层结构的位置、活动状态、结构的状况等,多用于辅助心脏及大血管疫病的诊断。
D型:是专门用来检测血液流动和器官活动的一种超声诊断方法,又称为多普勒超声诊断法。可确定血管是否通畅,管腔有否狭窄、闭塞,以及病变部位。新一代的D型超声波还能定量地测定管腔内血液的流量。近几年来科学家又发展了彩色编码多普勒系统,可在超声心动图解剖标志的指示下,以不同颜色显示血流的方向,色泽的深浅代表血流的流速。
2.常用超声波仪
(1)超声波碎石机
超声波碎石机是靠机器发送超声波入人体,利用超声波巨大的能量,使人体内的结石产生共振并因此被震荡粉碎,从而减缓病痛,达到治愈的目的。
(2)超声波加湿器
理论研究表明,在振幅相同的条件下,一个物体振动的能量与振动频率成正比,超声波在介质中传播时,介质质点振动的频率很高,因而能量很大。在我国北方干燥的冬季,如果把超声波通入水罐中,剧烈的振动会使罐中的水破碎成许多小雾滴,再用小风扇把雾滴吹入室内,就可以增加室内空气湿度,这就是超声波加湿器的原理。治疗咽喉炎、气管炎等疾病,药品很难经血液流到患病的部位,利用加湿器的原理,把药液雾化,让病人吸入,能够提高疗效。
(3)超声波清洗
超声波清洗的原理是由超声波发生器发出高频振荡信号,通过换能器转换成高频机械振荡而传播到介质――清洗液中。超声波在清洗液中疏密相间地向前辐射,使液体流动而产生数以万计的微小气泡,存在于液体中的微小气泡(空化核)在声场的作用下产生振动,当声压达到一定值时,气泡迅速增长,然后突然闭合,在气泡闭合时产生冲击波,在其周围产生上千个大气压力,破坏不溶性污物,而使它们分散于清洗液中。当团体粒子被污物包裹而粘附在清洗件表面时,污物被乳化,团体粒子即脱离,从而达到清洗件表面净化的目的,而不需直接接触物件的表面。眼镜店洗眼镜时用的就是这种方法。
(4)超声波探伤仪
用超声波检测材料的仪器称之为超声波探伤仪。它的原理是:超声波在被检测材料中传播时,材料的声学特性和内部组织的变化对超声波的传播产生一定的影响,通过对超声波受影响程度和状况的分析了解材料性能和结构变化。超声波检测方法通常有穿透法、脉冲反射法、串列法等。
超声波的接收和产生原理相似,当超声波遇到不连续性介质时,即会产生反射,反射的超声波使压电晶片振动,继而在压电晶片两端产生电压,电压转化为探伤仪屏幕上的波形,屏幕x方向是电压探伤仪加在压电晶片上的电压,y方向是压电晶片受振动产生的电压。这样就形成了屏幕上的波形。
现在还有立体超声波显象、超声波CT、超声波内窥镜等超声波技术不断涌现出来,并且还可以与其他检查仪器结合使用,使疾病的诊断准确率大大提高。超声波技术正在医学界发挥着巨大的作用,随着科学的进步,它将更加完善,将更好地造福于人类。
参考文献:
[1]王慕冰,袁泽惠.超声波在医学中的应用[J].中国西部科技(下半月),2004,(10):125-126.
“胎儿写真”大流行
“我在怀孕期间,去医院做过3次四维彩超。”一位新生儿的母亲王敏说。
为了提早了解胎儿在腹中的发育情况,甚至一睹胎儿的面容,不少准妈妈会通过四维彩超拍摄的方式,对胎儿进行“存照留念”,并将照片作为送给孩子的第一份礼物。
眼下,拍四维彩超是很受欢迎也很时髦的事情。因为,四维彩超只比普通B超贵几十块,在四维彩超的拍摄下,胎儿在母体内的五官、手、脚等轮廓都显得格外清晰。王敏还记得当时的彩超屏幕上,连宝宝的手指都能看得清清楚楚。而在普通B超检查中,只能看到孩子的大概轮廓。一旦遇到羊水浑浊的情况,就更难看清他们的状况,更别说五官的模样了。所以,王敏说她不少孕妇朋友都去拍摄胎儿写真,还给她推荐过几家医院,说那里专门提供这种胎儿写真的服务。
通常情况下,医生会要求孕妇在30周以后再进行四维彩超的拍摄。因为30周以后,胎儿在母体内的五官发育已经完全成熟,与胎儿出生时的样子非常接近。但在拍照过程中,医生和孕妇都无法让小家伙处于最佳拍摄状态。如果胎儿出现背对或遮面的情况,医生们也只会建议孕妇多活动活动,甚至会推推孕妇的肚子,来刺激胎儿在母体内的运动。“后来,有一次,我在彩超室里躺了快一个小时,还是没能看清孩子的模样。最后还是放弃了给胎儿拍照的念头。因为B超室的医生也说过,这种超声波检查也存在一定的辐射,怕对胎儿造成不良的影响。”王敏说。
别拿超声波当相机
世界卫生组织早在1982年就已建议:只有在医学上具有明确理由时,才可以对人体使用超声诊断;不应以商业和实验为目的辐照人体,特别是辐照孕妇。而美国“医疗诊断超声波扫描协会”和“孕妇――胎儿医疗协会”的医生早在10年前就强调,超声波是一项医学程序,而非照相的选择。
妇产科专家张震宇说,四维彩超拍出的画面的确更加清晰也更加立体,但是,超声波在人体中能引起组织变性。长时间的超声波操作难保不会对胚胎发育造成不良影响。“各大医院都有规定,孕期内的超声波检查一般不能超过30分钟。而四维彩超在三维程序下,对胎儿要想进行完整的成像,其操作时间相对较长,因为四维彩超的振幅比普通B超检查的剂量要大。如果操作者的技术熟练,可以很快完成检查,那超声波对母胎就不会造成太大影响。”但是,谁能保证所有的操作者都能做到快速而熟练?
两种波均有。
海豚可用两种频率发声:一种是频率超过200至300千赫的超声波,这些超声波用于获知水中的鱼饵或障碍物的存在;
另一种次声波:是人们在水中可听见的海豚发出的低频声音,用于同伴间的交流,属于海豚的“语言”。
海豚具有齿鲸类典型的形态学性状:纺锤形的身体;单个新月形的呼吸孔;头骨套叠,上颌骨向后扩展与额骨重叠;颅顶偏左的不对称;圆锥形或钉状的齿等。
(来源:文章屋网 )
超声波,人们对它并不陌生。许多动物如蝙蝠,蛾、海豚等,都能发射超声波以导向或捕食。人类和用超声波是近几十年的事。本世纪初制成了“压电式超声波发生器”,为超声波的利用奠定了基础。二十年代末超声波应用于检查金属裂隙。第二次世界大战期间用于军事,以发现对方的潜水艇。四十年代初开始应用于医学领域,探测脑肿瘤。五十年代初应用于心脏检查。
自七十年代以来,超声显象技术突飞猛进,仪器性能日益精良。目前,已较广泛地应用于临床。
B型超声波是在“A型”及“M型”超声诊断技术的基础上发展起来的。其特点是能在探测的同时,把不同断面的器官形态及活动准确地显示于荧光屏上,图象接近于真实解剖,便于判断其有否异常。
B型超声波仪器,目前常用的有两种,一种是线阵式B超仪,一种是扇形扫描B超仪。前者主要用于腹部脏器检查,后者主要用于心脏检查。目前,B型超声波已广泛运用于肝、胆,胰、脾,肾、子宫,膀胱,前列腺,腹腔大血管、颅脑、眼,甲状腺、妇产科以及心脏疾病的检查,涉猎很广。对结石、肿瘤、积水、囊肿等尤有独到之处,是一项非常重要,极有发展前途的现代化诊断技术。
B型超声波检查没有X线及同位素那样对人体的损害,且操作简便,检查前准备工作简单,可重复检查,连续观察,无创伤,无痛苦,无副作用。故非常适用于妊娠检查,以了解胎位、胎心,羊水,胎盘情况,早期发现胎儿畸形、死胎、前置胎盘、葡萄胎、胎盘早剥、多胎妊娠等,有利于计划生育、优生和防止各种意外,保护母子健康。因此,许多国家已把B型超声波列为围产期的常规检查。
不少B型超声波仪器还具有多种功能,如固定图象、自动测距及测面积、显示、显示病案号和年龄性别、照相、录像、录音,并同时显示超声心动图(M型超声),有利于诊断,积累资料、会诊和教学。