八年级物理 声音的特性教学设计

一、教学目标

1、通过用吉他、水瓶琴、细笔筒、橡皮膜、音叉等器材改变声音的系列小实验,认识声音的特性——音调、了解不同的器材、乐器改变声音音调高低的方法,体会现实世界物体的发声是丰富多彩的,激发学生探究音调高低不同的产生原因。

2、通过传感器采集不同的声音信号,通过对比从而发现,声音的音调高低跟发音体的振动频率有关,声音的响度大小跟发音体的振幅有关。

3、通过吉他、大提琴、二胡的音阶音频,通过声音特质的对比从而发现,不同的乐器发出的声音其音色不同,乐音的波形也不同,与发声体的材料、结构有关。

4、通过对声波频率、响度等的拓展知识,让学生了解人、狗、海豚等发声和听声的范围,了解生物界的声音趣闻,初步接触超声波、次声波的应用、响度与噪音的关系,增强物理学习和应用的兴趣。

5、通过针对性的练习,从而让学生能利用声音的三个特性,来解释生活现象,在生活情境中进一步分辨音调、响度、音色三个概念,加深印象。

二、学情分析

初中生对于声音、音乐、乐器接触得非常多,有非常丰富的生活经验,但是对于乐器发声的原理,了解得并不多。这节课对于教材的把握和处理上进行了一定的挖掘和深化,可以通过吉他、水瓶琴、细笔筒、橡皮膜、音叉等器材改变声音音调的系列小实验,从而引起学生对乐器发声时音调变化原理的深入思考,理解音调和音阶的关系,认识音调变化和发声体的松紧、长短、粗细的关系,更贴近学生的生活经验,且生活中是通过改变发声体的松紧、长短、粗细,从而改变振动的难易和快慢程度,从而影响音调的高低,这样牢牢的与生活实际相结合,更能够结合音调改变的方法理解音调变化的共同本质,避免同学陷入“纸上谈声”、“机械记忆”的误区。

虽然有了对音调的初步认识,但声音毕竟是看不见的,要想学生能更容易理解声音的特点,还可以在课堂上引入传感器,采集声音的声压信息,绘制空气的振动图形,把听得见而看不见的声音,用波形图呈现出来,更容易比较不同声音的波形的区别,从而更容易结合波形去理解振幅和频率的概念。在今后遇到波形图的分析问题时,能迅速的找到比较振幅大小、频率大小的方法,从而更深入的结合图形分析声音的响度和音调。

对于音色的认识相对比较容易理解和区分,可以让学生判断吉他、大提琴、二胡的音阶音频,从而理解可以通过声音的音色这个特性,去辨别一些发声体,如不同的人、不同的东西、不同的乐器等。音色也是声音的重要特性。

1.教学重点

(1)体验和深入理解声音的特性：音调、响度和音色。

(2)探究音调、响度与振动的频率、振幅的关系。

(3)认识音色在区分和辨别物体上的作用。

2.教学难点

(1)如何引导学生分析音调与振动频率的关系

(2)如何通过声音的波形对比探究得出声音的音调与振动的频率关系、声音的响度与振动的振幅的关系

课堂流程：

一、引入：体验物体、乐器如何发出不同的声音。

1、通过带领同学集体发声由低到高体验音阶的同时感觉声带的变化，认识到人是通过声带的松紧的变化发出由低到高不同的声音。用吹橡皮膜的小实验，模拟声带的松紧变化产生不同的音调。

2、通过弹奏吉他的音阶，认识弦乐器的发声原理：通过琴弦的长-短发出由低到高不同的音调。

3、通过吹奏不同的笔筒，认识管乐器的发声原理：通过管内空气柱的长-短变化发出由低到高不同的音调。

4、通过敲击粗细不同的音叉，认识敲击乐器的发声原理：通过敲击乐器的粗细大小宽窄变化发出由低到高不同的音调。

5、带领学生体验水瓶琴，向杯子里加入不同量的水，敲击水杯可以发出不同的声音，水位越高，发声越低。准备6个杯子，加入不等量的水，从而组成音乐的音阶。请同学来敲击水瓶琴，带领大家体验水瓶琴清脆每秒的声音。

6、总结：正是通过改变发声体的几何尺寸，从而改变它振动的性质，改变发出的声音的品质。

二、关键实验：用声压传感器“看见”不同的声音的波形，探究声音的性质差异与发声体的振动之间的关系。

1、引导同学思考：不同的声音差异在哪里，是如何产生的？与物体的振动有什么关系呢？

2、过渡：虽然我们看不见声音，但是科学家制造的传感器能“看见”声音，带领同学先通过传感器来认识不同的声音之间到底有怎样的差异。

3、用传感器先记录两只音叉敲击出来的声音的波形：比较明显的是波形的振幅不一样，不太明显的是波形的疏密程度不一样。说明声音的特性可能跟这两个因素有关联。

4、改进实验方案：

实验1：先控制用不同的力气敲击一只音叉，这样产生的声音音调一定相同，但响度不同，用传感器记录下响度不同的声音的波形，进行比较。从波形图上明显看见波形的振幅大小不同，所以声音的响度不同，而空气的振动幅度是由发声体的振动幅度决定。因此结论1：声音的响度与发声体振动的幅度有关。

实验2：尽量控制用相同的力气敲击不同的音叉，这样产生的声音音调一定不同，可能与波形的振动频率有关。通过分析波形的一定时间内的振动次数，可以判断，声音的音调与发声体振动的频率有关，并且可以直观的得到结论2，振动频率越高，声音的音调越高。

三、讲解频率的概念，以及相关的声音、超声、次声的知识与应用。

1、讲解频率的基本概念，符号f，单位Hz。

2、了解人和动物的发声频率范围和听觉频率范围，认识超声、次声的特点。

3、拓展动物的趣闻：如狗叫声为什么比较尖锐，狗的听觉为什么那么灵敏；海豚音比较高亮，海豚是通过心电感应交流的吗？

4、拓展次声的应用：次声虽然频段很窄，但利用次声波传播距离远、在固体、液体中传播速度快的性质，可以探测远处的地震、台风、海啸、人为核爆炸等信息。在科学探测中起到千里耳的作用。

四、用乒乓球来形象的演示声音的响度与音叉的振幅的关系，进一步加深同学们对响度与振幅关系。

五、讲解相关的分贝、噪声等知识。

六、认识音色的概念和决定的因素。

1、通过吉他、大提琴、二胡的音阶音频，认识不同发声体材料、结构不同，发出声音的音色不同。

2、通过不同的乐器发出的声音的波形，进一步认识音色的不同也体现在声波的波形特点上。

七、小结内容。

八、巩固练习。

二、传感器实验：

生活在一个丰富多彩的音乐世界，单一的声音无法组成