Какое альтернативное выравнивание вы предлагаете для этого контента?

Список материалов

Каждой группе необходимо:

• 1 повязка на глаза
• Буфер обмена или книга в твердом переплете
• 2 карандаша
• Мелки разные
• 2 копии рабочего листа по эхолокации
• 2 копии рабочего листа гистограммы эхолокации

Рабочие листы и приложения

Больше подобной программы

Студенты узнают об эхолокации: что это такое и как инженеры используют ее, чтобы «видеть» вещи в темноте или глубоко под водой. Они также узнают, как животные используют эхолокацию, чтобы ловить еду и путешествовать по океанским водам и небесам, не сталкиваясь с вещами.

Студенты знакомятся с концепциями звуковой энергии и с тем, как инженеры используют звуковую энергию. Посредством практических занятий и демонстраций учащиеся изучают, как мы узнаем о существовании звука, слушая и видя звуковые волны

Учащиеся используют эти концепции, чтобы понять, как дельфины используют эхолокацию для обнаружения добычи, спасения от хищников, навигации в окружающей среде, например, избегая жаберных сетей, установленных коммерческими рыболовными судами.Студенты также узнают, что звуки дельфинов - это вибрации, создаваемые органами голоса, и этот звук является типом ...

Предварительные знания

Определения продольных и поперечных волн (Урок 1), длины волны и амплитуды (Урок 2), Частоты (Урок 3), Звуковых волн (Урок 4).

Введение / Мотивация

Мы говорили о звуковых волнах и о том, как животные и инженеры используют звуковые волны, чтобы «видеть» под водой или в темноте. Кто помнит, как это называется, когда это делают животные? (Ответ: эхолокация) Правильно - эхолокация , ! Инженеры разработали технологию, основанную на естественной эхолокации, которую используют животные. Это работает примерно так же, но мы называем это по-другому.Кто помнит, как это называется? (Ответ: СОНАР) Замечательно! SONAR - отличный пример того, как инженеры могут учиться у окружающего мира и использовать идеи природы для создания новых способов помощи людям.

Сегодня у вас будет возможность испытать эхолокацию на себе. Мы собираемся разделиться на команды по двое. Затем один человек надевает повязку на глаза и угадает, откуда исходит звук, в то время как другой человек издает щелчки или хлопки перед ним, позади него или сбоку.Узнать об эхолокации - это интересная задача. Готовы попробовать? Давайте начнем!

Процедура

Фон

Звук волнами распространяется по воздуху к ушам. В зависимости от местоположения и интенсивности звука ухо обычно может определить направление звука.

авторское право

Copyright © 2006 Microsoft Corporation, One Microsoft Way, Redmond, WA 98052-6399 USA.Все права защищены.

Животные, такие как летучие мыши, киты и дельфины, используют звук, чтобы видеть, издавая звуки, которые отражаются от других объектов, а затем возвращаются в их уши. В зависимости от того, сколько времени требуется звуку, чтобы добраться до ушей, и от направления, в котором он исходит, эти животные могут определять местоположение объекта.

Инженеры имитировали эту естественную эхолокацию в сонарах и радарах, которые работают в основном так же, как эхолокация у животных.

В этом упражнении учащиеся попытаются определить местоположение девяти звуков, издаваемых из разных мест спереди, сзади или сбоку от них.Постарайтесь распределить учеников как можно больше, чтобы каждая команда могла сосредоточиться на собственных хлопках или щелчках, не отвлекаясь на другие команды. Проведение этого мероприятия на улице или в школьном спортзале - отличная идея.

Перед мероприятием

Со студентами

1. Перейти к упражнению Введение.
2. Разделите студентов на группы по два человека.
3. Для каждой команды пусть один ученик сядет на стул, а другой встанет рядом с Рабочим листом эхолокации.
4. Попросите учеников осторожно завязать глаза своему партнеру, чтобы они не могли видеть. Напомните им не подглядывать!
5. Попросите учащегося без завязанных глаз щелкнуть или хлопнуть в ладоши, в то время как другой учащийся угадывает место, откуда был сделан щелчок.
6. Студенты должны записывать ответ своего партнера в Рабочем листе эхолокации после каждого щелчка / хлопка.
7. Попросите учащихся следовать Рабочему листу эхолокации для всех девяти щелчков или хлопков и записывать все ответы на листе.Студенты должны поставить галочку, если их партнер угадал правильно, и X, если они угадали неправильно.
8. Попросите учащихся записать, сколько раз они угадывались правильно для каждого места (сбоку, сзади или спереди).
9. Попросите студентов поменяться местами и повторить процедуры. Как только оба ученика угадали, попросите их передать друг другу свои рабочие листы, чтобы они могли использовать их для создания своих собственных гистограмм.
10. Помогите учащимся раскрасить свой рабочий лист гистограммы эхолокации, указав, сколько раз они правильно угадывали для каждого местоположения.
11. Расскажите всем о результатах! Обсудите, почему одни места угадать труднее, чем другие. (Имейте в виду, что шум от других команд, вероятно, будет способствовать ошибочным предположениям.)

Оценка

Оценка перед началом деятельности

Кто помнит ?: Попросите учащихся поднять руки и рассказать о том, что они помнят из урока. После того, как ученики поделились, они должны опустить руки.

Встроенная оценка деятельности

Наблюдение учителя : Прогуляйтесь, пока ученики завершают задание, и при необходимости помогите им. Обсудите с учениками, насколько сложно или просто найти звуки. Напомните учащимся, что некоторые животные отлично умеют эхолокацию, и инженеры имитируют (в сонаре) эту естественную реакцию животных.

Оценка после деятельности

Анализ результатов : Попросите нескольких учеников поделиться своими гистограммами (если у вас есть время, вы можете сделать одну гигантскую гистограмму для всего класса).Обсудите результаты и обсудите, почему некоторые места, возможно, было труднее угадать, чем другие. Предложите учащимся подумать, почему из-за шума других команд было сложнее угадать местоположение щелчков или хлопков.

Вопросы для расследования

• Как работает сонар? Сделайте проект в классе, чтобы узнать больше о том, как инженеры разрабатывают и используют Sonar.
• Как работает УЗИ? Изучать новые разработки (например, 4D ультразвук) в технологии ультразвуковой визуализации.

Вопросы безопасности

Чтобы группы не спотыкались и не сталкивались друг с другом, проводите это упражнение на достаточно просторном месте.

Напомните учащимся, чтобы они сидели с завязанными глазами.

Советы по устранению неполадок

Некоторым ученикам может быть неудобно с завязанными глазами; в этом случае позвольте им завершить эксперимент с закрытыми глазами.

Расширения деятельности

В тихом месте с небольшим количеством препятствий, о которых можно споткнуться, разрешите учащимся надеть повязку на глаза (или закрыть глаза) и попробуйте прогуляться. Они могут издавать звуки, например щелкать пальцами или щелкать пальцами. Посмотрите, могут ли они определить, когда они находятся близко к стене, другому человеку или двери. Несколько студентов и / или взрослых без завязанных глаз должны следить за группой, чтобы не допустить несчастных случаев.

Масштабирование активности

Для старших классов попросите учащихся проанализировать данные с помощью графического инструмента, такого как Excel®. Учащиеся могут сопоставить фактическое местоположение привязки с реальным местоположением, а затем определить процент правильных ответов.

Для младших классов задание должно быть подходящим, хотя учащимся может потребоваться дополнительная поддержка и руководство.

Ссылки

U.S. Департамент образования, Северо-Центральная региональная образовательная лаборатория (NCREL), Реалии тропических лесов, "Студенческие страницы", ed.fnal.gov. Доступ 22 февраля 2007 г.

Уй, Кристина. Гарвардское общество нейробиологии, "Видение" звуков: эхолокация слепых людей ", 1994 г. http://www.hcs.harvard.edu/~hsmbb/BRAIN/vol1/echo.html. Проверено 22 февраля 2007 г.

Дикие, «Эхолокация», 2000 г., http://www.thewildones.org/Animals/echolocation.html, по состоянию на 22 февраля 2007 г.

авторское право

Авторы

Программа поддержки

Благодарности

Содержание этой учебной программы по цифровой библиотеке было разработано за счет гранта Фонда улучшения послесреднего образования (FIPSE), U.S. Министерство образования и Национальный научный фонд GK-12, грант № 0338326. Тем не менее, это содержание не обязательно отражает политику Министерства образования или Национального научного фонда, и вы не должны рассчитывать на одобрение со стороны федерального правительства.

Последнее изменение: 29 сентября 2019 г.

Люди могут использовать эхолокацию, как и летучие мыши.

Звучит потрясающе, но мы все можем научиться использовать звук для обнаружения нашего окружения, как летучие мыши или дельфины. Глаза не требуются.

Слышали ли вы когда-нибудь выражение «слепой, как летучая мышь»? Что ж, это неправда. Летучие мыши действительно видят так же или даже лучше, чем люди.

Однако глубокой ночью от глаз мало пользы. Тем не менее, некоторые летучие мыши каждую ночь выходят на охоту на насекомых. Они полагаются на эхо, издаваемое звуками, исходящими от их насекомых-жертв. В мозгу этих летучих мышей эхо формирует пространственное представление о том, где летает насекомое.

Эта способность называется эхолокацией, и она хорошо известна у летучих мышей, зубатых китов, дельфинов и некоторых видов птиц и землероек. Это позволяет им находить добычу или узнавать об окружающей их среде, когда глаза не так полезны.

Работает вот так. Летучая мышь посылает звуковую волну, и когда волна наезжает на объект, она отскакивает обратно к отправителю. Чем дольше это эхо достигает отправителя, тем дальше объект. Как только эхо достигает летучей мыши, мозг животного может расшифровать его и получить полезную информацию, такую ​​как форма объекта и расстояние до него.

Но знаете ли вы, что люди тоже могут использовать эхолокацию? «Даже дети могут сами научиться эхолокации», - говорит Лор Талер, профессор психологии Даремского университета в Великобритании.

Наука, которая стоит за людьми-летучими мышами

Подобно дельфинам или летучим мышам, человеческий эхолокатор издает резкие щелкающие звуки своим языком. «Они создаются путем прижатия языка к мягкому нёбу [нёба] и последующего быстрого опускания языка вниз. Это создает вакуум. Затем этот вакуум« хлопает », и это создает звук« щелчка », - говорит Лор. .

Этот звук будет отражаться от любого объекта, с которым сталкивается, как эхо, неся информацию о встреченном объекте, как и в случае с летучими мышами.В зависимости от ваших навыков эхолокации это эхо может предоставить различную информацию об объекте.

. «Недавнее исследование показало, что эхолокация может предоставить довольно много деталей о бесшумных объектах, таких как их форма, размер, расстояние и материал, из которого они сделаны», - говорит Эндрю Коларик, исследователь Vision and Отделение исследования глаз, Медицинский институт последипломного образования Университета Англия Раскин, Великобритания.

Зрение со звуком

Но что вы на самом деле «видите»? По словам Эндрю, опытный эхолокатор действительно способен получить какое-то визуальное представление мира. "Очень грубая визуальная аналогия была бы такой, как если бы вы видели мир через размытый фильтр или сквозь густой туман, где вы можете видеть объекты, но трудно четко различить мелкие детали и края, а видимость ограничена на небольшом расстоянии », - говорит он.

Однако Лор предупреждает, что не стоит завышать свои ожидания. Мы не сможем увидеть мир звуком, как глазами.

«Вы работаете со звуком, который принципиально отличается от зрения. Возьмем, к примеру, стекло. Визуально вы можете видеть сквозь него, оно совершенно прозрачное, но для эхолокации это может быть и сплошная стена. флисовое одеяло невидимо для эхолокации, но, очевидно, вы его видите, - говорит Лор.

В недавнем исследовании Лор обнаружил еще более подробные сведения о внутренней работе человеческой эхолокации.

Мы знаем, что летучие мыши и другие животные приспосабливают издаваемые ими звуки при изменении окружающей среды. Но пока неизвестно, могут ли люди это делать. В своем новом исследовании Лор проверила именно этот вопрос и обнаружила, что люди действительно могут регулировать издаваемые звуки, чтобы они лучше соответствовали окружающей среде.

«Еще одно новое открытие заключается в том, что мы также измерили эхо, которое могли воспринимать люди. И мы обнаружили, что эхо, которое могли воспринимать опытные эхолокаторы, было очень слабым. Действительно, на основе предыдущих исследований люди сказали бы, что это было невозможно чтобы они воспринимали это эхо.Но очевидно, что наши эхолокаторы хорошо справились с этой задачей! »- говорит Лор.

Кто-нибудь может научиться эхолокации?

Хорошая новость в том, что этой способности может научиться любой, слепой или зрячий.

Lore признает, что, хотя есть много людей, обладающих некоторыми базовыми навыками эхолокации, лишь немногие действительно владеют этой способностью. «Я не знаю, сколько людей используют эхолокацию на основе кликов на очень высоком уровне навыков, но я лично знаком с 14.Это со всего мира ».

Почему так мало людей? Лор думает, что это происходит из-за недостатка знаний об этой способности. «Например, слепые люди могут не знать об эхолокации, поэтому просто не принимайте ее во внимание. Или, когда слепой ребенок или взрослый использует ее спонтанно, они могут быть обескуражены доброжелательными людьми, потому что зрячие люди понятия не имеют и думают, что это так. странно ", - говорит она.

Может ли эхолокация заменить длинную трость или собаку-поводыря?

Не совсем так.Даже для слепых опытных пользователей эхолокация не дает всей информации, в которой им нужно ходить. Например, слепые люди никогда не полагаются исключительно на эхолокацию, объясняет Лор. Они используют эхолокацию вместе с тростью или собакой-поводырем.

«Преимущество эхолокации заключается не в обнаружении препятствий на земле, ям или падений. На самом деле, для этой цели она совершенно бесполезна, потому что сама земля представляет собой один гигантский отражатель. Эхолокация полезна для объектов на уровне головы, чтобы обнаруживать цели, которые находятся далеко, и ориентироваться.«

Мозг летучей мыши?

Способность к обучению этой способности также сильно различается, и неясно, что движет этой изменчивостью. «Одна из проблем в текущих исследованиях эхолокации - выяснить, почему одни люди эхолокации лучше, чем другие, используют ли они лучшую стратегию, чтобы слышать изменения громкости или качества звука, например, из-за эхолокации, или как они развивают повышенную чувствительность к звуку. отголоски ", - говорит Эндрю.

Но опытные эхолокаторы, похоже, развили некоторые особые способности на уровне своего мозга.«Есть свидетельства того, что области мозга, которые обрабатывают зрение у зрячих людей, привлекаются для обработки звука вместо слепых, и это может способствовать усилению эхолокационных способностей, которые наблюдались у некоторых слепых», - говорит Эндрю.

Эта статья впервые появилась на веб-сайте научных новостей Particle, базирующемся в Scitech, Перт, Австралия.Прочтите оригинальную статью.

Ссылка : Так же, как и летучие мыши, люди могут использовать эхолокацию (2018, 3 апреля) получено 8 сентября 2020 с https: // физ.org / news / 2018-04-people-echolocation.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, нет часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

Смотрите также

• 
  Как научиться стоять на пуантах в домашних условиях
• 
  Как научиться делать данк в баскетболе
• 
  Как научиться плести косу французскую
• 
  Как научиться правописанию русского языка
• 
  Валерий синельников как научиться себя любить
• 
  Как научиться трясти
• 
  Как научиться не показывать свои эмоции и чувства
• 
  Как научиться бариста
• 
  Как научиться вскрывать замки готика 2
• 
  Как научиться за собой ухаживать
• 
  Как научиться парковка