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八年級物理上冊《聲音的特性》教學(xué)設(shè)計
教學(xué)內(nèi)容
了解聲音的三個特性及其相互關(guān)系。
u 課型：新授課
u 課時：1課時
教學(xué)目標(biāo)
u 知識與技能
1.知道音調(diào)、響度和音色是聲音的三個特征。
2.常識性了解音調(diào)的高低是由物體振動頻率決定的，響度的大小跟物體振動的振幅和離發(fā)聲體的遠(yuǎn)近有關(guān)。
3.知道不同物體發(fā)出的聲音的音色不同。
u 過程與方法
通過做“音調(diào)與頻率有關(guān)的實驗”和“響度與振幅有關(guān)的實驗”，進(jìn)一步了解學(xué)習(xí)物理學(xué)研究問題的方法。
u 情感、態(tài)度、價值觀
體會現(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(xué)。
教學(xué)重、難點解析
u 重點
聲音的三個特性。
u 難點
音調(diào)的高低是由物體振動頻率決定的，響度的大小跟物體振動的振幅和離發(fā)聲體的遠(yuǎn)近有關(guān)。音調(diào)、響度和單色三者的區(qū)別。
教學(xué)準(zhǔn)備
師：收錄機(jī)、樂器（電子琴、小鼓等）、鋼尺、發(fā)音齒輪、音叉、示波器、乒乓球、收音機(jī)及喇叭
生：自帶器具（如梳子、塑料硬片、鋼尺、塑料尺等）、音叉
教學(xué)步驟
一、引入新課：（創(chuàng)造學(xué)習(xí)氛圍，使學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的探究愿望） （約 4 分鐘）
教師活動
學(xué)生活動
1．用收錄機(jī)播放一曲交響曲。（如《命運(yùn)》交響曲）
2．講述：同學(xué)們剛才欣賞到的震撼人心的樂曲，表達(dá)了人們與命運(yùn)抗?fàn)�，在逆境中奮進(jìn)的精神。有的地方音調(diào)低沉，有的地方單調(diào)高昂；有時聲音大，有時聲音小；有鋼琴和其它樂器組合演奏出了偉大的樂章。為何能奏出如此變化多端的曲子來呢？學(xué)了這節(jié)課后，同學(xué)們將知道其中的奧妙。
教師板書出課題：“聲音的特性”
1．欣賞樂曲，受到強(qiáng)烈的音樂感染。
2．聽講，產(chǎn)生探究聲音奧妙的迫切愿望。
二、音調(diào)：（讓學(xué)生體驗探究的基本過程，但不一定要求面面俱到） （約 16分鐘）
教師活動
學(xué)生活動
1．演示：拿出一個樂器（用簡易的兒童樂器也行，沒有樂器可用實驗室不同的音叉）演奏音調(diào)高低不同的音符。
講述：剛才同學(xué)們聽到的音符，有的音高，有的音低，我們也知道，按動鋼琴的琴鍵，從左到右，音調(diào)逐漸增高。我們把聲音的高低叫做音調(diào)。 板書音調(diào)的定義。
2．探究：
(1)提出問題：問學(xué)們不僅知道了音調(diào)有高低，還能分辨高低音，那么音調(diào)為什么有高低呢？它的高低又是由什么決定的呢？
(2)設(shè)計實驗和進(jìn)行實驗（隨堂學(xué)生實驗）:同學(xué)用自己手邊的器具，能想辦法發(fā)出音調(diào)不同的聲音嗎？
大家能拿出既發(fā)出音調(diào)不同的聲音，又便于觀察的方案嗎？
引導(dǎo)有些小組進(jìn)行教材中的方案（其他方案也行）。如P19圖1.3-1所示，將一把鋼尺緊按在桌面上，一端伸出桌邊。撥動鋼尺，聽它振動的聲音，同時注意鋼尺振動的快慢。改變鋼尺伸出桌邊的長度，再次撥動。注意使鋼尺的振動幅度大致相同。
(3)分析和論證：比較兩種情況下鋼尺的快慢和發(fā)聲的音調(diào)。引導(dǎo)學(xué)生分析：鋼尺振動的越快，發(fā)出的音調(diào)越高；鋼尺振動的越慢，發(fā)出的音調(diào)越低。
3.演示：先介紹發(fā)聲齒輪，請一位學(xué)生上臺觀察在同一軸上的幾個發(fā)聲齒輪的齒數(shù)，并告訴全體同學(xué)，每個齒輪的齒數(shù)不同。
�。∞D(zhuǎn)動齒輪，用塑料硬片接觸齒輪的齒，使塑料硬片振動發(fā)聲。讓學(xué)生注意觀察，硬片接觸不同齒數(shù)的齒輪時，發(fā)出的聲音的高低有何不同，哪個高？哪個低？
引導(dǎo)學(xué)生分析：塑料硬片接觸齒數(shù)多的齒輪時，振動快，發(fā)出的音調(diào)高；接觸齒數(shù)少的齒輪時，硬片振動慢，發(fā)出的音調(diào)低。
4．講述：可見發(fā)聲體振動的快慢是一個很重要的物理量，它決定著音調(diào)的高低�！拔锢韺W(xué)中用每秒內(nèi)振動的次數(shù)——頻率來描述物體振動的快慢，頻率的單位為赫茲，簡稱赫，符號為Hz”。板書結(jié)論。
由演示得出：音調(diào)由發(fā)聲體振動的頻率決定，頻率越大，音調(diào)越高，頻率越小，音調(diào)越低。
5.提問：昆蟲飛行時翅膀都要振動，當(dāng)蝴蝶和蜜蜂從我們背后飛過時，為什么我們憑聽覺能發(fā)現(xiàn)飛行的蜜蜂而不能發(fā)現(xiàn)飛行的蝴蝶？
講述：人能感受的聲音頻率是有一定的范圍的。大多數(shù)人能夠聽到的頻率范圍在20Hz到20000Hz之間。人們把高于20000Hz的聲音叫做超聲波；人們把低于20Hz的聲音叫做次聲波。
提問：為什么有些聲音在人們毫無察覺時，貓、狗就已經(jīng)警覺地聽到了?
教師簡要介紹一些動物的聽覺頻率范圍、發(fā)聲頻率范圍與人的差異。并擴(kuò)展介紹超聲、次聲現(xiàn)象及其廣泛的應(yīng)用，有些情況下也存在危害。
6. 演示：觀察聲波的波形
將音叉發(fā)出的聲音信號輸入到示波器上，觀察不同頻率音叉聲音聲波的波形。再將男女同學(xué)的聲音信號輸入，比較波形。
1．學(xué)生聽音而且指出音的高低。（學(xué)生音樂課具備這樣的常識）
獲得對音調(diào)高低的感性認(rèn)識后，了解音調(diào)的定義。
2． 探究
（1）思考，進(jìn)行猜想。（教師應(yīng)鼓勵學(xué)生大膽猜想，根據(jù)平時自己對聲現(xiàn)象的觀察，發(fā)表對這個問題的看法。不管學(xué)生的看法如何，教師都應(yīng)該表揚(yáng)、鼓勵，倡導(dǎo)大家勇于發(fā)表自己的見解，而不是人云亦云。）
（2）學(xué)生積極地嘗試各種辦法，有的可能用鋼尺、塑料尺撥動，有的可能有長短、大小不同的筆筒吹，有的可能敲動不同的物體、不同的部位。
學(xué)生篩選出方案。
按照自己設(shè)計的方案進(jìn)行實驗，注意聽聲、觀察。
（3）比較、分析，認(rèn)識到音調(diào)高低與物體振動快慢有關(guān)。
3．學(xué)生觀察器材、弄清原理，認(rèn)真聽聲、作出比較。
分析、比較，再次認(rèn)識到音調(diào)高低與物體振動快慢有關(guān)，為后面的歸納打下基礎(chǔ)。
4．聽講，這里是學(xué)習(xí)物理學(xué)第一個引入了物理量，認(rèn)識到引入物理量總是為了表達(dá)一定的意義，認(rèn)識到頻率這個物理量的意義和定義、單位及單位的符號。
歸納。作好記錄。
5．思考、提出自己的看法。學(xué)習(xí)小組間有不同看法也可以爭論。
聽講。了解超聲波和次聲波的概念。
學(xué)生可自由舉手發(fā)言，然后教師小結(jié)學(xué)生發(fā)言，并作明確解答，擴(kuò)展知識，活躍思維。
學(xué)生也可以舉一些自己了解的超聲、次聲現(xiàn)象及其應(yīng)用。
6．觀察。獲得“單調(diào)與振動頻率有關(guān)”的感性認(rèn)識。
三、響度：（繼續(xù)探究活動，鍛煉學(xué)生大膽嘗試、大膽實驗的精神）（約 12 分鐘）
教師活動
學(xué)生活動
1．演示：用一面小鼓或音叉，輕敲和重敲讓其發(fā)出聲音。問：同學(xué)們聽出聲音有何不同？
講述：物理學(xué)中，聲音的強(qiáng)弱叫做響度。
板書響度的定義。
2．探究：
(1).提出問題：響度與什么因素有關(guān)？
(2).設(shè)計實驗和進(jìn)行實驗
如P21圖1.3-4所示，將系在細(xì)繩上的乒乓球輕觸正在發(fā)聲的音叉，觀察乒乓球彈開的幅度。使音叉發(fā)出不同響度的聲音，重做上面的實驗。
(3)分析和論證：比較不同響度的情況下乒乓球彈開的幅度。引導(dǎo)學(xué)生分析：音叉的響度越大，乒乓球彈開的幅度越大；音叉的響度越小，乒乓球彈開的幅度越小。
3．演示：關(guān)于響度跟振動的振幅的關(guān)系，除了以上所述的實驗外，在紙盆喇叭上放置乒乓球，改變音量大小；用敲擊音叉將盛在盤內(nèi)的水濺出等實驗都可以觀察，效果也很好。但在實驗時要注意可見度，如果可見度不佳，可請后面的同學(xué)上講臺來自己做，做后大聲地告訴全班同學(xué)。
4．引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)并板書結(jié)論。
5．演示、補(bǔ)充：拿出鬧鐘讓同學(xué)們聽。前排同學(xué)可以清晰地聽見鬧鐘滴答的聲音，后面幾排的同學(xué)幾乎聽不見。表明：響度還跟離發(fā)聲體的遠(yuǎn)近有關(guān)。
1．觀察、聽音，然后回答：聲音的強(qiáng)弱不同（或聲音的大小不同）
了解響度的定義。
2．探究：
（1）思考。提出猜想。
（2）設(shè)計實驗：除了教材中的實驗方案，有其它實驗方案更好。提倡學(xué)生采用不同的實驗方案。
學(xué)生按照自己的實驗方案進(jìn)行實驗。
（3）比較、歸納。認(rèn)識到響度與振幅的關(guān)系。
3．觀察演示實驗或上講臺進(jìn)行實驗。對實驗方案有創(chuàng)新的同學(xué)給予很好的評價。
4．了解振幅的意義和定義。
在實驗基礎(chǔ)上，在老師引導(dǎo)下歸納出結(jié)論：物理學(xué)中用振幅來描述物體振動的幅度。響度跟物體振動的振幅有關(guān)。物體的振動幅度越大，產(chǎn)生聲音的響度越大。
5．觀察、了解。
四、音色：（通過體驗和事例，認(rèn)識音色這個特征） （約 5 分鐘）
教師活動
學(xué)生活動
1．演示：用不同樂器（如電子琴、吉它、音叉等等）發(fā)出同一音調(diào)的聲音。大家閉上眼睛能辨別出來嗎？
找四個同學(xué)在后面分別念一首詩，能指出是哪一個同學(xué)嗎？
講述：除以上音調(diào)、響度外，音色也是樂音的一個特征。板書出“音色”這個概念。
不同的樂器的音色不同，演奏同一曲子，我們可以聽出差別。不同人說話的音色不同，所以就有了“聞其聲而知其人”。
2.演示：觀察波形
將話筒接在示波器的輸入端，用不同的樂器對話筒發(fā)出相同音調(diào)的聲音，例如都發(fā)C調(diào)的1（dou），比較各波形有什么不同。
1．聽聲音、參與活動。
聽講。甚至有些同學(xué)的思維得到擴(kuò)散，“我們能聽出敲桌子聲和打碎玻璃聲，是因為音色不同嗎？”“在家里，我還能辨出爸爸、媽媽的腳步聲，是因為音色不同嗎？”等等，教師給以肯定。
2. 觀察波形。對“不同樂器音色不同”獲得感性認(rèn)識。
五、簡單小結(jié)（鞏固本節(jié)的知識點） （大約 2 分鐘）
教師活動
學(xué)生活動
引導(dǎo)學(xué)生小結(jié)：本課學(xué)習(xí)了樂音的三個特征，即音調(diào)、響度和音色。恰當(dāng)?shù)臉芬艚o人以精神上的調(diào)節(jié)，藝術(shù)上的享受，激勵人們奮發(fā)向上。通過本課學(xué)習(xí)，希望同學(xué)們知道：
1．什么是音調(diào)?音調(diào)是由什么因素決定?
2．什么是響度?響度跟哪些因素有關(guān)?
3．人們能分辨不同物體發(fā)出的聲音是根據(jù)樂音的哪一個特征?
回顧本節(jié)內(nèi)容，回答。
六、課堂練習(xí)：通過多種形式的練習(xí)，加深對聲音特性的理解，鞏固基本知識和技能。（約6分鐘）
練習(xí)設(shè)計
教師活動
學(xué)生活動
出示題目，引導(dǎo)學(xué)生思考、分析。
1．雷雨季節(jié)，有些小孩害怕雷聲，是因為雷聲的 （ ）
A、頻率很高 B、振幅很大
C、響度很大 D、音調(diào)很高
2．“震耳欲聾”反映了聲音的______很大；“聲音刺耳”反映了聲音的______很高；我們能夠分辨出各種不同樂器的聲音，是因為它們的______不同．
3．馬戲團(tuán)的訓(xùn)狗員，在舞臺上用一種特殊的信號訓(xùn)狗，觀眾完全沒有察覺，狗卻準(zhǔn)確的聽從信號做各種動作。試說一說這其中的奧妙？
1．根據(jù)對雷聲的體驗回答問題。
答案：C
2．根據(jù)對生活的觀察和教學(xué)中對音調(diào)、響度和音色區(qū)別的認(rèn)識，得出答案。
答案：響度，音調(diào)，音色。
3．經(jīng)過小組討論，利用人與動物聽聲的頻率范圍的差異回答。
答案：人對高音和低音的聽覺有一定的限度，大多數(shù)人能夠聽到的聲音的頻率范圍，大約是20次每秒到20000次每秒.狗能聽到的聲音范圍遠(yuǎn)比人耳聽到的范圍大,使從15次每秒到50000次每秒.它能聽到人聽不到的高頻率的聲音，馴狗員用的是超出人的聽覺范圍但在狗聽覺范圍內(nèi)的信號。
七、課后延伸練習(xí)
P21“想想議議”
(由于蝴蝶的翅膀振動頻率低于20Hz，蚊子的翅膀振動頻率在500～600Hz。蝴蝶的翅膀振動頻率低于人的聽覺頻率范圍，而蚊子的翅膀振動頻率在人的聽覺頻率范圍內(nèi)，所以我們聽不到蝴蝶翅膀振動發(fā)出的聲音，卻聽到了討厭的蚊子聲。)
板書設(shè)計
第三節(jié) 聲音的特性
一.音調(diào)
1.音調(diào)：指聲音的高低，跟物體振動快慢有關(guān)。
2.頻率：物體每秒內(nèi)振動的次數(shù)叫頻率。頻率越高，音調(diào)越高；頻率越低，音調(diào)越低。
3.超聲波：高于20000Hz的聲音。
次聲波：低于20Hz的聲音。
二.響度
1．響度：指聲音的強(qiáng)弱。
2．響度與振幅有關(guān)。也與距發(fā)聲體的遠(yuǎn)近有關(guān)。
三.音色
我們能聽聲辯物是根據(jù)音色不同。
多媒體教學(xué)建議
本節(jié)內(nèi)容與實際的聯(lián)系非常緊密，教學(xué)中，可以利用多種媒體（如錄音機(jī)、VCD、計算機(jī)多媒體課件等）展示音樂的魅力，引入課題，激發(fā)學(xué)生探究的興趣；通過多媒體播放豐富的超聲和次聲應(yīng)用的資料片，拓展學(xué)生的知識。
能力提高設(shè)計
一位女高音正在輕聲為一名放聲歌唱的男低音伴唱，他們誰的音調(diào)高？誰的響度大？
（此題的目的是使同學(xué)們能正確區(qū)分樂音的三要素�！芭咭簟�、“男低音”中的“高”、“低”指音調(diào)，因此女高音音調(diào)高，男低音音調(diào)低�！拜p聲”與“放聲歌唱”則表明了聲音響度的大小，女高音響度小，男低音響度大。）
物理小知識
共振在開玩笑
大約在170年以前，拿破侖率領(lǐng)法國軍隊入侵西班牙，有一支部隊從一條鐵鏈懸橋上通過的時候，指揮官起勁地喊著口令：“一、二、三、四！”隨著口令，士兵們邁著整齊的步伐上了橋。懸橋越來越激烈的上下振動著，當(dāng)隊首的人快走近對岸的時候，只聽見嘩啦一聲巨響，懸橋突然斷了，橋上的官兵都掉進(jìn)了水里，淹死了不少。
無獨(dú)有偶，1906年，一支沙俄軍隊在通過彼得堡附近的豐坦卡河大橋的時候，由于齊步走，大橋震斷，也淹死了一些人。事后有關(guān)方面對橋進(jìn)行了詳細(xì)的檢查，認(rèn)定橋身相當(dāng)堅固，也沒發(fā)現(xiàn)有人故意破壞的痕跡，這橋斷人亡的悲劇是怎樣造成的呢？
原來是共振在開玩笑。你知道共振在開什么玩笑嗎？斷橋事故的發(fā)生，就是因為隊伍齊步走過橋的時候，相當(dāng)于對橋加了一個策動力。當(dāng)它的頻率等于或者接近橋的固有頻率的時候橋就發(fā)生共振，振幅迅速增大，把橋震斷。因此，大隊人馬過橋，切忌齊步走，有些國家還做出規(guī)定，軍隊一律不許齊步過橋。
同樣，火車過鐵橋，車輪和鐵軌銜接處的撞擊，也會產(chǎn)生周期性變化的作用力。如果這種作用力的頻率和鐵橋的固有頻率相等或者接近，橋就會發(fā)生共振，這種震動也可能使橋震壞。所以火車通過大鐵橋一定要減速行駛，使撞擊力的頻率遠(yuǎn)低于橋的固有頻率，避免鐵橋發(fā)生共振。
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