声音的特性体现学科核心素养的教学设计.docx

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声音的特性体现学科核心素养的教学设计

体现学科核心素养的教学设计

学习内容分析

学习目标描述

1.了解声音的特征：

音调、响度和音色；

2．知道声音的音调与发声体的频率有关；

3．知道声音的响度与发声体的振幅和距离发声体的远近有关；

4．知道不同发声体发出的声音的音色不同。

学习内容分析

提示：

可从学习内容概述、知识点划分及其相互间的关系等角度分析

《声音的特性》这节是第二章声现象重点和难点最集中的一节，而且在这一节里开始学习到探究实验，并渗透控制变量法的科学研究方法，所以在这一节花了大量的时间去学习。

成功在教学案的使用方面，充分发挥教学案的作用。

教学案都提早一天发给学生预习。

然后收上讲学稿进行批改，从中发现学生对知识的把握情况。

其次是注重培养科学的探究方法。

课堂上，先对学生进行引导，向他们介绍探究的思路。

然后在实验过程中花了大量的时间，并且同桌合作，在实验中体会实验的魅力我在上课时主要从三方面入手，一是创设物理情景，通过学生直接感受，让他们体验声音的三个不同特性，二是通过学生实验探究，激发学生主动参与、积极思考，让学生在实验探究中相互启发，深化对知识的理解。

三是通过问题及合理的生活情境，加深学生对声音的特性的理解和对声音在实际生活中的应用。

在鼓励引导学生主动参与的同时，注重培养学生的科学方法与创新思维，充分调动学生的兴趣和求知欲，使每个学生都能感受到获得知识、应用知识的快乐。

学科核心素养分析

提示：

说明本课堂可以落实哪个或哪些学科核心素养

通过实验探究“音调与频率的关系”、“响度与振幅的关系”，进一步了解和学习研究物理学问题的方法；学习从物理现象和实验中归纳物理规律，尝试应用物理知识和规律解释生活中物理现象和问题。

体会自然界丰富多彩的声现象，培养学生热爱世界、热爱科学的品质；乐于探索自然现象和身边的物理道理，乐于参与观察、实验、探究活动。

教学重点

掌握声音的音调、响度、音色三种特性及其影响因素

教学难点

1.正确区分音调和响度。

2.探究决定音

调、响度的因素。

学生学情分析

在前面的学习中，学生初步掌握了声音由物体振动而产生，并以波的形式传播，能说出15℃空气中声速的大小，并能使用这些知识解释诸如“先看到闪电才听到雷声”等相关生活现象。

然而此时学生尚没有机会了解声音本身具有哪些性质，对声音更多地停留在基于生活经验的认识层面上。

为此，本节课的教学中，将借助贴合学生生活的实验，引导学生以科学的方法重新审视声音，意识到自身认识的缺失，产生学习新知识的兴趣，并顺利的掌握声音的特性，达成本节课的教学目标。

教学策略设计

教学环节

教学目标

活动设计

信息技术运用说明

一、情景引入

师：

振动会发声，为什么我们听不见蝴蝶翅膀振动发出的声音，却能听到讨厌的蚊子声？

为什么用力重重敲鼓比轻敲发出的声音大？

模仿明星唱歌，模仿的声音再像，能完全一样吗？

二、新课教学

探究点一：

音调

教师演示：

硬纸片在梳子上划过，一次快，一次慢。

学生观察并思考：

（1）听到两次声音的感觉有什么不同？

（2）两次梳齿振动的快慢有什么不同？

1.音调：

声音的高低叫音调。

师:

通常女生比男生的音调高。

女高音、男中音就是指音调的高低。

【提出问题】是什么因素决定音调的高低？

2.频率：

（1）物理意义：

频率是描述物体的振动快慢的物理量。

（2）定义：

每秒内振动的次数叫频率。

（3）单位：

赫兹（Hz）。

1000Hz：

物体在1s内振动了1000次。

（4）音调和频率的关系：

音调由发声体振动的频率决定，频率越大，音调越高，频率越小，音调越低。

4.超声波和次声波

人能感受的声音频率有一定的范围。

大多数人能够听到的频率范围从20Hz到20000Hz。

（1）超声波——频率高于20000Hz的声，超过人类听觉的上限；

（2）次声波——频率低于20Hz的声，低于人类听觉的下限。

注意：

①声音不同于声，振动一定发声，但却不一定是人能够听见的声音；

②人最敏感的听觉频率是3000赫兹。

探究点二：

响度

声音有音调的不同，也有强弱的不同。

1.响度：

物理学中把声音的强弱叫响度。

也就是声音的大小。

问题：

影响声音大小的因素是什么?

请一位同学用大小不同的力敲击鼓面，观察鼓面上的碎纸屑弹起的高度。

1.振幅：

发声体偏离原来位置的最大距离。

2.发声体的振幅越大，产生的声音响度越大。

3.波形图：

响度跟发声体振动的幅度有关，物体振动的幅度越大，产生声音的响度越大。

问：

响度还与其它因素有关吗？

（学生思考、猜测。

）

拿出手机听，离的近可以清楚地听见手机的声音,离得远几乎听不见。

表明：

响度还跟离发声体的远近有关。

4.响度还跟距声源的远近有关.距离越远，声音越分散.减小声音的发散,可增大响度.

音调和响度是声音的两个不同的特征。

响度大的声音，音调不一定高；音调高的声音，响度也不一定大。

探究三、音色

频率的高低决定声音的音调，但是不同的物体发出的声音，即便音调相同，我们还是能够分辨它们。

这表明在声音的特征中还有一个因素是十分重要的，它就是音色。

1.音色：

不同的物体发出的声音具有不同的特色叫音色。

总结：

我们之所以能听出熟悉的人，熟悉的乐器的声音，是因为不同的人，不同的乐器发出的声音音色不同。

2.音色与发生体的材料,结构有关。

了解声音的特征：

音调、响度和音色

知道声音的音调与发声体的频率有关

知道声音的响度与发声体的振幅和距离发声体的远近有关

知道不同发声体发出的声音的音色不同

从身边的现象入手，思考

要知道这些问题的答案，就需要研究声音的特性。

【观察思考】两次声音有什么不同？

生：

快速划过时，发出的声音尖细；慢速划过时，发出的声音低沉

快速拨梳齿，梳齿振动快，慢速拨梳齿，梳齿振动慢。

【演示实验】：

探究音调和频率的关系

（1）探究目的：

钢尺振动发声的音调和什么因素有关。

（2）控制变量法：

控制钢尺的振动幅度不变，只改变钢尺伸出的越短

猜想和假设：

可能和振动的快慢有关

（3）设计实验：

如图所示，将一把钢尺按紧在桌面上，一端伸出桌边。

拨动钢尺，听它振动发出的声音，同时注意钢尺振动的快慢。

改变钢尺伸出桌边的长度，使钢尺两次振动的幅度大致相同，再次拨动。

（4）实验步骤：

①把钢尺紧压在桌上，使钢尺的

伸出桌面外，用手向下压伸出的钢尺使其振动，观察钢尺振动的快慢并听钢尺发声的高低，记录在表格中；

②再分别把钢尺的

、

伸出桌面外，仍用同样大小的力向下压伸出的钢尺使其振动，观察钢尺振动的快慢并听钢尺发声的高低，记录在表格中；

③整理实验器材，分析表格，记录总结结论。

探究音调的高低和振动快慢的现象记录表：

振动钢尺长度

振动快慢

声音高低

钢尺长度的

快

高

钢尺长度的

较快

较高

钢尺长度的

慢

低

（5）实验结论：

音调跟发声体振动的快慢有关：

钢尺伸出的越短，振动越快，音调越高；振动越慢，音调越低。

【演示实验】：

探究影响响度的因素

（1）用细线把乒乓球吊起来，使乒乓球静止在竖直位置，恰好跟音叉的一个叉股接触。

轻敲音叉，观察乒乓球被弹开的幅度。

（2）重敲音叉，使音叉发出响度更大的声音，观察乒乓球被弹开的幅度。

（3）比较音叉发出不同响度的声音时，乒乓球被弹开的幅度有什么不同。

实验结果：

音叉发出声音的响度小，乒乓球被弹开的幅度小，音叉振动的幅度小；音叉发出声音的响度大，乒乓球被弹开的幅度大，音叉振动的幅度大。

根据实验结果知道：

响度跟发声体振动的幅度有关，物体振动的幅度越大，产生声音的响度越大。

决定响度大小的因素——振幅。

找几名同学站在教室后面念一首诗，每人读一句，其他同学不许回头，能否判断出每一句分别是哪一位同学念的。

【科学世界】乐音和乐器

1.乐音：

发声体规则振动

2.乐器：

（1）打击乐器：

力越大，响度越大；

（2）弦乐器：

越细、紧、短，音调越高；

（3）管乐器：

空气柱越短，音调越高。

展示图片

蚊子，蝴蝶

模仿片段

3.用示波器观察不同音调的波形

将音叉发出的声信号输入示波器或计算机中，观察声音的波形。

换一个不同频率的音叉做实验，边听边分析它们的波形有何不同。

观察下面三种不同频率声音的波形，两种不同频率声音的波形有何不同？

生：

通过观察示波器中的波形，我们可以清楚地看到，高音调的声音频率高，波形密集；低音调的声音频率低，波形较稀疏。

问题1：

你知道为什么听不到蝴蝶飞过时翅膀振动发出的声音了吗？

答：

蝴蝶的翅膀一秒钟振动不超过10次，蚊子的翅膀一秒钟振动500~600次，由于蝴蝶的翅膀振动的频率低于人耳能够听到的频率范围，当然人耳听不到蝴蝶翅膀振动发出的声音。

而蚊子翅膀的振动频率在人耳的听频范围内，人耳就能听到蚊子翅膀振动发出的声音。

问题2：

为什么有些声音在人们毫无察觉时,猫、狗就已经警觉地听到了?

发生地震、海啸、台风、核爆炸时都会伴有次声波。

有些动物能发出次声波，如大象等，有些动物能接收到次声波，如狗等。

【想想议议】蚊子的叫声与黄牛的叫声相比，哪个音调高？

哪个响度大？

蚊子的叫声音调高；黄牛的叫声响度大。

播放录音（分别用小提琴和二胡演奏的《二泉映月》）。

让学生分辨出哪一段是用小提琴演奏的，哪一段是用二胡演奏的。

【演示实验】下面分别是音叉、钢琴与长笛发出的c调的“1”（do）的波形图，用计算机播放这几个声音片段，边听边比较它们的波形有何异同。

观察上面的波形可知，音调相同的不同乐器发出的波形总体上的疏密程度是相同的，即频率相同；但是波的形状不同，即它们的音色不同。

分层作业题

1.（2020北京）古诗《春夜洛阳城闻笛》中有“谁家玉笛暗飞声，散入春风满洛城”，诗人辨别出是玉笛的声音，是依据声音的（）

A.音调B.响度C.音色D.速度

【答案】C

【解析】由于物体的材料和结构不同，物体振动发出声音的音色不同；所以诗人辨别出是玉笛的声音，是依据声音的音色。

故ABD不符合题意；C符合题意。

故选C。

2.（2020福建）下列词语中，形容声音响度小的是（　　）

A.震耳欲聋B.声如洪钟C.轻声细语D.斯声如雷

【答案】C

【解析】A．震耳欲聋指声音的响度大，故A不符合题意；

B．声如洪钟意思是声音很大，说明响度特别大，故B不符合题意；

C．轻声细语是小声说话，是响度小，故C符合题意；

D．斯声如雷指的是声音的响度大，故D不符合题意。

故选C。

3．（2020甘肃天水市）为鼓励抗击新冠肺炎疫情的信心，2020年央视春晚，由6位央视主持人共同表演的情景报告《爱是桥梁》作为春晚临时增加节目，引起人们的强烈关注和高度好评。

下列说法正确的是（　　）

A．表演者发出的声音是由空气振动产生的

B．表演者的声音可以在固体、液体和真空中传播

C．后排观众听到的声音比前排小，是因为他们听到的声音音调低

D．观众能依据音色的不同分辨出是哪位主持人在朗诵

【答案】D

【解析】A．表演者发出的声音是由声带振动产生的。

故A错误；

B．声音可以在固体、液体和气体中传播，但真空不能传声。

故B错误；

C．在振幅一定时，距离发声体越远，听到的响度越小。

故C错误；

D．不同人说话时的音色不同，所以观众能依据音色的不同分辨出是哪位主持人在朗诵。

故D正确。

4.（2020广州市）甲音叉发声时每秒振动256次，乙音又发声时振动频率为512Hz，相比于乙音叉，甲音叉（　　）

A.发声时振幅一定更小

B.发声时振动频率一定更高

C.发出声音的音调一定更低

D.发出声音的响度一定更大

【答案】C

【解析】频率的定义是每秒钟振动的次数是多少，频率的单位是赫兹（Hz）；音调是指声音的高低，音调跟频率有关，频率越大，音调越高；频率越小，音调越低。

由于甲音叉每秒振动256次，即甲音又发声时振动频率为:

所以，相比于乙音叉，甲音叉发出声音的音调一定更低，故C正确。

故选C。

5．（2020河南省）如图所示，将正在发声的音叉插入水中，会看到水花飞溅，这说明声音是由物体______产生的。

频率为256Hz的A音叉和频率为440Hz的B音叉中______（选填“A”或“B”）音叉声音的音调较高。

【答案】

（1）.振动

（2）.B

【解析】[1]正在发声的音叉是否振动，不容易观察，把它放到水里后，能够激起水花，看到水花飞溅，就能够说明声音是由物体的振动产生的。

[2]音调的高低与频率有关，频率越大音调越高，故B音叉声音的音调比A音叉音调高。

6.（2020年湖南省娄底市）音乐会上，演员正在演奏小提琴，小提琴发声时是因为琴弦在　　，演奏过程中，演员不断调整手指在琴弦上的按压位置是为了改变声音的　　。

【答案】振动；音调

【解析】演员在演奏小提琴时，琴弦振动发声；

当不断调整手指在琴弦上的按压位置，琴弦的振动快慢就会不一样，故发出声音的音调就会不同；

附加题

蜜蜂带着花蜜飞的时候，它的翅膀平均振动频率是300 Hz，而不带花蜜飞的时候，翅膀平均振动频率是440 Hz，有经验的养蜂人能辨别出蜜蜂是飞出去采蜜，还是采了蜜飞回蜂房。

你能解释这个现象吗？

某同学用5只粗细相同而高矮不同的瓶子做如下实验，如图甲所示。

用嘴分别对着5只瓶口吹气，发现瓶子越高，发出声音的音调越低。

由此现象，你认为：

（1）嘴对5只瓶口吹气，5只小瓶均发出声音的原因是什么？

（2）5只小瓶产生不同音调的原因是什么？

（3）应用上述实验结论，说明吹笛子时，用手指堵住笛孔（如图乙所示）能产生不同音调的道理。

（4）如图所示，有一长笛，当演奏时抬起不同的手指，就会改变音调，吹奏出美妙的曲子，图中七个小孔中A应为＿＿＿，G应为＿＿＿。

（选填“1，2，3，4，5，6，7”七个音符中的某一个音符）

个人反思

本课是声现象中重要而且较难的一节课，对于“音调”“响度”和“音色”这三个概念的区分一直是初中物理教学的一个难点，实际教学中，我注意让学生在学习物理知识的同时，体会科学的探究方法，加强与实际的联系，符合学生的认知规律和生活经验，避免把概念直接灌输和强加给学生，在本节课教学过程中，通过实验将声音的这三个特性展现给学生，通过演示实验、师生讨论、学生展示、阅读理解、练习巩固等多种教学方法，让学生经历探究过程，体验探究乐趣，从而全方位实现本节课的三维教学目标。

本节课我采用了“预、突、练、巩”的教学流程，这也是我们课题研究形成的初步成果，通过这一节课的实践，我发现存在好处和不足。

好处：

一是采用观看微课预习新知，学生能很快就了解了本节课的基本内容。

二是减少了老师的讲解，加强了学生的学习能力和学习速度。

三是为学生争取到了更多的运用和巩固的时间。

不足：

一是探究的时间有些紧张，探究过程不完整。

二是对重难点的突破显欠缺。

特别是在突破音调和响度的区别时，对学生的反馈举例太少，没有做到重难点的真正突破。

改进措施：

一是调整时间的分配，缩短总结巩固讲解的时间到5min，增加突破重难点的时间到15min。

二是加强学生知识应用的练习，做到重难点的真正突破