第四節(jié)《聲音的特性》的教案

　　教學目標

　　1.知識與技能 ①了解聲音的特性包括：音調(diào)、響度和音色;

　�、谥�道樂音的音調(diào)跟發(fā)聲體的振動頻率有關，響度跟發(fā)聲體的振幅有關;

　　③不同發(fā)聲體發(fā)出樂音的音色不同;

　　2.過程與方法 ①通過做“音調(diào)與頻率有關的實驗”和“響度與振幅有關的實驗”進一步了解、學習用科學探究的方法研究物理問題;

　�、趯W習從物理現(xiàn)象和實驗中歸納簡單的科學規(guī)律,嘗試應用已知的科學規(guī)律,去解釋具體問題;

　　③培養(yǎng)合作學習的能力,初步的評估和聽取反饋意見的意識.

　　3.情感態(tài)度和價值觀

　�、贅酚谔剿髯匀滑F(xiàn)象和身邊物理學道理,樂于參與觀察、實驗、探究活動。

　�、谟兄鲃优c他人合作交流的愿望，敢于發(fā)表自己的見解。

　�、垠w會現(xiàn)實世界物體的發(fā)聲是豐富多彩的，更加熱愛世界，熱愛科學。

　　教學重點難點

　　重點：（1）研究樂音的音調(diào)和響度各與什么因素有關；

　　（2）學習體會科學探究的方法；

　　難點：感知樂音的音色，理解音色取決于發(fā)聲體本身；

　　教學資源

　�。�1）分組探究實驗器材：鋼尺、橡皮筋、固定橡皮筋的底座（間距可調(diào)）、硬塑料片、齒的疏密明顯不同的兩把木梳

　　（2）演示實驗器材：自制“水瓶琴”、木尺、鐵架臺、細線懸吊的乒乓球、固有頻率不同的音叉兩個、音叉錘、示波器、話筒

　�。�3）部分學生備的樂器：口琴、小提琴兩把、長笛、手風琴、薩克斯管等

　�。�4）多媒體顯示屏及反饋練習

　　板書設計（多媒體顯示）

　　三、聲音的特性

　　含 義

　　決 定 因 素

　　相 關 問 題

　　音 調(diào)

　　聲音的高低

　　發(fā)聲體振動的頻率

　　頻率：物體每秒內(nèi)振動的次數(shù)。

　　單位：赫茲（HZ）

　　人的聽覺頻率范圍：20HZ-20000HZ

　　超聲波與次聲波

　　響 度

　　聲音的大小

　　發(fā)聲體振動的振幅

　　振幅：物體振動的幅度。

　　音 色

　　聲音的特色

　　發(fā)聲體本身的材料、結構

　　音色是辨別不同發(fā)聲體的依據(jù)。

　　課堂教學程序

　　教師活動及主要語言

　　學生活動

　　說 明

　　導入新課

　　復習聲音是怎樣產(chǎn)生和傳播的。

　　敲擊“水瓶琴”發(fā)出音調(diào)不同和響度不同的聲音。由此引出聲音有不同的性質(zhì)特點，而導入新課。

　　進行新課

　　一、音調(diào)的高低與什么因素有關

　　引導學生從聲音的產(chǎn)生認識到聲音的性質(zhì)特點應與發(fā)聲體的振動情況有關，并根據(jù)已有的經(jīng)驗對音調(diào)的高低會與振動的什么因素有關作出猜想。

　　讓學生利用桌面上提供的一些器材設計實驗，使物體發(fā)出高低不同的聲音，仔細觀察物體發(fā)聲時的振動情況有什么不同，驗證自己的猜想。

　　鼓勵學生交流探究實驗的方案和結果，引導全班學生對結果進行評估。

　　引導學生歸納實驗探究結果，判斷實驗結果是否證實了自己的猜想。

　　提出問題：蝴蝶飛去飛來，靠的是翅膀的振動，蚊子也是，可為什么我們聽得到蚊子的嗡嗡聲，卻聽不見蝴蝶的聲音呢？

　　給出蝴蝶和蚊子翅膀每秒振動的次數(shù)，指導學生閱讀課文第20頁，達到正確解答上述問題。

　　引導學生交流：閱讀課文第20頁還了解到什么？對超聲波和次聲波的應用了解多少？

　　二、響度的大小與什么因素有關

　　引導學生分析前階段的探究實驗中，是否也發(fā)現(xiàn)了能說明響度大小與什么因素有關的一些現(xiàn)象和事實？交流實驗現(xiàn)象和判斷結果。

　　對學生實驗認真，觀察仔細，的科學態(tài)度給予贊賞。

　　演示課本P21、圖1.3-4實驗，引導學生觀察比較兩種情況下音叉發(fā)聲的響度和乒乓球被彈開的距離，歸納探究結果。判斷探究結果是否證實了先前的猜想。

　　三、音色

　　組織學生做游戲。請幾位同學分別用不同的樂器都演奏C調(diào)的“1”和“3”，其他同學閉上眼睛，只用耳朵聽，看能否辨別出是什么樂器發(fā)出的聲音。（夸學生辨別準確。）

　　提出問題：你是怎么辨別不同的發(fā)聲體的`。

　　教師歸納：不同發(fā)聲體的音色不同。音色是辨別不同發(fā)聲體的依據(jù)。鼓勵學生列舉自己熟知的憑音色辨別不同發(fā)聲體的事例。

　　用示波器分別顯示音叉發(fā)出的不同音調(diào)、不同響度的聲音信號波形以及不同樂器用相同的音量都發(fā)C調(diào)的“1”的聲音信號波形。指導學生觀察比較波形的不同特征。

　　用示波器觀察學生（男女各一）說“我喜歡物理”的聲音信號波形。

　　歸納小結

　　1、學生小結。

　　2、課堂練習反饋。

　　3、組織學生演奏、欣賞樂曲《歡樂頌》。

　　布置作業(yè)

　　舉手回答

　　加深對聲音的不同性質(zhì)特點的感性認識，提高學習興趣。

　　回想所聽到過的高低不同的聲音及發(fā)聲體相應的振動情況。猜想：音調(diào)的高低可能與發(fā)聲體振動的快慢有關。

　　明確實驗目的，兩人一組合作進行探究實驗，觀察分析實驗現(xiàn)象，作出判斷。

　　學生舉手答問，其他學生討論、再驗證、評估。

　　舉手發(fā)言。

　　學生交流猜測。

　　自學并積極思考，相互交流，討論、作答。

　　積極舉手回答，匯報自學成果。展現(xiàn)自己的科學素養(yǎng)。

　　學生分組討論、再實驗，并舉手作答，其他學生評估。

　　觀察實驗現(xiàn)象，總結實驗結果，積極舉手作答。

　　積極參與做游戲，判斷每次發(fā)聲的樂器是什么樂器，集體回答。

　　舉手回答

　　分組討論，踴躍舉手作答。

　　觀察比較不同聲音的波形，集體回答判斷結果。

　　積極參與活動，認真觀察比較波形的不同。

　　創(chuàng)設情境，讓學生對聲音的不同特性產(chǎn)生研究的興趣。

　　嘗試根據(jù)已有經(jīng)驗和知識對問題的結果提出猜想。

　　嘗試設計科學探究的方法，選擇所需的器材。體會通過觀察和實驗收集數(shù)據(jù)、整理信息。

　　培養(yǎng)交流合作和初步的評估能力。

　　培養(yǎng)學生分析、歸納能力。

　　用學生熟知的現(xiàn)象提出問題，教育學生觀察生活、服務生活。

　　培養(yǎng)學生自學能力，指導學生用所學知識分析解釋自然現(xiàn)象。

　　培養(yǎng)歸納概括能力。檢查學生平時搜集資料、對技術應用的關注情況。

　　及時給予鼓勵，益于形成科學的學習習慣。

　　培養(yǎng)學生從現(xiàn)象和實驗中歸納科學規(guī)律的能力。

　　形式多樣調(diào)動學生參與學習活動。

　　培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)身邊的物理，聯(lián)系生活實際的能力。

　　利于形象深刻地理解聲波

　　進一步激發(fā)學生學習物理的興趣。

　　能增強學生對樂音特性的理解和感受，激發(fā)學生熱愛科學，熱愛生活的情感。

　　（二）案例（聲音的特性）：

　　一、引入新課：

　　師問：聲音是怎樣產(chǎn)生的？聲音靠什么傳播？

　　生答：聲音是由于發(fā)聲體的振動而產(chǎn)生，聲音的傳播需要介質(zhì)，真空不能傳聲。

　　師：出示一些裝有不同水量的啤酒瓶，敲擊它們會發(fā)出聲音。

　　師問：啤酒瓶發(fā)出的聲音相同嗎？聽起來有什么不同？

　�。ㄇ脫羝【破堪l(fā)出“1，2，3，4，5，6，7，i”的聲音，讓學生仔細聽并討論后再回答。）

　　生答：不同啤酒瓶發(fā)聲的高、低不同。

　�。ㄍ�上法，輕敲啤酒瓶發(fā)聲。）

　　師問：這次啤酒瓶發(fā)出的聲音與上次的有什么不同？

　　生答：比上次的聲音小。

　　師：聲音是豐富多彩的，不同的聲音有高低之分，有大小之別，還有不同的特色。人們用音調(diào)、響度和音色來分別描述聲音的這些不同性質(zhì)。這節(jié)課，我們一起來研究聲音的這些性質(zhì)。

　　板書： 三、聲音的特性

　　二、教授：

　　師問：聲音是由于發(fā)聲體的振動而產(chǎn)生，聲音的性質(zhì)特點應與發(fā)聲體的振動情況有關。那么，音調(diào)的高低是與發(fā)聲體振動的什么因素有關呢？

　�。ㄒ龑�學生根據(jù)已有的經(jīng)驗：所聽到的聲音的高低、所看到的發(fā)聲體的振動情況，作出猜想，并給一定的時間討論）

　　生甲答：音調(diào)的高低可能與發(fā)聲體振動的快慢有關。因為小提琴發(fā)出高音的弦振動得比較快。

　　生乙答：唱歌發(fā)高音時，聲帶振動也比較快。所以音調(diào)的高低應該與發(fā)聲體振動的快慢有關。

　　……

　�。▽W生的猜想可能是多種多樣，甚至有錯誤的，但沒關系，學生可以通過實驗驗證自己的猜想，也需要用實驗事實來糾正自己的錯誤。教師就是培養(yǎng)學生敢于提出問題、作出設想，勤于探索實踐的精神。）

　　師：同學們可以利用桌面上提供的一些器材設計實驗，讓物體發(fā)出高低不同的聲音，仔細觀察物體發(fā)聲時的振動情況有什么不同，驗證自己的猜想。然后，說說你的實驗方法和結論，供大家討論交流。

　　生甲答：我們用硬塑料片撥動疏密不同的木梳齒，撥動密齒時，塑料片振動快，發(fā)聲音調(diào)高。

　　生乙答：我們把橡皮筋拉緊后撥動它，發(fā)現(xiàn)橡皮筋被拉得越細時，振動越快，發(fā)聲音調(diào)越高。

　　生丙答：我們按書上的方法，把鋼尺一端緊壓在桌面上，另一端伸出桌邊，撥動鋼尺，發(fā)現(xiàn)鋼尺伸出桌邊較長時，振動較快，發(fā)聲音調(diào)較高。

　�。ń處熀蛯W生對不同的方法和結論共同討論、評判、再驗證，達成共識，得出較科學的結論。）

　　師問：通過以上研究，哪位同學能概括得出的結論？

　　生丁答：音調(diào)的高低取決于發(fā)聲體振動的快慢。物體振動得快，發(fā)聲音調(diào)高，振動得慢，發(fā)聲音調(diào)就低。

　　師：物理學里，用頻率表示物體振動的快慢。發(fā)聲體振動快的，頻率大，音調(diào)高；振動慢的，頻率小，音調(diào)低。所以，頻率的大小決定音調(diào)的高低。

　　師問：我們知道蝴蝶飛去飛來，靠的是翅膀的振動，蚊子也是，但我們聽得到蚊子的嗡嗡聲，卻聽不見蝴蝶的聲音，你知道這是為什么嗎？

　�。ㄉ酝！⒆寣W生猜測、交流，更多的學生會不知其解。）

　　師：我給大家提供一組數(shù)據(jù)：蝴蝶翅膀每秒振動5-6次，蚊子翅膀每秒振動500-600次。為解答這一問題，同學們還需要了解：什么叫頻率？它的單位是什么？人的聽覺頻率范圍有多大？請閱讀課本第20頁的內(nèi)容，看誰能盡快完整地回答。

　�。▽W生閱讀并交流。）

　　生答：因為人耳的聽覺范圍是20HZ-20000HZ，蝴蝶翅膀每秒振動5-6次，頻率低于人的聽覺范圍，所以人聽不到蝴蝶翅膀振動發(fā)聲。而蚊子翅膀每秒振動500-600次，振動頻率在人的聽覺范圍內(nèi)，人能聽到蚊子翅膀振動發(fā)出的聲音。

　　師：回答的很好，我們向他表示祝賀。

　　師問：同學們通過閱讀課文第20頁還了解到什么？

　　生甲：頻率低于20HZ的聲音叫次聲波，頻率高于20000HZ的聲音叫超聲波。

　　生乙：動物的發(fā)聲頻率范圍不同。如貓和狗發(fā)聲頻率較低，在人的聽覺范圍內(nèi)，人能聽見；而蝙蝠和海豚的發(fā)聲頻率很高，可以發(fā)出人聽不到的超聲波。

　　生丙：動物的聽覺頻率范圍也不同，有的對低頻聲波反應靈敏，有的對高頻聲波反應靈敏。大象就是對低頻聲波反應靈敏，使用次聲波交流的。

　　師：很好。次聲波和超聲波有哪些應用，你了解嗎？

　　生甲答：人們可以通過探測地震、臺風、火山爆發(fā)等自然災害發(fā)生前輻射出的次聲波，來預測、預報它發(fā)生，以減少災害帶來的損失。

　　生乙答：醫(yī)學上可以利用超聲波進行診斷和治療。如B超檢測、超聲碎石等。

　　（學生積極舉手，發(fā)言踴躍。）

　　師：超聲波和次聲波在醫(yī)療技術、工業(yè)生產(chǎn)以及各種探測等諸方面都有著廣泛的應用，同學們課后可以進一步收集資料并撰寫小論文發(fā)表、交流。

　　師問：在研究音調(diào)的高低與什么因素有關的探究實驗中，你是否在不經(jīng)意中也發(fā)現(xiàn)了一些現(xiàn)象和事實，能說明聲音的大小——響度與什么因素有關？

　　生甲答：我們撥動橡皮筋發(fā)聲時，發(fā)現(xiàn)撥動的幅度越大，橡皮筋發(fā)聲的響度越大。說明響度大小應該與發(fā)聲體振動的幅度有關。

　　生乙答：我們把鋼尺一端緊壓在桌面上，另一端伸出桌邊一定長度，用不同的力撥動鋼尺，發(fā)現(xiàn)鋼尺振動幅度較大時，發(fā)聲的響度較大。

　　師：同學們的確是實驗認真，觀察仔細，有科學方法和科學精神。請同學們再觀察一個實驗：將發(fā)聲的音叉接觸懸吊著的乒乓球，比較輕敲和重敲音叉兩種情況下，音叉發(fā)聲的響度和乒乓球被彈開的距離。你觀察到什么現(xiàn)象？

　　（教師演示實驗。實驗條件許可，也可讓學生分組實驗探究。）

　　生答：重敲時，音叉發(fā)聲響度大，乒乓球被彈開的距離大，表明音叉振動的幅度大。

　　師問：分析以上各實驗現(xiàn)象，你可以得出什么結論呢？

　　生答：上述各實驗說明：發(fā)聲體振動的幅度越大，響度越大。

　　師：物理學中，我們把物體振動的幅度叫振幅�？梢�，發(fā)聲體的振幅越大，響度越大。

　　師：同學們，我們來做個游戲。我請幾位同學分別用不同的樂器都演奏C調(diào)的“1”和“3”，其他同學閉上眼睛，只用耳朵聽，看能否辨別出是什么樂器發(fā)出的聲音，好嗎？

　�。ㄊ孪日垘孜煌瑢W準備好口琴、小提琴、笛子、薩克斯管等，有三、四樣最好。學生幾乎都能靠聽聲音，辨別出各種樂器。）

　　師問：（非常驚奇地）你們怎么辨別得如此準確？是怎么辨別的？

　　生答：不同物體發(fā)聲有不同的特色，只要你曾經(jīng)聽過這些物體發(fā)出的聲音，知道它的聲音特色，再次聽到時就能辨別出來。

　　師：對，說得好。由于不同發(fā)聲體的材料、結構不同，發(fā)出的聲音有不同的特色，也就是聲音的音色不同。人們通過聽聲音來辨別不同的發(fā)聲體，就是靠音色來辨別的。

　　師問：哪位同學能舉出人們憑音色來辨別不同發(fā)聲體的事例？

　　生甲答：鐵路工人檢查火車機械部件是否有裂縫，總是用鐵錘敲幾下，就是靠聽機械部件發(fā)聲的音色來辨別的。

　　生乙答：同班同學，我們未見其人，只聞其聲，就能辯知是誰，也是靠辨別聲音的音色。

　　師：以上事實告訴我們，音色取決于發(fā)聲體本身，是除了音調(diào)、響度外，聲音的又一重要特性。

　　師：為了讓同學們對聲音的三個特性：音調(diào)、響度和音色，有更形象、深刻的理解和認識，我們把不同的聲音信號輸入到示波器上，可以觀察到不同聲音的波形不同，請同學們注意觀察比較波形的特征。

　�。ń處熛群筝斎胍粽{(diào)不同的音叉聲音信號、響度不同的音叉聲音信號、不同樂器用相同的音量都發(fā)C調(diào)的“1”的聲音信號，讓學生觀察示波器的波形。由于第一次使用示波器，需要教師簡單說明和引導。）

　　生甲答：音叉發(fā)聲的音調(diào)不同時，波形的疏密不同，音調(diào)高的，波形密。

　　生乙答：音叉發(fā)聲的響度不同時，波形的幅度不同，響度大的，波形幅度大。

　　生丙答：不同樂器用相同的音量都發(fā)C調(diào)的“1”音時，聲音的響度和音調(diào)都基本相同，觀察到各組波形的幅度和疏密就基本相同，但由于發(fā)聲體不同，發(fā)聲的音色不同，觀察到波形上附加的小振動不同。

　　師：也就是說，聲音的響度大小，可以比較波形的幅度；聲音的音調(diào)高低，可以比較波形的疏密；聲音的音色特征，可以看波形的附加小振動。

　�。�可讓同學看課本第22頁的波形圖。）

　　師問：有誰想看看自己聲音信號的波形特征？

　�。▽W生舉手踴躍，爭著觀察自己的聲音信號波形。）

　　師：請兩位同學（男女各一）上講臺，用話筒說“我喜歡物理！”。

　�。▽W生觀察波形特征。）

　　三、小結鞏固：

　　師問：同學們學習物理真的有趣有用，對嗎？這節(jié)課學習至此，你有什么收獲呢？

　　生甲答：我懂得了聲音有音調(diào)、響度和音色三大特性。

　　生乙答：我還知道音調(diào)與發(fā)聲體的振動頻率有關，響度與發(fā)聲體的振幅有關，音色取決于發(fā)聲體本身。

　　生丙答：我學會了靠音色來辨別不同的發(fā)聲體。

　　生丁答：我覺得發(fā)現(xiàn)問題，進行探究實驗，是學習物理知識的一種科學、有效、有趣的方法。

　　師：請同學們解答下面幾個問題，檢查自己是否掌握了本節(jié)主要內(nèi)容。

　�。▽W生集體解答鞏固練習，教師及時反饋評價。）

　　師：同學們的收獲真不小！同學們，樂音是美妙的，生活是美好的，我們請備有樂器的同學為大家同奏一曲《歡樂頌》。

　�。ㄈ�班同學熱烈鼓掌，在歡樂、優(yōu)美的音樂中結束新課。）

　　四、布置作業(yè)：

　　1、閱讀科學世界《樂音和樂器》。

　　2、做課本第23頁“想想議議”。

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