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關鍵詞:多媒體教學;教學反思;目標;效果
中圖分類號:G630 文獻標識碼:A 文章編號:1003-2851(2011)03-0144-01
實施創新教育的關鍵是教師,作為一名教師,不能習慣于只用黑板加粉筆的教學,而要根據學科、教材特點以及學生的實際采用靈活多樣的教學,比如試驗探究、演示實驗、多媒體教學,使課堂充滿生機和活力。
一、本節課的教學方法上突出了以下兩點
1.采用啟發、引導的教學方法,讓學生通過動口、動腦等教學活動,激發學生學習興趣,讓學生經歷從已知到未知,從書本到生活的學習過程中,完成知識目標。
在教學的多個環節,都充分體現了這一點,比如①講超聲波、次聲波、可聽見聲的概念這個知識點時,老師不是直接介紹這三個概念,而是先播放蜜蜂、蝴蝶飛行的課件,通過課件以及巧妙的課堂提問,激起學生對新知識的渴望,然后再介紹超聲波、次聲波、可聽見聲的概念,這種引導的方式,學生不僅很愉快的掌握了超聲波、次聲波、可聽見聲的這三個抽象的概念這一知識目標,更主要的是在學習新知識的同時還把物理與生活聯系了起來。②講述超聲波的應用這個知識目標時,沒有直接告訴學生超聲波有哪些方面的應用,而是用引導、啟發的方式進行講述,比如“海豚是怎樣捕捉到混水中的魚?”,先講蝙蝠在夜晚通過發射和接受超聲波這一原理來捕捉食物和躲開前面的障礙物,受這個實例的啟發,學生很容易理解在混水中,海豚是怎樣捕捉小魚的?講述利用超聲波清洗金屬零件的污垢這個應用時,沒有直接告訴學生利用超聲波的震蕩和強沖擊作用可以清洗金屬零件的污垢,而是先復習超聲波概念的物理意義,既發聲體在1秒內振動20000次以上,它振動非常快,通過這樣的引導,學生很容易想象出超聲波的沖擊力很強,也很容易理解超聲波清洗金屬零件的污垢這個應用。③在物理與生活這一環節中,講述了灰鼠和黑鼠戰爭的故事,用故事加以引導,再讓學生探索灰鼠是怎樣殺死黑鼠的,進一步讓學生分析現在市場上出售的“超聲貓”的原理,使學生充分的動口、動腦,主動參與知識的形成過程。
2.采用探索方法,讓學生初步體驗、感受物理與現實生活的密切聯系,培養學生初步解決實際問題的能力。
課的導入,超聲波、次聲波在現代生活中的應用以及物理與生活的問題,如超聲波探傷儀、超聲霧化、超聲碎石儀、B超、預測臺風、預測地震等都突出了這一點。
二、目標達成的效果方面,有以下兩點
1.本節課的知識目標達成較好,完成了預期的設想。超聲波、次聲波和可聽見聲的概念,超聲波、次聲波的特點及其在現代生產、生活中的應用學生理解很好,可以從課堂練習和課后作業中看出,課堂上,我出了四道練習題,通過提問學生,只有最后一道題學生的回答不是很完整,后面又找學生進行了補充,其余的題都做的很準確,從以上提問反饋出學生對知識掌握的較好,在課后的作業中,我抽了20位學生的作業,他們做題的準確率達到95%,由此也能說明學生對知識目標掌握的很好。
2.知識的價值――學以致用方面也達到了預期的目標。學生通過對超聲波與次聲波在現代技術中的應用的了解以及自然界中一些動物在超聲波和次聲波應用方面的了解,激發了學生的學習興趣。并且對超聲波與次聲波在現代技術中的應用很關注,在課后還有學生在談論與超聲波和次聲波有關的知識,學生還來辦公室和老師交流他們對超聲波和次聲波的觀點和想法。
三、本節課的亮點,突出的有以下三點
1.課的導入很好。通過提問鞏固以前學習的聲學知識,自然而然的引入到新知識,并激發了學生的求知欲,然后播放美麗的蝴蝶和勤勞的蜜蜂課件,這不僅可以陶冶學生對大自然的熱愛,更主要的可以激起學生對知識的渴望。
2.本節課的難點處理很好
①超聲波和次聲波的特點這個難點先通過講解使學生理解,但給學生腦海中的印象很淺,因此我在講超聲波和次聲波的應用時,重點強調超聲波和次聲波的某個應用對應的是超聲波和次聲波的哪一特點,使超聲波和次聲波的特點變的有血有肉,這樣一方面學生對知識的理解可以上升一個臺階,更重要的是,學生可以根據老師講過的超聲波和次聲波的應用自己想創造一些東西。②超聲波和次聲波的應用這個難點處理很好,超聲波和次聲波在現代生活和生產中有非常廣泛而重要的應用,但這些現代化的儀器不可能領學生去參觀,如果有條件帶領學生去參觀,10節課也不一定參觀完,但是采用口頭講述,不要說學生就是老師也對有些高科技的儀器無法想象,理解上就會增加困難,因此在這個知識點上采用課件處理,把真實的物體展現出來,對學生進行直觀教學,效果很好。
3.多媒體輔助作用很好,通過創設情景,使物理生活化。
四、本節課的不足處
1.細節處理欠佳。比如在講聲吶探測器時,如果是在教室上課,老師利用手勢和在黑板上畫圖的形式,可以讓學生很好的理解,但在多媒體教室,我想既然用黑板不方便,那么就只用手勢處理,因此沒有畫超聲波的入射線以及超聲波遇到障礙物反射回來的反射線,用這種方法處理,那些理解力稍差的學生,對這個地方就有點疑惑。如果下次再上這節課,即使沒有黑板,我也會把超聲波的入射線和反射線畫在課件上。
關鍵詞: 超聲波 特性 應用
一、超聲波的描述
機械振動在介質中傳播而形成機械波。人耳能夠聽到的機械波稱為聲波,其頻率范圍大致在20Hz-20000Hz之間,頻率低于20Hz的機械波稱為次聲波,頻率高于20000Hz的機械波稱為超聲波。次聲波和超聲波都不能引起人耳的聽覺,它們與聲波的本質相同,遵守共同的運動規律,可在固體、液體、氣體中傳播。它們的聲速相同,在流體中以縱波的形式傳播。目前人類已能獲得1012Hz的超聲波。隨著超聲技術的發展,超聲波已廣泛地應用在醫學、工業、國防、農業等領域。超聲技術在醫學上的應用已有半個多世紀,已成為醫學中不可缺少的臨床診斷手段之一。在醫學診斷上所使用的超聲波是由壓電晶體一類的材料制成的超聲探頭(換能器)產生的。
二、超聲波的特性
由于頻率f升高,波長λ變短,超聲波具有其特殊性,近似于光的某些特征,如束射性,由一種媒質進入另一種媒質發生折射、反射等;同時有很強的被吸收性與衰減性,帶有很強的能量。以下簡要介紹超聲波的幾個主要特性:
1.超聲波的束射性
人耳可感受的聲音是無指向性的球面波,即以聲源為中心呈球面向四周擴散,周圍均能聽到聲音。超聲波頻率很高,方向性(即束射性)較強。當超聲波發生體――壓電晶體的直徑尺寸遠大于超聲波波長時,則晶體所產生的超聲波就類似于光的特性。壓電晶體片直徑愈大或頻率越高,即波長λ愈短,則近場區的長度愈長,此超聲波場的束射性就愈好。
2.超聲波的透射、反射、折射與聚集
在一個黑暗的環境里將一束光線投射到一個盛滿水的透明玻璃燒杯里,我們將十分清楚地看到光線在水面上產生的透射、反射與折射現象。由于頻率較高,因此超聲波在定向傳播時,在兩種不同媒質的分界面上,會出現類似于光線的透射、反射和折射現象。
超聲波的聚集現象和光線的聚集現象是一樣的。利用超聲波聚集裝置可以將超聲波束會聚到一點,從而將超聲波的聲強提高幾倍甚至幾千倍,利用這樣巨大的聲強可以做許多很有意義的工作,例如超聲波切割、超聲波鉆孔、超聲波打磨等。
3.超聲波的吸收與衰減
聲波在各種媒質中傳播時,由于媒質要吸收掉它的一部分能量,因此隨著傳播路程的增加,聲波的強度會逐漸減弱。
在一個廣場上,一個民族弦樂正在為廣大群眾作街頭演出,當你從遠處走近這個樂隊時,首先聽到的是那音調低沉的鼓聲,慢慢走近樂隊,你會逐漸聽到鎖吶聲、笛聲、二胡聲等;最后走到樂隊周圍時,你才會聽到那音調很高的清脆的鈴聲。
這個例子很生動地說明了各種不同頻率的聲波在空氣中傳播時被吸收的程度是不同的。頻率越高的聲波,空氣對它的吸收越強,所以超聲波傳播的距離較短。
4.超聲波的巨大能量
超聲波之所以在工業、國防和醫療等方面發揮著獨特而又巨大的作用,一個重要原因是超聲波比聲波有著極為強大的功率。根據聲學工作者的實驗測定,一般的講話聲音的能量是很小的。假設我們想用普通說話的能量來燒開一壺水,那么必須動員700多萬人,連續說上12個小時才行。超聲波具有的能量要比聲大得多。根據有關聲學實驗測定,頻率為100萬赫茲的超聲波的能量,要比同幅度的頻率為1000赫茲的聲波的能量大100萬倍。可見,擁有巨大的能量,是超聲波的一個重要特點。
5.超聲波的聲壓特性
所謂“聲壓”指的是由于聲波的振動而使聲場中的物體受到的附加壓力的強度,單位為千克/平方厘米,聲波的聲壓非常微小,其數值約為以1×10-6千克/平方厘米-1×10-6公斤/平方厘米。這么微小的聲壓,一般是不引起人們的注意的。但是,超聲波的聲壓數一般是很大的。例如,一般強度的超聲波射入水中時,而產生的聲壓可以達到數個大氣壓。超聲波之所以能夠產生這樣強的聲壓,其根本原因超聲波的頻率很高,所以進入介質時,高密度分子間的伸拉很快,致使其間形成瞬時的真空與壓縮高密度區,產生巨大的壓力差。當振幅達到一定程度時,超聲波擁有的能量十分巨大。
三、超聲波的應用
1.超聲波診斷
目前醫學應用的超聲診斷方法有不同的形式,可分為A型、B型、M型及D型四大類。
A型:是以波形來顯示組織特征的方法,主要用于測量器官的徑線,以判定其大小。可用來鑒別病變組織的一些物理特性,如實質性、液體或是氣體是否存在等。
B型:是用平面圖形的形式來顯示被探查組織的具體情況。檢查時,首先將人體界面的反射信號轉變為強弱不同的光點,這些光點可通過熒光屏顯現出來,這種方法直觀性好,重復性強,可供前后對比,所以廣泛用于婦產科、泌尿、消化及心血管等系統疾病的診斷。
M型:是用于觀察活動界面時間變化的一種方法。最適用于檢查心臟的活動情況,其曲線的動態改變稱為超聲心動圖,可以用來觀察心臟各層結構的位置、活動狀態、結構的狀況等,多用于輔助心臟及大血管疫病的診斷。
D型:是專門用來檢測血液流動和器官活動的一種超聲診斷方法,又稱為多普勒超聲診斷法。可確定血管是否通暢,管腔有否狹窄、閉塞,以及病變部位。新一代的D型超聲波還能定量地測定管腔內血液的流量。近幾年來科學家又發展了彩色編碼多普勒系統,可在超聲心動圖解剖標志的指示下,以不同顏色顯示血流的方向,色澤的深淺代表血流的流速。
2.常用超聲波儀
(1)超聲波碎石機
超聲波碎石機是靠機器發送超聲波入人體,利用超聲波巨大的能量,使人體內的結石產生共振并因此被震蕩粉碎,從而減緩病痛,達到治愈的目的。
(2)超聲波加濕器
理論研究表明,在振幅相同的條件下,一個物體振動的能量與振動頻率成正比,超聲波在介質中傳播時,介質質點振動的頻率很高,因而能量很大。在我國北方干燥的冬季,如果把超聲波通入水罐中,劇烈的振動會使罐中的水破碎成許多小霧滴,再用小風扇把霧滴吹入室內,就可以增加室內空氣濕度,這就是超聲波加濕器的原理。治療咽喉炎、氣管炎等疾病,藥品很難經血液流到患病的部位,利用加濕器的原理,把藥液霧化,讓病人吸入,能夠提高療效。
(3)超聲波清洗
超聲波清洗的原理是由超聲波發生器發出高頻振蕩信號,通過換能器轉換成高頻機械振蕩而傳播到介質――清洗液中。超聲波在清洗液中疏密相間地向前輻射,使液體流動而產生數以萬計的微小氣泡,存在于液體中的微小氣泡(空化核)在聲場的作用下產生振動,當聲壓達到一定值時,氣泡迅速增長,然后突然閉合,在氣泡閉合時產生沖擊波,在其周圍產生上千個大氣壓力,破壞不溶性污物,而使它們分散于清洗液中。當團體粒子被污物包裹而粘附在清洗件表面時,污物被乳化,團體粒子即脫離,從而達到清洗件表面凈化的目的,而不需直接接觸物件的表面。眼鏡店洗眼鏡時用的就是這種方法。
(4)超聲波探傷儀
用超聲波檢測材料的儀器稱之為超聲波探傷儀。它的原理是:超聲波在被檢測材料中傳播時,材料的聲學特性和內部組織的變化對超聲波的傳播產生一定的影響,通過對超聲波受影響程度和狀況的分析了解材料性能和結構變化。超聲波檢測方法通常有穿透法、脈沖反射法、串列法等。
超聲波的接收和產生原理相似,當超聲波遇到不連續性介質時,即會產生反射,反射的超聲波使壓電晶片振動,繼而在壓電晶片兩端產生電壓,電壓轉化為探傷儀屏幕上的波形,屏幕x方向是電壓探傷儀加在壓電晶片上的電壓,y方向是壓電晶片受振動產生的電壓。這樣就形成了屏幕上的波形。
現在還有立體超聲波顯象、超聲波CT、超聲波內窺鏡等超聲波技術不斷涌現出來,并且還可以與其他檢查儀器結合使用,使疾病的診斷準確率大大提高。超聲波技術正在醫學界發揮著巨大的作用,隨著科學的進步,它將更加完善,將更好地造福于人類。
參考文獻:
[1]王慕冰,袁澤惠.超聲波在醫學中的應用[J].中國西部科技(下半月),2004,(10):125-126.
“胎兒寫真”大流行
“我在懷孕期間,去醫院做過3次四維彩超。”一位新生兒的母親王敏說。
為了提早了解胎兒在腹中的發育情況,甚至一睹胎兒的面容,不少準媽媽會通過四維彩超拍攝的方式,對胎兒進行“存照留念”,并將照片作為送給孩子的第一份禮物。
眼下,拍四維彩超是很受歡迎也很時髦的事情。因為,四維彩超只比普通B超貴幾十塊,在四維彩超的拍攝下,胎兒在母體內的五官、手、腳等輪廓都顯得格外清晰。王敏還記得當時的彩超屏幕上,連寶寶的手指都能看得清清楚楚。而在普通B超檢查中,只能看到孩子的大概輪廓。一旦遇到羊水渾濁的情況,就更難看清他們的狀況,更別說五官的模樣了。所以,王敏說她不少孕婦朋友都去拍攝胎兒寫真,還給她推薦過幾家醫院,說那里專門提供這種胎兒寫真的服務。
通常情況下,醫生會要求孕婦在30周以后再進行四維彩超的拍攝。因為30周以后,胎兒在母體內的五官發育已經完全成熟,與胎兒出生時的樣子非常接近。但在拍照過程中,醫生和孕婦都無法讓小家伙處于最佳拍攝狀態。如果胎兒出現背對或遮面的情況,醫生們也只會建議孕婦多活動活動,甚至會推推孕婦的肚子,來刺激胎兒在母體內的運動。“后來,有一次,我在彩超室里躺了快一個小時,還是沒能看清孩子的模樣。最后還是放棄了給胎兒拍照的念頭。因為B超室的醫生也說過,這種超聲波檢查也存在一定的輻射,怕對胎兒造成不良的影響。”王敏說。
別拿超聲波當相機
世界衛生組織早在1982年就已建議:只有在醫學上具有明確理由時,才可以對人體使用超聲診斷;不應以商業和實驗為目的輻照人體,特別是輻照孕婦。而美國“醫療診斷超聲波掃描協會”和“孕婦――胎兒醫療協會”的醫生早在10年前就強調,超聲波是一項醫學程序,而非照相的選擇。
婦產科專家張震宇說,四維彩超拍出的畫面的確更加清晰也更加立體,但是,超聲波在人體中能引起組織變性。長時間的超聲波操作難保不會對胚胎發育造成不良影響。“各大醫院都有規定,孕期內的超聲波檢查一般不能超過30分鐘。而四維彩超在三維程序下,對胎兒要想進行完整的成像,其操作時間相對較長,因為四維彩超的振幅比普通B超檢查的劑量要大。如果操作者的技術熟練,可以很快完成檢查,那超聲波對母胎就不會造成太大影響。”但是,誰能保證所有的操作者都能做到快速而熟練?
兩種波均有。
海豚可用兩種頻率發聲:一種是頻率超過200至300千赫的超聲波,這些超聲波用于獲知水中的魚餌或障礙物的存在;
另一種次聲波:是人們在水中可聽見的海豚發出的低頻聲音,用于同伴間的交流,屬于海豚的“語言”。
海豚具有齒鯨類典型的形態學性狀:紡錘形的身體;單個新月形的呼吸孔;頭骨套疊,上頜骨向后擴展與額骨重疊;顱頂偏左的不對稱;圓錐形或釘狀的齒等。
(來源:文章屋網 )
超聲波,人們對它并不陌生。許多動物如蝙蝠,蛾、海豚等,都能發射超聲波以導向或捕食。人類和用超聲波是近幾十年的事。本世紀初制成了“壓電式超聲波發生器”,為超聲波的利用奠定了基礎。二十年代末超聲波應用于檢查金屬裂隙。第二次世界大戰期間用于軍事,以發現對方的潛水艇。四十年代初開始應用于醫學領域,探測腦腫瘤。五十年代初應用于心臟檢查。
自七十年代以來,超聲顯象技術突飛猛進,儀器性能日益精良。目前,已較廣泛地應用于臨床。
B型超聲波是在“A型”及“M型”超聲診斷技術的基礎上發展起來的。其特點是能在探測的同時,把不同斷面的器官形態及活動準確地顯示于熒光屏上,圖象接近于真實解剖,便于判斷其有否異常。
B型超聲波儀器,目前常用的有兩種,一種是線陣式B超儀,一種是扇形掃描B超儀。前者主要用于腹部臟器檢查,后者主要用于心臟檢查。目前,B型超聲波已廣泛運用于肝、膽,胰、脾,腎、子宮,膀胱,前列腺,腹腔大血管、顱腦、眼,甲狀腺、婦產科以及心臟疾病的檢查,涉獵很廣。對結石、腫瘤、積水、囊腫等尤有獨到之處,是一項非常重要,極有發展前途的現代化診斷技術。
B型超聲波檢查沒有X線及同位素那樣對人體的損害,且操作簡便,檢查前準備工作簡單,可重復檢查,連續觀察,無創傷,無痛苦,無副作用。故非常適用于妊娠檢查,以了解胎位、胎心,羊水,胎盤情況,早期發現胎兒畸形、死胎、前置胎盤、葡萄胎、胎盤早剝、多胎妊娠等,有利于計劃生育、優生和防止各種意外,保護母子健康。因此,許多國家已把B型超聲波列為圍產期的常規檢查。
不少B型超聲波儀器還具有多種功能,如固定圖象、自動測距及測面積、顯示、顯示病案號和年齡性別、照相、錄像、錄音,并同時顯示超聲心動圖(M型超聲),有利于診斷,積累資料、會診和教學。