物聲音的特性 教學(xué)設(shè)計(jì)+2024-2025學(xué)年滬科版物理八年級(jí)全一冊(cè)

第二節(jié)聲音的特性【教學(xué)目標(biāo)】物理觀念：建立音調(diào)、響度、音色與振動(dòng)頻率、振幅、發(fā)聲體材料結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)認(rèn)知，形成聲現(xiàn)象參數(shù)化、模型化的物理觀念?？茖W(xué)思維：通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，培養(yǎng)運(yùn)用類比法（如琴弦振動(dòng)與音調(diào)關(guān)聯(lián)）建立物理規(guī)律的歸納推理能力，學(xué)會(huì)用對(duì)比實(shí)驗(yàn)控制變量、用波形圖定量分析的科學(xué)方法?？茖W(xué)探究：自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究音調(diào)與頻率、響度與振幅的定量關(guān)系，小組合作完成不同樂器音色辨識(shí)實(shí)驗(yàn)，提升實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集與現(xiàn)象分析的實(shí)踐能力?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任：激發(fā)對(duì)聲學(xué)現(xiàn)象的探究興趣，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)記錄數(shù)據(jù)、客觀分析誤差的實(shí)驗(yàn)態(tài)度，體會(huì)物理知識(shí)在音樂、建筑等領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值?！窘虒W(xué)重難點(diǎn)】理解音調(diào)與頻率、響度與振幅的物理意義及對(duì)應(yīng)關(guān)系。掌握通過實(shí)驗(yàn)探究聲學(xué)規(guī)律的操作方法與數(shù)據(jù)分析技巧。【教學(xué)過程】一、導(dǎo)入新課播放音樂片段引發(fā)興趣：在播放過程中，引導(dǎo)學(xué)生閉上眼睛仔細(xì)聆聽。播放結(jié)束后，提問學(xué)生：“在這段音樂中，大家聽到了哪些樂器的聲音？這些聲音給你們的感覺有什么不同？”鼓勵(lì)學(xué)生積極發(fā)言，分享自己對(duì)不同樂器聲音的直觀感受，如有的聲音尖銳，有的聲音低沉，有的聲音響亮，有的聲音輕柔等。設(shè)計(jì)意圖：利用優(yōu)美的交響樂創(chuàng)設(shè)生動(dòng)的教學(xué)情境，迅速吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生對(duì)聲音特性探究的興趣，同時(shí)也讓學(xué)生在輕松愉悅的氛圍中初步感受聲音的多樣性。展示生活中的聲音實(shí)例：展示一些生活中常見的聲音圖片，如學(xué)校課間的喧鬧聲、清晨鳥兒的鳴叫聲、工廠機(jī)器的轟鳴聲、夜晚的寂靜聲等，并提問學(xué)生：“這些聲音有什么區(qū)別呢？我們是通過什么來(lái)區(qū)分它們的呢？”引導(dǎo)學(xué)生思考聲音在日常生活中的不同表現(xiàn)形式，以及背后隱藏的物理原理。設(shè)計(jì)意圖：將物理知識(shí)與生活實(shí)際緊密聯(lián)系，讓學(xué)生意識(shí)到物理就在身邊，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)物理學(xué)科的親切感，同時(shí)引發(fā)學(xué)生對(duì)聲音特性的深入思考，為后續(xù)教學(xué)做好鋪墊。二、音調(diào)提出問題引導(dǎo)猜想：展示一些樂器，如吉他、笛子等，提問學(xué)生：“為什么吉他通過調(diào)節(jié)弦的松緊能發(fā)出不同高低的聲音？笛子通過按不同的孔也能吹出不同音調(diào)的聲音呢？聲音的高低與什么因素有關(guān)呢？”鼓勵(lì)學(xué)生大膽猜想，激發(fā)學(xué)生的探究欲望。設(shè)計(jì)意圖：以常見樂器為切入點(diǎn)，提出具有啟發(fā)性的問題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考和猜想，培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)和科學(xué)探究精神。探究實(shí)驗(yàn)一：鋼尺振動(dòng)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：給每個(gè)小組發(fā)放一把鋼尺。實(shí)驗(yàn)操作：讓學(xué)生將鋼尺的一端緊壓在桌面上，另一端伸出桌面一定長(zhǎng)度。先使鋼尺伸出較長(zhǎng)的長(zhǎng)度，用手撥動(dòng)鋼尺伸出端，觀察鋼尺振動(dòng)的快慢，同時(shí)聽鋼尺發(fā)出聲音的高低。然后逐漸縮短鋼尺伸出桌面的長(zhǎng)度，用同樣大小的力再次撥動(dòng)鋼尺，觀察振動(dòng)快慢和聲音高低的變化。實(shí)驗(yàn)記錄：引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)記錄表格中記錄鋼尺伸出長(zhǎng)度、振動(dòng)快慢以及聲音高低的情況。設(shè)計(jì)意圖：通過學(xué)生親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，直觀地觀察到鋼尺振動(dòng)快慢與發(fā)出聲音高低之間的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力和觀察能力，讓學(xué)生在實(shí)踐中獲取知識(shí)。講解頻率概念：在學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后，引入頻率的概念。講解物理學(xué)中用頻率來(lái)描述物體振動(dòng)的快慢，物體每秒振動(dòng)的次數(shù)叫做頻率，頻率的單位是赫茲，簡(jiǎn)稱赫，符號(hào)為Hz。結(jié)合鋼尺振動(dòng)實(shí)驗(yàn)，說明當(dāng)鋼尺伸出較長(zhǎng)時(shí)，振動(dòng)慢，頻率低，發(fā)出的聲音音調(diào)低；當(dāng)鋼尺伸出較短時(shí)，振動(dòng)快，頻率高，發(fā)出的聲音音調(diào)高，從而得出音調(diào)由頻率決定，頻率越高，音調(diào)越高；頻率越低，音調(diào)越低的結(jié)論。設(shè)計(jì)意圖：將抽象的頻率概念與具體的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相結(jié)合，幫助學(xué)生理解頻率與音調(diào)之間的內(nèi)在聯(lián)系，突破教學(xué)難點(diǎn)。展示不同頻率的聲音實(shí)例：利用多媒體展示一些生活中不同頻率聲音的實(shí)例，如蚊子飛行時(shí)翅膀振動(dòng)頻率高，發(fā)出的聲音音調(diào)高，聽起來(lái)尖銳；老牛叫聲頻率低，發(fā)出的聲音音調(diào)低，聽起來(lái)低沉。同時(shí)展示一些常見聲音的頻率范圍圖表，如人類說話聲音的頻率范圍、各種樂器發(fā)聲的頻率范圍等，讓學(xué)生對(duì)不同頻率的聲音有更直觀的認(rèn)識(shí)。設(shè)計(jì)意圖：通過豐富的實(shí)例和圖表，拓寬學(xué)生的視野，加深學(xué)生對(duì)頻率與音調(diào)關(guān)系的理解，同時(shí)讓學(xué)生了解生活中常見聲音的頻率特點(diǎn)。課堂小練習(xí)題目1：用大小相同的力分別敲擊頻率為256Hz和512Hz的音叉，比較它們發(fā)出聲音的音調(diào)，______Hz音叉發(fā)出聲音的音調(diào)高。題目2：當(dāng)你吹笛子時(shí)，用手指按住或放開不同的孔就會(huì)發(fā)出高低不同的聲音，奏出動(dòng)聽的樂曲。笛子是靠______發(fā)聲的，手指按住或放開不同的孔是為了改變聲音的______。參考答案：1.5122.空氣柱振動(dòng)；音調(diào)設(shè)計(jì)意圖：通過練習(xí)，及時(shí)鞏固學(xué)生對(duì)音調(diào)與頻率關(guān)系的理解和應(yīng)用，強(qiáng)化對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握。三、響度創(chuàng)設(shè)情境引出響度概念：播放一段在教室里老師輕聲講課和大聲講課的音頻，提問學(xué)生：“在這兩種情況下，你們聽到老師聲音的感覺有什么不同？”引導(dǎo)學(xué)生描述聲音的強(qiáng)弱變化，從而引出響度的概念，即物理學(xué)中把聲音的強(qiáng)弱叫做響度。設(shè)計(jì)意圖：以學(xué)生熟悉的課堂情境為切入點(diǎn)，讓學(xué)生親身感受聲音強(qiáng)弱的變化，自然地引出響度概念，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)概念的理解和記憶。探究實(shí)驗(yàn)二：音叉響度實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：音叉、乒乓球、細(xì)線、鐵架臺(tái)。實(shí)驗(yàn)操作：將乒乓球用細(xì)線懸掛在鐵架臺(tái)上，使其靠近音叉的一個(gè)叉股。先用較小的力敲擊音叉，觀察乒乓球被彈開的幅度，同時(shí)聽音叉發(fā)出聲音的響度。然后用較大的力敲擊音叉，再次觀察乒乓球被彈開的幅度和音叉發(fā)出聲音的響度變化。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄：引導(dǎo)學(xué)生記錄不同敲擊力度下乒乓球被彈開的幅度和音叉聲音響度的情況設(shè)計(jì)意圖：通過音叉響度實(shí)驗(yàn)，利用乒乓球?qū)⒁舨娴奈⑿≌駝?dòng)放大，直觀地展示出音叉振動(dòng)幅度與聲音響度之間的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)觀察能力和分析能力。講解振幅概念及影響響度的因素：在學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后，講解物體振動(dòng)的幅度叫做振幅。通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出響度跟發(fā)聲體振動(dòng)的振幅有關(guān)，物體振動(dòng)的振幅越大，產(chǎn)生聲音的響度越大。同時(shí)補(bǔ)充說明響度還與距離發(fā)聲體的遠(yuǎn)近以及聲音的分散程度有關(guān)，距離發(fā)聲體越遠(yuǎn)，聲音越分散，響度越小。設(shè)計(jì)意圖：系統(tǒng)地講解影響響度的因素，讓學(xué)生全面理解響度這一聲音特性，為解釋生活中的聲音現(xiàn)象奠定基礎(chǔ)。生活中響度應(yīng)用實(shí)例分析：展示一些生活中利用響度特性的實(shí)例，如擴(kuò)音器的使用是為了增大聲音的響度，讓更多人聽到；醫(yī)生用的聽診器通過減少聲音的分散來(lái)增大響度，便于更清晰地聽到人體內(nèi)部的聲音。引導(dǎo)學(xué)生思考并討論這些實(shí)例中響度是如何被改變和應(yīng)用的。設(shè)計(jì)意圖：將物理知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用緊密結(jié)合，讓學(xué)生體會(huì)物理知識(shí)在生活中的廣泛應(yīng)用，提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣和積極性。課堂小練習(xí)題目1：用力敲鼓會(huì)比輕輕敲鼓聲音大，這二次鼓面振動(dòng)不同的是（）A.振動(dòng)頻率B.振動(dòng)幅度C.振動(dòng)時(shí)間D.振動(dòng)快慢題目2：一位男低音歌手正在放聲歌唱，為他輕聲伴唱的是一位女高音，則（）A.男低音歌手的音調(diào)高，響度大B.男低音歌手的音調(diào)低，響度大C.女高音歌手的音調(diào)高，響度大D.女高音歌手的音調(diào)低，響度大參考答案：1.B2.B設(shè)計(jì)意圖：通過練習(xí)，考查學(xué)生對(duì)響度概念以及影響響度因素的掌握情況，同時(shí)讓學(xué)生能夠區(qū)分響度和音調(diào)，進(jìn)一步加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解。四、音色辨別聲音游戲引入音色：播放一段包含多種動(dòng)物叫聲的音頻，如貓叫、狗叫、鳥鳴等，讓學(xué)生閉上眼睛聽，并判斷分別是什么動(dòng)物的叫聲。然后播放一段不同人說話的音頻，讓學(xué)生辨別說話者是誰(shuí)。提問學(xué)生：“你們是根據(jù)什么來(lái)分辨出不同動(dòng)物的叫聲和不同人的聲音的呢？”引導(dǎo)學(xué)生思考聲音除了音調(diào)和響度外，還有其他獨(dú)特的特征，從而引出音色的概念。設(shè)計(jì)意圖：通過有趣的辨別聲音游戲，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生在輕松愉快的氛圍中感受到音色的存在，自然地引入音色這一教學(xué)內(nèi)容。講解音色的概念及影響因素：講解音色是聲音的特色，不同發(fā)聲體的材料、結(jié)構(gòu)不同，發(fā)出聲音的音色也就不同。例如，小提琴和二胡即使演奏相同音調(diào)、相同響度的音符，我們也能很容易地區(qū)分它們，就是因?yàn)樗鼈兊囊羯煌O(shè)計(jì)意圖：詳細(xì)闡述音色的概念和影響因素，結(jié)合具體樂器實(shí)例，幫助學(xué)生理解音色這一相對(duì)抽象的概念，使學(xué)生明白音色是區(qū)分不同聲音的重要特征。實(shí)驗(yàn)探究三：示波器觀察不同聲音的波形實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：示波器、話筒、音叉（不同頻率）、各種樂器模型（或能發(fā)出不同音色聲音的發(fā)聲體）。實(shí)驗(yàn)操作：將話筒連接到示波器上，用音叉敲擊發(fā)出聲音，讓聲音通過話筒傳入示波器，觀察示波器上顯示的波形。然后依次用不同樂器模型發(fā)出聲音，同樣觀察示波器上的波形，并對(duì)比不同聲音的波形特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析：引導(dǎo)學(xué)生觀察發(fā)現(xiàn)不同音色的聲音在示波器上顯示的波形形狀不同，即使音調(diào)和響度相同，波形也有明顯差異。例如，音叉發(fā)出的聲音波形相對(duì)規(guī)則，而樂器發(fā)出的聲音波形較為復(fù)雜多樣。通過分析波形差異，進(jìn)一步說明音色是由發(fā)聲體的材料、結(jié)構(gòu)等因素決定的。設(shè)計(jì)意圖：利用示波器這一現(xiàn)代儀器，將抽象的聲音特性以直觀的波形形式呈現(xiàn)出來(lái)，讓學(xué)生從另一個(gè)角度理解音色的本質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和對(duì)現(xiàn)代科技的認(rèn)識(shí)，同時(shí)加深學(xué)生對(duì)音色概念的理解。生活中音色的應(yīng)用實(shí)例：展示一些生活中利用音色的實(shí)例，如利用音色來(lái)鑒別瓷器的好壞，好的瓷器敲擊時(shí)音色清脆悅耳，有裂紋的瓷器音色則較為沉悶；在音樂演奏中，不同樂器通過獨(dú)特的音色相互配合，營(yíng)造出豐富多彩的音樂效果；在語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)中，也是利用音色來(lái)識(shí)別不同人的聲音等。引導(dǎo)學(xué)生討論這些實(shí)例中音色是如何發(fā)揮作用的。設(shè)計(jì)意圖：通過豐富的生活實(shí)例，讓學(xué)生了解音色在實(shí)際生活中的廣泛應(yīng)用，體會(huì)物理知識(shí)與生活、科技的緊密聯(lián)系，提高學(xué)生對(duì)物理學(xué)科的應(yīng)用意識(shí)和實(shí)踐能力。課堂小練習(xí)題目1：我們能分辨出不同人的講話聲音，是因?yàn)槁曇舻模ǎ〢.音調(diào)不同B.音色不同C.響度不同D.聲速不同題目2：在一只玻璃杯中先后裝入不同量的水，用細(xì)棒輕輕敲擊，會(huì)聽到不同頻率的聲音。與此類似，當(dāng)醫(yī)生給病人檢查腹部是否有積水時(shí)，常會(huì)用手輕輕敲擊患者腹部，細(xì)細(xì)傾聽其發(fā)出的聲音，此為“叩診”。醫(yī)生主要是根據(jù)什么來(lái)判斷患者腹部是否有積水的（）A.聲音的響度B.聲音的音調(diào)C.聲音的音色D.聲音是否悅耳動(dòng)聽參考答案：1.B2.C設(shè)計(jì)意圖：通過練習(xí)，鞏固學(xué)生對(duì)音色概念的理解以及在實(shí)際情境中運(yùn)用音色知識(shí)解決問題的能力，強(qiáng)化對(duì)音色這一聲音特性的掌握。五、課堂總結(jié)引導(dǎo)學(xué)生回顧：引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)的主要內(nèi)容，包括音調(diào)（由頻率決定，頻率越高，音調(diào)越高）、響度（由振幅決定，振幅越大，響度越大，同時(shí)與距離發(fā)聲體遠(yuǎn)近和聲音分散程度有關(guān)）、音色（由發(fā)聲體材料、結(jié)構(gòu)決定，不同發(fā)聲體音色不同）這三個(gè)聲音的特性。讓學(xué)生用自