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八年級物理上冊《聲音的特性》教學設計
教學內容
了解聲音的三個特性及其相互關系。
u 課型：新授課
u 課時：1課時
教學目標
u 知識與技能
1.知道音調、響度和音色是聲音的三個特征。
2.常識性了解音調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聲體的遠近有關。
3.知道不同物體發出的聲音的音色不同。
u 過程與方法
通過做“音調與頻率有關的實驗”和“響度與振幅有關的實驗”，進一步了解學習物理學研究問題的方法。
u 情感、態度、價值觀
體會現實世界物體的發聲是豐富多彩的，更加熱愛世界，熱愛科學。
教學重、難點解析
u 重點
聲音的三個特性。
u 難點
音調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聲體的遠近有關。音調、響度和單色三者的區別。
教學準備
師：收錄機、樂器（電子琴、小鼓等）、鋼尺、發音齒輪、音叉、示波器、乒乓球、收音機及喇叭
生：自帶器具（如梳子、塑料硬片、鋼尺、塑料尺等）、音叉
教學步驟
一、引入新課：（創造學習氛圍，使學生產生強烈的探究愿望） （約 4 分鐘）
教師活動
學生活動
1．用收錄機播放一曲交響曲。（如《命運》交響曲）
2．講述：同學們剛才欣賞到的震撼人心的樂曲，表達了人們與命運抗爭，在逆境中奮進的精神。有的地方音調低沉，有的地方單調高昂；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？學了這節課后，同學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，受到強烈的音樂感染。
2．聽講，產生探究聲音奧妙的迫切愿望。
二、音調：（讓學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）演奏音調高低不同的音符。
講述：剛才同學們聽到的音符，有的音高，有的音低，我們也知道，按動鋼琴的琴鍵，從左到右，音調逐漸增高。我們把聲音的高低叫做音調。 板書音調的定義。
2．探究：
(1)提出問題：問學們不僅知道了音調有高低，還能分辨高低音，那么音調為什么有高低呢？它的高低又是由什么決定的呢？
(2)設計實驗和進行實驗（隨堂學生實驗）:同學用自己手邊的器具，能想辦法發出音調不同的聲音嗎？
大家能拿出既發出音調不同的聲音，又便于觀察的方案嗎？
引導有些小組進行教材中的方案（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聲的音調。引導學生分析：鋼尺振動的越快，發出的音調越高；鋼尺振動的越慢，發出的音調越低。
3.演示：先介紹發聲齒輪，請一位學生上臺觀察在同一軸上的幾個發聲齒輪的齒數，并告訴全體同學，每個齒輪的齒數不同。
！！轉動齒輪，用塑料硬片接觸齒輪的齒，使塑料硬片振動發聲。讓學生注意觀察，硬片接觸不同齒數的齒輪時，發出的聲音的高低有何不同，哪個高？哪個低？
引導學生分析：塑料硬片接觸齒數多的齒輪時，振動快，發出的音調高；接觸齒數少的齒輪時，硬片振動慢，發出的音調低。
4．講述：可見發聲體振動的快慢是一個很重要的物理量，它決定著音調的高低。“物理學中用每秒內振動的次數——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”。板書結論。
由演示得出：音調由發聲體振動的頻率決定，頻率越大，音調越高，頻率越小，音調越低。
5.提問：昆蟲飛行時翅膀都要振動，當蝴蝶和蜜蜂從我們背后飛過時，為什么我們憑聽覺能發現飛行的蜜蜂而不能發現飛行的蝴蝶？
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、狗就已經警覺地聽到了?
教師簡要介紹一些動物的聽覺頻率范圍、發聲頻率范圍與人的差異。并擴展介紹超聲、次聲現象及其廣泛的應用，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。再將男女同學的聲音信號輸入，比較波形。
1．學生聽音而且指出音的高低。（學生音樂課具備這樣的常識）
獲得對音調高低的感性認識后，了解音調的定義。
2． 探究
（1）思考，進行猜想。（教師應鼓勵學生大膽猜想，根據平時自己對聲現象的觀察，發表對這個問題的看法。不管學生的看法如何，教師都應該表揚、鼓勵，倡導大家勇于發表自己的見解，而不是人云亦云。）
（2）學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。
學生篩選出方案。
按照自己設計的方案進行實驗，注意聽聲、觀察。
（3）比較、分析，認識到音調高低與物體振動快慢有關。
3．學生觀察器材、弄清原理，認真聽聲、作出比較。
分析、比較，再次認識到音調高低與物體振動快慢有關，為后面的歸納打下基礎。
4．聽講，這里是學習物理學第一個引入了物理量，認識到引入物理量總是為了表達一定的意義，認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。學習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。
學生可自由舉手發言，然后教師小結學生發言，并作明確解答，擴展知識，活躍思維。
學生也可以舉一些自己了解的超聲、次聲現象及其應用。
6．觀察。獲得“單調與振動頻率有關”的感性認識。
三、響度：（繼續探究活動，鍛煉學生大膽嘗試、大膽實驗的精神）（約 12 分鐘）
教師活動
學生活動
1．演示：用一面小鼓或音叉，輕敲和重敲讓其發出聲音。問：同學們聽出聲音有何不同？
講述：物理學中，聲音的強弱叫做響度。
板書響度的定義。
2．探究：
(1).提出問題：響度與什么因素有關？
(2).設計實驗和進行實驗
如P21圖1.3-4所示，將系在細繩上的乒乓球輕觸正在發聲的音叉，觀察乒乓球彈開的幅度。使音叉發出不同響度的聲音，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。引導學生分析：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：關于響度跟振動的振幅的關系，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，可請后面的同學上講臺來自己做，做后大聲地告訴全班同學。
4．引導學生歸納總結并板書結論。
5．演示、補充：拿出鬧鐘讓同學們聽。前排同學可以清晰地聽見鬧鐘滴答的聲音，后面幾排的同學幾乎聽不見。表明：響度還跟離發聲體的遠近有關。
1．觀察、聽音，然后回答：聲音的強弱不同（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。提倡學生采用不同的實驗方案。
學生按照自己的實驗方案進行實驗。
（3）比較、歸納。認識到響度與振幅的關系。
3．觀察演示實驗或上講臺進行實驗。對實驗方案有創新的同學給予很好的評價。
4．了解振幅的意義和定義。
在實驗基礎上，在老師引導下歸納出結論：物理學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。物體的振動幅度越大，產生聲音的響度越大。
5．觀察、了解。
四、音色：（通過體驗和事例，認識音色這個特征） （約 5 分鐘）
教師活動
學生活動
1．演示：用不同樂器（如電子琴、吉它、音叉等等）發出同一音調的聲音。大家閉上眼睛能辨別出來嗎？
找四個同學在后面分別念一首詩，能指出是哪一個同學嗎？
講述：除以上音調、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出相同音調的聲音，例如都發C調的1（dou），比較各波形有什么不同。
1．聽聲音、參與活動。
聽講。甚至有些同學的思維得到擴散，“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”獲得感性認識。
五、簡單小結（鞏固本節的知識點） （大約 2 分鐘）
教師活動
學生活動
引導學生小結：本課學習了樂音的三個特征，即音調、響度和音色。恰當的樂音給人以精神上的調節，藝術上的享受，激勵人們奮發向上。通過本課學習，希望同學們知道：
1．什么是音調?音調是由什么因素決定?
2．什么是響度?響度跟哪些因素有關?
3．人們能分辨不同物體發出的聲音是根據樂音的哪一個特征?
回顧本節內容，回答。
六、課堂練習：通過多種形式的練習，加深對聲音特性的理解，鞏固基本知識和技能。（約6分鐘）
練習設計
教師活動
學生活動
出示題目，引導學生思考、分析。
1．雷雨季節，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．馬戲團的訓狗員，在舞臺上用一種特殊的信號訓狗，觀眾完全沒有察覺，狗卻準確的聽從信號做各種動作。試說一說這其中的奧妙？
1．根據對雷聲的體驗回答問題。
答案：C
2．根據對生活的觀察和教學中對音調、響度和音色區別的認識，得出答案。
答案：響度，音調，音色。
3．經過小組討論，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的信號。
七、課后延伸練習
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，所以我們聽不到蝴蝶翅膀振動發出的聲音，卻聽到了討厭的蚊子聲。)
板書設計
第三節 聲音的特性
一.音調
1.音調：指聲音的高低，跟物體振動快慢有關。
2.頻率：物體每秒內振動的次數叫頻率。頻率越高，音調越高；頻率越低，音調越低。
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：指聲音的強弱。
2．響度與振幅有關。也與距發聲體的遠近有關。
三.音色
我們能聽聲辯物是根據音色不同。
多媒體教學建議
本節內容與實際的聯系非常緊密，教學中，可以利用多種媒體（如錄音機、VCD、計算機多媒體課件等）展示音樂的魅力，引入課題，激發學生探究的興趣；通過多媒體播放豐富的超聲和次聲應用的資料片，拓展學生的知識。
能力提高設計
一位女高音正在輕聲為一名放聲歌唱的男低音伴唱，他們誰的音調高？誰的響度大？
（此題的目的是使同學們能正確區分樂音的三要素。“女高音”、“男低音”中的“高”、“低”指音調，因此女高音音調高，男低音音調低。“輕聲”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，橋上的官兵都掉進了水里，淹死了不少。
無獨有偶，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。事后有關方面對橋進行了詳細的檢查，認定橋身相當堅固，也沒發現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？斷橋事故的發生，就是因為隊伍齊步走過橋的時候，相當于對橋加了一個策動力。當它的頻率等于或者接近橋的固有頻率的時候橋就發生共振，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，使撞擊力的頻率遠低于橋的固有頻率，避免鐵橋發生共振。
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