探究敲擊裝水瓶子的發(fā)聲【用】

------------------------------------------------------------------------探究敲擊裝水瓶子的發(fā)聲【用】探究敲擊裝水瓶子的發(fā)聲探究敲擊裝水瓶子的發(fā)聲授課者：許曉東授課班級(jí)：初三（4）班授課時(shí)間：2006年3月16日授課地點(diǎn)：物理實(shí)驗(yàn)室授課內(nèi)容：一、教材分析：本節(jié)課根據(jù)一道源于書本的中考聲學(xué)題，通過(guò)設(shè)計(jì)并進(jìn)行了相關(guān)的科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)，指出了試題的錯(cuò)誤之處，給出了對(duì)該題進(jìn)行科學(xué)探究的正確結(jié)論。人民教育出版的現(xiàn)行教材中，義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書《物理》（八年級(jí)上冊(cè)）也存在這個(gè)錯(cuò)誤，教材中的所配的插圖也是錯(cuò)誤的，發(fā)出“1、2、3、4、5、6、7、i”的聲音的八個(gè)瓶子，插圖中八個(gè)瓶子裝水的情況也是剛好弄相反了，教材編著者和這道中考聲學(xué)題出題者犯著同樣的錯(cuò)誤。類似的錯(cuò)誤還大量出現(xiàn)在各種教輔書中，這里就不再一一指出。與傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容相比,本節(jié)教材內(nèi)容更加注重學(xué)生的親自體驗(yàn)與感悟,以探究“敲擊裝水瓶子產(chǎn)生聲音的原因各決定音調(diào)的因素”為核心內(nèi)容,本節(jié)應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為依據(jù)，分析、歸納等有關(guān)科學(xué)探究能力，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)明創(chuàng)造的意識(shí)和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。二、學(xué)情分析：初中階段聲學(xué)知識(shí)，對(duì)大部分學(xué)生來(lái)說(shuō)都較有興趣，學(xué)生學(xué)習(xí)本節(jié)之前，已經(jīng)學(xué)習(xí)了物體振動(dòng)發(fā)聲、聲音傳播需要介質(zhì)等知識(shí)，如何引導(dǎo)學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，初步學(xué)習(xí)使用控制變量法進(jìn)行科學(xué)探究，經(jīng)歷提出問(wèn)題→猜想→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)→進(jìn)行實(shí)驗(yàn)→分析和論證→評(píng)估和交流等科學(xué)探究環(huán)節(jié)，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神,發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究能力。三、教學(xué)思路：依據(jù)新的物理課程標(biāo)準(zhǔn)，采用探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)法，通過(guò)開放式的教學(xué)組織形式，創(chuàng)設(shè)一種學(xué)生自主參與的教學(xué)環(huán)境，全程貫穿探究的宗旨，力爭(zhēng)體現(xiàn)探究的清晰思路。通過(guò)循序漸進(jìn)，讓學(xué)生在探究發(fā)現(xiàn)中學(xué)，在操作實(shí)踐中學(xué)，在研究交流中學(xué)，在合作互動(dòng)中學(xué)，全面體現(xiàn)新課程的理念，本節(jié)教師的作用關(guān)鍵在于如何有效地調(diào)動(dòng)學(xué)生探究熱情，引導(dǎo)科學(xué)思維，掌握使用控制變量法進(jìn)行科學(xué)探究的一般方法。更重要一點(diǎn)，在本次科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生在情感態(tài)度和價(jià)值觀方面受到很大的教育，培養(yǎng)學(xué)生不畏權(quán)威、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。四、教學(xué)目標(biāo)：1、知識(shí)與技能：⑴復(fù)習(xí)音調(diào)、音色、響度和樂(lè)器中有關(guān)空氣柱振動(dòng)發(fā)聲等聲學(xué)知識(shí)。⑵培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。⑶培養(yǎng)使用控制變量法進(jìn)行科學(xué)探究的能力。2、過(guò)程和方法：⑴通過(guò)實(shí)驗(yàn),探究敲擊裝水瓶子的發(fā)聲體和決定音調(diào)高低的因素。⑵初步領(lǐng)會(huì)使用控制變量法進(jìn)行科學(xué)探究的方法。3、情感態(tài)度和價(jià)值觀：培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和合作精神。五、教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)：本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)是在實(shí)驗(yàn)中探究敲擊裝水瓶子的發(fā)聲體和決定音調(diào)高低的因素，難點(diǎn)是組織、指導(dǎo)學(xué)生使用控制變量法進(jìn)行科學(xué)探究,認(rèn)真、觀察、分析得出正確的結(jié)論。六、教學(xué)方法：科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)法。七、教學(xué)過(guò)程:1、出示投影片：2005年廣西壯族自治區(qū)柳州市、北海市的一道中考聲學(xué)物理試題（課改實(shí)驗(yàn)區(qū)），引入新課。2、科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)一：探究敲擊裝水瓶子時(shí)，聲音產(chǎn)生的原因是不是瓶?jī)?nèi)空氣振動(dòng)。提出問(wèn)題：聲音產(chǎn)生的原因是不是瓶?jī)?nèi)空氣振動(dòng)？設(shè)計(jì)與進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：（1）、在兩個(gè)一樣的啤酒瓶中分別灌裝入同樣高度的水和泥沙，用筷子分別敲擊兩個(gè)啤酒瓶，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是：兩個(gè)瓶子發(fā)出聲音的音調(diào)明顯不同，灌裝入水的瓶發(fā)出的聲音音調(diào)較高，灌裝入泥沙的瓶發(fā)出的聲音音調(diào)較低。（2）、另一方面，當(dāng)改變實(shí)驗(yàn)做法，不使用筷子敲擊啤酒瓶發(fā)聲，而是改用嘴分別對(duì)著兩個(gè)瓶口吹氣發(fā)聲。實(shí)驗(yàn)結(jié)果是：兩個(gè)瓶子發(fā)出聲音的音調(diào)大致相同。分析與論證：兩個(gè)瓶中空氣柱的長(zhǎng)度是一樣的，如果聲音產(chǎn)生的原因是空氣柱的振動(dòng)，那么，用筷子分別敲擊兩個(gè)啤酒瓶時(shí)，它們發(fā)出聲音的音調(diào)應(yīng)該大致相同，現(xiàn)在它們發(fā)出聲音的音調(diào)明顯不同，這說(shuō)明剛才實(shí)驗(yàn)中我們聽到的聲音不是瓶中空氣柱發(fā)出的，而是另有發(fā)聲物體，是別的發(fā)聲體在發(fā)出不同音調(diào)的聲音。用嘴分別對(duì)著瓶口吹氣，這種情況下的發(fā)聲體應(yīng)該是瓶中空氣柱，兩個(gè)瓶中空氣柱的長(zhǎng)度是一樣的，兩個(gè)瓶子發(fā)出聲音的音調(diào)大致相同。分析上述探究實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，可以得出如下結(jié)論：當(dāng)用筷子敲擊啤酒瓶時(shí)，聲音產(chǎn)生的原因不是瓶?jī)?nèi)空氣振動(dòng)。3、科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)二：探究聲音產(chǎn)生的原因是不是瓶?jī)?nèi)水振動(dòng)。提出問(wèn)題：敲擊裝水瓶子時(shí)，聲音產(chǎn)生的原因是不是瓶?jī)?nèi)水振動(dòng)？設(shè)計(jì)與進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：(1)在啤酒瓶中灌裝入水，比較用筷子敲擊啤酒瓶發(fā)出的聲音和用手搖晃酒瓶發(fā)出的聲音，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是：用手搖晃酒瓶時(shí)瓶中水振動(dòng)厲害，但發(fā)出的聲音一點(diǎn)不象用筷子敲擊啤酒瓶發(fā)出一的聲音，明顯兩次發(fā)聲來(lái)源不同的發(fā)聲體。(2)在另一方面，進(jìn)行如下比較實(shí)驗(yàn),用筷子敲擊空啤酒瓶發(fā)出的聲音和用筷子敲擊裝有水的啤酒瓶發(fā)出的聲音，發(fā)出的聲音的音色大體相同，只是音調(diào)明顯不同，具體情況是空啤酒瓶發(fā)出的聲音音調(diào)較高，裝入水的啤酒瓶發(fā)出的聲音音調(diào)較低。分析上述探究實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，可以得出如下結(jié)論：當(dāng)用筷子敲擊啤酒瓶時(shí)，聲音產(chǎn)生的原因不是瓶?jī)?nèi)水振動(dòng),應(yīng)該是瓶子的振動(dòng)。綜合上述探究實(shí)驗(yàn)的分析結(jié)果，可以得出如下總結(jié)論：當(dāng)用筷子敲擊啤酒瓶時(shí)，聲音產(chǎn)生的原因不是瓶?jī)?nèi)空氣振動(dòng),也不是瓶?jī)?nèi)水振動(dòng),應(yīng)該是瓶子的振動(dòng)。4、科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)三：探究當(dāng)用筷子敲擊瓶子時(shí),決定產(chǎn)生聲音音調(diào)的因素。提出問(wèn)題：敲擊裝水瓶子時(shí)，決定聲音音調(diào)的因素是什么？設(shè)計(jì)與進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：（1）、在兩個(gè)一樣的啤酒瓶中分別灌裝入同樣高度的水和泥沙，用筷子分別敲擊兩個(gè)啤酒瓶，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是：灌裝入水的瓶發(fā)出的聲音音調(diào)較高，灌裝入泥沙的瓶發(fā)出的聲音音調(diào)較低。（2）、在兩個(gè)啤酒瓶中灌裝入不同高度的水，用筷子分別敲擊兩個(gè)啤酒瓶，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是：灌裝水較少的瓶發(fā)出的聲音音調(diào)較高，灌裝水較多的瓶發(fā)出的聲音音調(diào)較低。分析與論證：根據(jù)前面探究實(shí)驗(yàn)的結(jié)論，當(dāng)用筷子敲擊瓶子時(shí)，聲音產(chǎn)生的原因是瓶子的振動(dòng)，在兩個(gè)一樣的啤酒瓶中分別灌裝入同樣高度的水和泥沙，水的質(zhì)量小于泥沙的質(zhì)量，用筷子敲擊瓶子時(shí)，水與瓶子的擠壓作用相對(duì)泥沙與瓶子的擠壓作用而言，水與瓶子的擠壓作用較小，因而裝水的瓶子較易振動(dòng)，振動(dòng)較快，振動(dòng)頻率高，瓶子的振動(dòng)發(fā)出聲音的音調(diào)較高；反之，裝泥沙的瓶子泥沙對(duì)瓶子的擠壓作用較大，瓶子較難振動(dòng)，振動(dòng)較慢，振動(dòng)頻率低，瓶子的振動(dòng)發(fā)出聲音的音調(diào)較低。同理，在兩個(gè)啤酒瓶中灌裝入不同高度的水，用筷子敲擊瓶子時(shí)，少水瓶子的水質(zhì)量小，瓶子水對(duì)瓶子的擠壓作用較小，瓶子較易振動(dòng)，振動(dòng)較快，振動(dòng)頻率高，瓶子的振動(dòng)發(fā)出聲音的音調(diào)較高；反之，多水瓶子的水質(zhì)量大，裝水多的瓶子水對(duì)瓶子的擠壓作用較大，瓶子較難振動(dòng)，振動(dòng)較慢，振動(dòng)頻率低，瓶子的振動(dòng)發(fā)出聲音的音調(diào)較低。5、小結(jié)：根據(jù)前面的三個(gè)科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)分析結(jié)論可知，這一道中考聲學(xué)題出題有問(wèn)題，四個(gè)選項(xiàng)都是錯(cuò)誤的，沒(méi)有選項(xiàng)可供選擇，試題中的所配的插圖也是錯(cuò)誤的，發(fā)出“1、2、3、4、5、6、7、i”的聲音的八個(gè)瓶子，裝水最多的瓶子敲擊時(shí)發(fā)出聲音的音調(diào)應(yīng)該最低，裝水最少的瓶子敲擊時(shí)發(fā)出聲音的音調(diào)應(yīng)該最高，插圖中八個(gè)瓶子裝水的情況剛好弄相反了。八、板書設(shè)計(jì):探究敲擊裝水瓶子的發(fā)聲1．科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)：探究敲擊裝水瓶子時(shí)，聲音產(chǎn)生的原因是不是瓶?jī)?nèi)空氣振動(dòng)。2．科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)：探究聲音產(chǎn)生的原因