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我们怎样区分声音

时间:2011-11-01 22:00来源:《新课程初中物理设计与实录》 作者:黄金瑞 点击:
江西省九江市第六中学  黄金瑞
 
一、课型课时
科学探究型教学;1课时.
 
二、教学目标
1. 知识与技能
(1) 知道响度、音调、音色的概念,能利用乐音的三要素解释生活中的有关现象.
(2) 通过探究,知道影响响度和音调的因素.
(3) 了解一些物体发声的分贝数;了解不同动物发出和接收声波频率的范围.
2. 过程与方法
(1) 通过听声音和观察波形,让学生从听觉和视觉的角度区分声音,对乐音的三要素有比较直观的感受.
(2) 通过一系列实验,探究影响响度和音调的因素,让学生体验探究的过程.
(3) 让学生聆听音乐及亲自敲响、弹拨乐器,体验不同发声体发出声音的品质不同.
3. 情感、态度与价值观
(1) 通过聆听声音、观察声音的波形,使学生对区分不同声音产生浓厚的兴趣,乐于探究、寻找影响响度和音调的因素.
(2) 乐于用所学的声学知识解决实际问题.
 
三、重点难点
1. 重点:能区分不同声音,对乐音的三要素有比较直观的感受.
2. 难点:探究影响响度和音调的因素.
 
四、教材分析
本节教材主要是研究人耳是如何通过响度、音调、音色来区分声音,通过实验以及观察波形,对乐音的三要素有比较直观的感受;在这些知识的获得和呈现方式上,跟传统教材有很大的区别.
首先,陈述性的知识,如响度、音调、音色,教材就直接给出定义;而程序性知识,如影响响度和音调的因素,则通过安排一系列的学生探究实验活动,让学生亲身体验探究的过程,找出关系.
其次把示波器引入课堂教学,使学生在聆听声音的同时,观察到不同声音的波形、振幅、频率是不同的,可加深理解和区分声音.
第三,重视所学知识与社会、技术中的实际应用紧密联系,如:一些物体发声的分贝数,不同动物发出和接收声波的频率,“叩诊”“听漏”等.
 
五、教学思路
1. 教学理念
(1) 体现科学探究的思想.
初二学生的心理特点是好动、好玩、好奇,对物理学具有浓厚的兴趣,对任何物理现象都喜欢问个为什么,这正是我们进行科学探究的切入点.通过学生和教师的科学探究活动,使学生体验知识的获得过程.
(2) 体现以人为本的精神.
教学过程要符合学生的实际情况,注重全体学生的发展.
初二学生刚刚接触物理不久,还没有具备严密的逻辑思维能力.因此,在进行科学探究时,应适当降低探究的难度,教师要适当引导,让每一个学生都参与到探究过程中来,充分发挥学生的主观能动性,让每一个学生的能力都得到发展.养成像科学家一样思考的习惯.
(3) 体现现代信息技术与物理教学整合的思想.
利用计算机WINDOWS自带的录音机录制、播放各种声音及波形,把一些抽象的概念,如振幅、频率形象化、直观化,便于学生理解.
2. 设计意图
采用探究式教学模式,配以信息技术与物理教学的整合.通过声音、波形,让学生自己去感受,再由教师适当的引导和启发,指导学生对问题进行探究.整个教学过程,以实验探究为主,辅以教师的指导.突出了学生是学习的主人,让学生在探究的过程中提高能力,学到知识.
3. 教具
大小不同的音叉、装水量不同的矿泉水瓶、自制的单弦琴、多媒体设备、示波器、话筒、喇叭、能形成肥皂膜的金属圈等.
 
六、教学过程
1. 创设情境,引入课题
大自然和生活中有许多美妙的声音,让我们一起跟着计算机屏幕展示的画面走进自然、走进生活,去聆听那里发出的声音.老师利用计算机(或录音机)播放一段音乐动画,其内容有:夏日清晨的鸟语,中午聒噪的蝉鸣,下午几个乡村艺人演奏的悠扬的琴声,傍晚的蛙声,午夜的电闪雷鸣……(课件展示)
师:你听到了什么声音?(让不同的学生进行阐述)
生:听到了鸟语、蝉鸣、蛙声、雷声、雨声、琴声……
师:这些声音有哪些方面不同?
生:学生讨论、交流后可能会提出声音现象有许多方面不同,例如蛙声低,鸟语、蝉鸣声音高;雷声大,雨声小;不同琴声,品质不同等.
师:这些都是声音的各种不同特征,这节课我们就来研究这些问题.
2. 新课教学
(1) 显示声音.
声音不仅可以通过耳朵听来区别,还可以通过仪器来显示出声音的波形进行区别.
敲击音叉或高歌一曲,让声音信号通过话筒再通过示波器的显示屏显示出来(或利用计算机WINDOWS自带的录音机录音、播放功能来录制各种声音,同时计算机屏幕显示声音的波形).
我们可以看到不同的声音,波形不同.
(2) 探究响度跟哪些因素有关.
教师拿出一个音叉,第一次轻敲音叉,第二次重敲音叉.
师:同学们听出这两次音叉发出的声音有什么不同?
教师故意先点最后一排的学生谈感受;教师再点第一排学生谈感受.
教师总结:
师:两次敲击音叉,音叉发出的声音的强弱分别不同.
[板书]物理学中,把人耳感觉到的声音的强弱叫做响度.(课件展示)
师:提出问题:为什么同一音叉,轻敲和重敲时,我们听到声音的响度不同.为什么同样轻敲同一音叉,前、后排同学听到声音的响度不同.
[板书]探究响度跟哪些因素有关.(课件展示)
猜想与假设:
生:(猜想A)可能跟敲击音叉时用力的大小有关.猜想依据:……
教师引导学生修正猜想.
师:敲音叉时,音叉发出了声音,说明音叉在振动;用大小不同的力敲音叉,使音叉振动的幅度不同.
师:为帮助同学们理解振动的幅度,我们引入两个同样的单摆.
注意观察两个单摆:小球静止时,在最低位置;将两个单摆的小球向旁边拉开不同的位置,再放手后,小球就来回振动了;不同时刻,小球偏离原来位置的距离不同.
[板书]振动物体偏离原来位置的最大距离叫做振幅.(课件展示)
生:猜想A应当修正为:响度可能跟声源的振幅有关.
师:还有什么猜想.
生:(猜想B)可能跟声源与人耳距离有关.猜想依据:……
师:如何用实验来验证你的猜想是否正确.
设计实验,教师引导.
师:要验证猜想A是否正确,设计的实验必须是能够观察到或感受到声源振幅的大小的明显变化;要验证猜想B是否正确,设计的实验必须是接收声音的设备与声源有不同的距离.
学生讨论后设计出许多实验方案.
[方案1]利用自制的单弦琴进行研究.即在一块木板两头各钉一枚钉子,在两个钉子中间系一根吉他琴弦,弦的两端各用半截铅笔支撑起来,勾住弦的中间,将它向外拉1cm,松手后观察弦的振幅,听声音的响度.不断改变拉开弦的距离,重复上述实验.
[方案2]利用计算机WINDOWS自带的录音机录音、播放功能来录制轻敲和重敲音叉发出的声音及波形(或利用示波器观察波形),通过波形来比较响度与振幅的关系.
[方案3]把录音机开到一定的音量,再把肥皂膜放在离录音机喇叭不同距离处,观察肥皂膜的振幅,研究响度跟人耳距离声源远近的关系.
[方案4]利用喇叭纸盆内小纸片振动情况来比较响度与振幅的关系.
[方案5]用手轻按喉部两侧,先小声“啊”,再大声“啊”,体会响度跟声带振幅的关系.
师:同学们设计的方案都很好,具有可操作性,下面就按方案分组进行实验.
每组进行一个方案的探究,实验过程中注意合作,注意观察和收集证据.实验结束后,每组派一名代表陈述你们的实验结论.
进行实验,学生得出结论.
[板书结论]声音响度跟声源的振幅、声源离人耳的距离有关,振幅越大,距离越近,响度越大.(课件展示)
[STS]声音的响度的单位是分贝(decibel),符号是dB.各种物体发声的分贝数不同,教师指导学生查阅各种物体发声的分贝数.
(3) 探究影响音调高低的因素.
教师拿三个矿泉水瓶,瓶中装有水,装水量刚好使三个瓶子吹出来声音的音调是音乐音阶的1、3、5,再拿两个大小不同的音叉.
教师请几个同学上台来吹矿泉水瓶和敲击音叉.
师:这些矿泉水瓶和音叉发出的声音有什么不同?
教师总结:
[板书]物理学中,把声音的高低叫做音调.(课件展示)
引导学生提出问题:
为什么这些不同的发声体发出的声音的高低不同呢?
[板书]探究影响声音高低的因素.(课件展示)
整合:利用计算机显示波形来进行探究,点击计算机WINDOWS自带的录音机,敲击两个大小不同音叉,录音后截取波形并保存,并把两种声音的波形上下并列地排放在一起.
让学生边听录音,边分析波形,总结结论.
生:观察到在相同时间内,音调低的声音,波的个数少,说明振动慢;音调高的声音,波的个数多,说明振动快.因此,音调的高低跟声源振动的快慢有关.
教师讲解:
师:物体振动的快慢是用频率来表示.
[板书]物体在1s内振动的次数叫做频率,频率的单位是赫,符号Hz.(课件展示)
师:如果物体在1s内振动20次,它的振动的频率就是20Hz.
学生们修正的结论:
[板书]音调的高低跟声源振动的频率有关,频率越大,音调越高.
师:要用实验来检验以上探究的结论.
① 用自制的单弦琴进行验证.调节单弦琴两端铅笔之间的距离,使琴弦变长或变短,再用手拨动它,观察琴弦振动的快慢与音调关系.
② 将刻度尺的一端伸出桌面,用手按住另一端,拨动刻度尺,使尺上下振动.改变尺伸出桌面部分的长度,观察尺振动的快慢与音调关系.
可以验证以上得到的结论是正确的.
音调的高低跟生活中说话声音的高低是有区别的,生活中说话声音的高低是指声音的响度.
[STS]一般说来,儿童说话的音调比成年人高,女人的音调比男人高.在音乐中,中音C调的“1”的频率是262Hz,D调的“1”的频率是294Hz.
教师介绍“叩诊”“听漏”.
阅读课本,了解不同动物发出和接收声波的频率范围不同.
(4) 探究不同物体发出的声音的品质.
师:声音还有其他的区别吗?下面我们来做两个游戏.
[游戏1]请同学们欣赏一段器乐合奏曲,看谁能听出其中有哪几种乐器.
[游戏2]请同学们闭上眼睛伏在桌上,再请两位同学上讲台朗诵同一首诗词,让同学们睁开眼睛,说说刚才是哪两位同学朗诵了诗词?是根据什么猜对的?
教师总结:不同的乐器,不同的人,即使它(他)们发声的响度、音调都相同,但声音的品质是不同的.
[板书]声音的品质叫做音色,过去曾又叫音品.(课件展示)
音色是由发声体的材料、结构,以及发声方式等因素决定的.
整合:事先利用计算机WINDOWS自带的录音机来录制小提琴和钢琴演奏同一首曲子的声音及波形,再播放,让同学们一边欣赏音乐,一边观察这两种乐器发声的波形,体会音色的不同.
师:有些声音,听后使人心情舒畅,如乐器演奏的音乐声;有些声音听后令人厌烦,如马路上的汽车声.
[板书]使人感到愉快、有利于身心健康的声音,叫乐音.
响度、音调、音色是乐音的三个特征,叫做乐音的三要素.
4. 课堂小结(课件展示,学生自我小结)
(1) 通过这节课的学习你有什么收获?你学到了什么?
(2) 你是怎么得到结论的?你知道科学探究的几个过程吗?
(3) 你还想知道什么?
5. 布置作业
(1) 取8只同样的玻璃杯,分别装入不同量的水,仔细调节杯中的水量,用一根细棒敲打已调节好的杯子.试一试,你能不能用这套杯子演奏出简单的乐曲.
(2) 找一把弦乐器,探究弦乐器的音调跟什么因素有关.
(3) 敲击西瓜、陶瓷器皿判断西瓜的生熟、陶瓷器皿是否破裂,这是根据声音的什么特征进行判断的.
 
七、教学体会
本节课教学,从效果看是令人满意的.成功之处在于:一是改变了学生传统的学习方式(即把接受性学习作为唯一的学习方式),体现了学生是学习的主人;二是在教学过程把信息技术应用到物理教学中来,使学生在探究声音的不同特征时,可同时观察到不同声音的波形、振幅、频率的不同,加深理解和区分声音;三是重视了把所学知识与社会、技术中的实际应用紧密联系起来,体现了从生活走向物理,从物理走向社会,使学生认识到学习的知识不是死的,在生活中大有用武之地,这对调动学生积极性很有用处;四是程序性的知识,如影响响度和音调的因素,不是老师灌输的,是通过学生自主探究得来的,培养了学生的科学思维能力,今后遇到了问题就知道该如何去进行探究,这种科学素养的养成是非常重要的.

 

(责任编辑:教材服务中心)
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