声音与环境

第二章声音与环境一、课标要求1．通过实验探究，初步认识声产生和传播的条件。2．了解乐音的特性。3．了解现代技术中与声有关的应用。4．知道防治噪声的途径。解读：1．关于“声产生和传播的条件”，《标准》既有过程性要求，即要求通过学生自己的“实验探究”来学习；又有终结性的要求，即“认识声产生和传播的条件”。因此要多设计声音产生和传播的实验，让学生通过实验观察探究声音产生和传播的条件，在探究过程中领悟其中的科学方法。2．关于“乐音的特征”，《标准》要求达到“了解”的层次。除了通过听觉，让学生建立音调、响度和音色的初步概念，还可以让学生在示波器上观察不同声音的波形，对音调、响度和音色有一个直观的认识。3．关于“现代技术中与声有关的应用”和“防治噪声的途径”，《标准》给出的终结性要求是“了解”和“知道”。这两部分内容与生产和生活联系密切，可让学生通过收集生产和生活中的实例，了解声音的应用和噪声的防治途径，认识科学及其相关技术对于社会发展及人类生活的影响。二、本章教材分析1．本章概述本章主要学习声的产生和传播条件，乐音的三个主要特征：音调、响度和音色，探究影响音调、响度的因素，了解声音在生活和技术中的应用，以及减弱噪声的方法、途径。本章主要介绍声音的基本知识，这些知识在生活和生产中有着广泛的应用。尽管本章涉及的现象大多是学生所熟悉的，但是学生又很少深入地思考和探讨过。因此，把本章作为初中物理的开端，可以使学生感到身边处处有物理，物理并不深奥，物理亲切、有趣、有理，有利于激发学生学习物理的强烈欲望；同时在学习本章知识的过程中，要用到研究物理问题的基本方法：观察实验、科学探究等，使学生从一开始学习物理，就可以得到良好的学习习惯的训练和科学素养的培养。教材是按照认知事物的一般规律编排的，其编写顺序是：“我们怎样听到声音”－“我们怎样区别声音”－“声音的应用”。本章第一节“追根求源”，首先让学生探究声音是怎样产生的，接着探究声音如何传播。这些内容既是学习声学的基础；同时一些实验技巧和方法，又对接下来探究“影响音调和响度的因素”有很好的启发和铺垫作用。“我们怎样区分声音”两节课，从造成声音千差万别的原因出发，让学生认识乐音的特征，并通过“探究影响音调和响度的因素”的实验过程，让学生初步学习控制变量的思想方法。本章最后一节“让声音为人类服务”，则是对前面所学声音知识的拓展和延伸，一方面，通过介绍声现象的有关知识在音乐、建筑方面的应用，以及人们利用超声与次声的成果，让学生了解声音可以为人类服务；另一方面，介绍了噪声的危害及减弱噪声的途径，从而引导学生关注生产和技术中的物理，渗透“事物具有两面性”的辨证思想。本章教学重点：声音的产生、传播和乐音的特征（音调、响度和音色），是声学的基础知识；探究声音的产生、传播和影响音调、响度的因素，能够培养学生科学探究的能力，激发学生的学习兴趣。所以“声音是怎样产生的”、“声音的传播需要介质”、“声音的高低”、“声音的强弱”，及其科学探究的过程，是本章教学的重点。本章教学难点：探究影响声音高低的因素、探究响度跟哪些因素有关，涉及到科学探究的方法以及控制变量的思想，对初学物理的学生来说比较困难，是本章教学的难点。2．编写特点本章教材在编写上有以下特点：⑴体现“从生活走向物理，从物理走向社会”的课程理念。全章紧密联系生产生活实际，由浅入深，逐步探究，符合学生的认知规律，有利于培养学生的“问题”意识，激发探究兴趣。如2.1节，由物理学家帕斯卡在小时候“敲打盘子发出声音，用手按住盘子后声音没有了”这一事实，提出问题“你知道其中的奥秘吗？”，引发探究。又如2.2节，从“我们周围的声音千差万别”这一事实入手，自然地提出了学生关心的问题“声音为什么会有这些差别？我们应该怎样区分它们呢？”引发学生进一步探究“影响声音高低和响度的因素”。2.4节又从物理走向社会，通过介绍声音的利用和噪声的危害，让学生了解科学技术对社会发展的正面和负面影响，认识事物的两面性，培养学生可持续发展的意识和将科学知识服务于人类的使命感和责任感。⑵突出体现物理的学科特点，注重科学探究，全章以探究活动为主线，让学生在一个个“活动”中获得感性体验，然后再上升到理性认识。使学生在经历和体验的过程中，不仅学到知识，还初步学到研究问题的方法。本章4节课中有实验探究2个（探究影响声音高低的因素、探究影响声音响度的因素），这两个探究让学生初步熟悉实验探究的主要方法以及控制变量的思想。除实验探究外，本章还安排了课内其他活动4个，课外活动3个，给学生提供了较多的活动机会。⑶课文中的插图形象、直观，代替了以往冗长的文字叙述，给学生想象的空间，能够启迪思维，激发兴趣，突破难点，有利于渗透情感、态度、价值观的教育。例如每节课“活动”中的很多插图，不但能够生动地创设探究问题的情境，展示实验活动的主要装置，而且蕴含着观察、实验、探究问题的方法和关键，例如图2-1、2-2、2-3、2-6、2-7、2-8、2-17、2-20、2-26等。还有些插图，如图2-4、2-5、2-18、2-27、2-30等，能够把抽象、难懂的“波”及有关特征，具体、直观地描述出来，有利于学生对于“声波”的认识。另外一些插图，如图2-9、2-12、2-16、2-33、2-38、2-42等，能够激发、培养学生热爱大自然的情感，以及崇尚科学、关注现代科技发展的良好素养，养成关心生产、生活以及自然中的物理现象的习惯。3．课时安排本章共4节，建议全章教学用5课时，其中新课每节1课时，复习总结用1课时。三、各节教材说明与教学建议2.1我们怎样听见声音1．教学目标：◆知识与技能⑴知道声音是由物体振动产生的。⑵知道声音是以波的形式向外传播，知道声音的传播需要介质，不同介质传播声音的快慢不同。⑶了解声波进入人耳后引起听觉的过程。◆过程与方法⑷通过观察和实验，探究声音的产生及传播的条件，领悟其中的研究方法——转换法。⑸通过观察耳的结构图，并结合生活经验，了解人耳是如何听到声音的。◆情感态度与价值观⑹通过探究声音的产生及传播的条件，感受实验的严谨性及合作交流的重要性，养成乐于探索自然和日常生活中的物理道理的习惯。⑺理解保护耳朵的重要性，培养关心帮助聋哑人的爱心。2．教材说明本节主要研究声音的产生及传播，探究声音的传播需要介质，认识声音传播的快慢，了解人耳听到声音的全过程。人们的生活离不开声音，声现象在生活中随处可见，具有重要的实际意义。在生活中，学生对声音的产生、传播及人耳听到声音的过程，感到比较模糊，通过本节课的学习，可以把学生的感性经验上升为理性认识。另外，从本章的知识体系来看，声音的产生与传播是本章的基础，学好本节内容能够较好的理解下一节的内容——“我们怎样区分声音”。本节的编写思路：首先通过小故事引起学生的求知欲，即通过帕斯卡敲盘子的实验引起学生的兴趣，进而通过活动1中的AB两个实验，从触觉和视觉上发现振动发声，并知道什么是声源。然后通过音叉振动引起声波的图示，使学生从理性上对声波有所认识；同时利用示波器把声波直观地显示出来，加深学生对于波的特征的感性认识。在学习了声音的产生和声波之后，又进一步通过活动2中的三个小实验，使学生知道声音可以在气体、液体和固体中传播，声音的传播需要介质，真空不能传声。同时，知道声音在不同介质中、不同温度时传播的快慢不同。接着，结合初一生物课中所学的耳朵结构的内容，认识人耳听到声音的过程，使物理与生活及其它学科联系起来。总之，新教材与旧教材相比，有着很大的改进，新教材更加贴近学生，更符合学生的认识规律。让学生通过与生活现象密切相关的一系列“探究”活动，一步一步地认知声音的产生、传播及人耳听到声音的过程，使学生学起来感到更轻松、更有趣、更积极主动。本节教学重点：声音产生的原因及传播条件是研究声现象的基础，所以是本节的重点。本节教学难点：声音以波的形式传播，由于难以真实直观的显现出来，比较抽象，只能根据一些图示及类似情况加以分析，学生不易理解，所以是本节的难点。3．教学建议声音是怎样产生的关于声音的产生，可以用教材上“帕斯卡敲盘子”的故事引入；为了活跃课堂气氛，也可以让学生齐唱歌曲《黄河大合唱》，除进行情感教育外，还可以通过其中的歌词“风在吼，马在叫，黄河在咆哮”，为理解固体、液体和气体都可以振动发声埋下伏笔。还可以用一个有趣的演示实验引入：把一个扬声器放到纸盒里，纸盒上放两个糊好的纸人，给扬声器通电后，两个纸人就随着扬声器发出的悠扬乐曲翩翩起舞。然后问学生，你知道两个纸人为什么会跳舞吗？要揭开以上现象的奥秘，必须搞清声音是怎样产生的。“活动1”的目的是：让学生观察体会声音产生的条件，认识声音是由物体振动产生的。对于实验A，为了使活动更加丰富多彩，更具有普遍性，可以尽量让学生多选择些器材，如锣、鼓、音叉、喇叭、钢锯条等，通过学生自己动手“制造”各种声音，并激发他们的学习兴趣。对于B实验，所选用的收录机，功率不要过小，实验时可播放一些节奏欢快的音乐，让学生感觉振动更明显一些。实验时，要求学生仔细观察现象，认真思考，并提出问题：发声时米粒（或细砂、纸片等）会跳动、手指会感到振动，这种现象说明了什么？此外，还可以让学生自主创新，做一些开放性的发声小实验：做做:用多种方法发出声音。看看:物体发声与不发声时有何不同。想想:发声时的共同特点。由此引发学生讨论和交流。通过活动和讨论，使学生认识声音的产生的原因：声音是由物体的振动产生的。并引出声源的概念：正在发声的物体叫声源。同时，分析实验中米粒、纸片或乒乓球的作用，让学生认识一个重要的物理方法——“放大法”。为了更好地显示发声体在振动，可以打开电脑中的程序/娱乐/附件/录音机/录音程序，让同学边对着麦克风说话，边观察电脑屏幕上显示的图像，效果很好。声音是怎样传播的有关声音是怎样在空气中传播的这一问题，由于比较抽象，不易理解，可以先通过水滴入平静的水面时产生的水波，使学生对“波”有一定的感性认识，再利用多媒体播放“敲击音叉时空气振动”的动画课件，引出声波的概念。然后，再介绍“回声”。另外，还可以做如下实验：把可乐瓶底去掉，用橡皮膜封闭，让瓶口对着正在燃烧的酒精灯，敲击橡皮膜使其振动，观察酒精灯火焰的变化。从而说明，声音是一种波，不仅能听到，而且可以“看到”。把声音显示出来可以用示波器将声波的波形显示出来，再通过对比敲击音叉的声波和演员唱歌时的波形图（有何不同），加深对声波的认识和了解，同时也为下一节学习“区分声音”做铺垫。声音传播需要介质“活动2”的目的是探究声音的传播需要气体、液体、固体等作为介质，而真空是不能传声的。关于实验A，要让学生经历观察、思考、推理的过程，教学建议如下：⑴猜想针对本实验提出的问题：把罩内空气抽掉还能听到声音吗？可以先让学生猜一猜。一般对这一问题有两种猜测，即“听到”和“听不到”；此时，学生的猜想并不一定是真明白，只是一种预见，但正确与否都没关系，有了猜想就可减少活动的盲目性。⑵进行实验该过程进行时要充分考虑抽气机的性能，玻璃罩的密闭性。另外，该过程具有一定的专业性，所以，可以让老师操作，将抽气机抽气过程多重复几次。让学生去感知：随着罩内空气的减少，声音逐渐减小。⑶得出结论根据实验现象，通过推理可以得出结论：声音不能在没有空气的空间传播。上述实验做起来较为麻烦，没有条件的学校可以用下面的实验替代。把手机放到普通口杯里，用另一手机拨打它，使其响铃，听其铃声大小；把手机放到真空口杯中，响铃后听其声音大小。让学生通过比较、推理得出结论：空气能够传声，真空不能传声。关于实验B，除教材中的实验方法外，还可以用塑料袋把手机包严，放在水中，使手机响铃，学生听到手机发出的铃声，说明液体可以传声。关于实验C，如果不方便在教室里完成，可以让学生做做下面的实验：（1）用力叩牙齿，听到自己的叩牙声很响，而对面的同学却听不到；（2）用棉线架起铁丝，线头两端分别在左右手的食指缠绕两圈，用食指堵严耳朵，铁丝振动时不仅能听到声音，而且声音比较洪亮。以上实验不仅能说明固体可以传声，而且传声效果很好。声音传播有多快本环节可让学生阅读“声音在一些物质中的传播速度”，了解