第四節《聲音的特性》的教案

時間：2021-06-29 15:58:06 教案我要投稿

第四節《聲音的特性》的教案

　　教學目標

第四節《聲音的特性》的教案

　　1.知識與技能 ①了解聲音的特性包括：音調、響度和音色;

　　②知道樂音的音調跟發聲體的振動頻率有關，響度跟發聲體的振幅有關;

　　③不同發聲體發出樂音的音色不同;

　　2.過程與方法 ①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、學習用科學探究的方法研究物理問題;

　　②學習從物理現象和實驗中歸納簡單的科學規律,嘗試應用已知的科學規律,去解釋具體問題;

　　③培養合作學習的能力,初步的評估和聽取反饋意見的意識.

　　3.情感態度和價值觀

　　①樂于探索自然現象和身邊物理學道理,樂于參與觀察、實驗、探究活動。

　　②有主動與他人合作交流的愿望，敢于發表自己的見解。

　　③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。

　　教學重點難點

　　重點：（1）研究樂音的音調和響度各與什么因素有關；

　　（2）學習體會科學探究的方法；

　　難點：感知樂音的音色，理解音色取決于發聲體本身；

　　教學資源

　　（1）分組探究實驗器材：鋼尺、橡皮筋、固定橡皮筋的底座（間距可調）、硬塑料片、齒的疏密明顯不同的兩把木梳

　　（2）演示實驗器材：自制“水瓶琴”、木尺、鐵架臺、細線懸吊的乒乓球、固有頻率不同的音叉兩個、音叉錘、示波器、話筒

　　（3）部分學生備的樂器：口琴、小提琴兩把、長笛、手風琴、薩克斯管等

　　（4）多媒體顯示屏及反饋練習

　　板書設計（多媒體顯示）

　　三、聲音的特性

　　含義

　　決定因素

　　相關問題

　　音調

　　聲音的高低

　　發聲體振動的頻率

　　頻率：物體每秒內振動的次數。

　　單位：赫茲（HZ）

　　人的聽覺頻率范圍：20HZ-20000HZ

　　超聲波與次聲波

　　響度

　　聲音的大小

　　發聲體振動的振幅

　　振幅：物體振動的幅度。

　　音色

　　聲音的特色

　　發聲體本身的材料、結構

　　音色是辨別不同發聲體的依據。

　　課堂教學程序

　　教師活動及主要語言

　　學生活動

　　說明

　　導入新課

　　復習聲音是怎樣產生和傳播的。

　　敲擊“水瓶琴”發出音調不同和響度不同的聲音。由此引出聲音有不同的性質特點，而導入新課。

　　進行新課

　　一、音調的高低與什么因素有關

　　引導學生從聲音的產生認識到聲音的性質特點應與發聲體的振動情況有關，并根據已有的經驗對音調的高低會與振動的什么因素有關作出猜想。

　　讓學生利用桌面上提供的一些器材設計實驗，使物體發出高低不同的聲音，仔細觀察物體發聲時的振動情況有什么不同，驗證自己的猜想。

　　鼓勵學生交流探究實驗的方案和結果，引導全班學生對結果進行評估。

　　引導學生歸納實驗探究結果，判斷實驗結果是否證實了自己的猜想。

　　提出問題：蝴蝶飛去飛來，靠的是翅膀的振動，蚊子也是，可為什么我們聽得到蚊子的嗡嗡聲，卻聽不見蝴蝶的聲音呢？

　　給出蝴蝶和蚊子翅膀每秒振動的次數，指導學生閱讀課文第20頁，達到正確解答上述問題。

　　引導學生交流：閱讀課文第20頁還了解到什么？對超聲波和次聲波的應用了解多少？

　　二、響度的大小與什么因素有關

　　引導學生分析前階段的探究實驗中，是否也發現了能說明響度大小與什么因素有關的一些現象和事實？交流實驗現象和判斷結果。

　　對學生實驗認真，觀察仔細，的科學態度給予贊賞。

　　演示課本P21、圖1.3-4實驗，引導學生觀察比較兩種情況下音叉發聲的響度和乒乓球被彈開的距離，歸納探究結果。判斷探究結果是否證實了先前的猜想。

　　三、音色

　　組織學生做游戲。請幾位同學分別用不同的樂器都演奏C調的“1”和“3”，其他同學閉上眼睛，只用耳朵聽，看能否辨別出是什么樂器發出的聲音。（夸學生辨別準確。）

　　提出問題：你是怎么辨別不同的發聲體的`。

　　教師歸納：不同發聲體的音色不同。音色是辨別不同發聲體的依據。鼓勵學生列舉自己熟知的憑音色辨別不同發聲體的事例。

　　用示波器分別顯示音叉發出的不同音調、不同響度的聲音信號波形以及不同樂器用相同的音量都發C調的“1”的聲音信號波形。指導學生觀察比較波形的不同特征。

　　用示波器觀察學生（男女各一）說“我喜歡物理”的聲音信號波形。

　　歸納小結

　　1、學生小結。

　　2、課堂練習反饋。

　　3、組織學生演奏、欣賞樂曲《歡樂頌》。

　　布置作業

　　舉手回答

　　加深對聲音的不同性質特點的感性認識，提高學習興趣。

　　回想所聽到過的高低不同的聲音及發聲體相應的振動情況。猜想：音調的高低可能與發聲體振動的快慢有關。

　　明確實驗目的，兩人一組合作進行探究實驗，觀察分析實驗現象，作出判斷。

　　學生舉手答問，其他學生討論、再驗證、評估。

　　舉手發言。

　　學生交流猜測。

　　自學并積極思考，相互交流，討論、作答。

　　積極舉手回答，匯報自學成果。展現自己的科學素養。

　　學生分組討論、再實驗，并舉手作答，其他學生評估。

　　觀察實驗現象，總結實驗結果，積極舉手作答。

　　積極參與做游戲，判斷每次發聲的樂器是什么樂器，集體回答。

　　舉手回答

　　分組討論，踴躍舉手作答。

　　觀察比較不同聲音的波形，集體回答判斷結果。

　　積極參與活動，認真觀察比較波形的不同。

　　創設情境，讓學生對聲音的不同特性產生研究的興趣。

　　嘗試根據已有經驗和知識對問題的結果提出猜想。

　　嘗試設計科學探究的方法，選擇所需的器材。體會通過觀察和實驗收集數據、整理信息。

　　培養交流合作和初步的評估能力。

　　培養學生分析、歸納能力。

　　用學生熟知的現象提出問題，教育學生觀察生活、服務生活。

　　培養學生自學能力，指導學生用所學知識分析解釋自然現象。

　　培養歸納概括能力。檢查學生平時搜集資料、對技術應用的關注情況。

　　及時給予鼓勵，益于形成科學的學習習慣。

　　培養學生從現象和實驗中歸納科學規律的能力。

　　形式多樣調動學生參與學習活動。

　　培養學生發現身邊的物理，聯系生活實際的能力。

　　利于形象深刻地理解聲波

　　進一步激發學生學習物理的興趣。

　　能增強學生對樂音特性的理解和感受，激發學生熱愛科學，熱愛生活的情感。

　　（二）案例（聲音的特性）：

　　一、引入新課：

　　師問：聲音是怎樣產生的？聲音靠什么傳播？

　　生答：聲音是由于發聲體的振動而產生，聲音的傳播需要介質，真空不能傳聲。

　　師：出示一些裝有不同水量的啤酒瓶，敲擊它們會發出聲音。

　　師問：啤酒瓶發出的聲音相同嗎？聽起來有什么不同？

　　（敲擊啤酒瓶發出“1，2，3，4，5，6，7，i”的聲音，讓學生仔細聽并討論后再回答。）

　　生答：不同啤酒瓶發聲的高、低不同。

　　（同上法，輕敲啤酒瓶發聲。）

　　師問：這次啤酒瓶發出的聲音與上次的有什么不同？

　　生答：比上次的聲音小。

　　師：聲音是豐富多彩的，不同的聲音有高低之分，有大小之別，還有不同的特色。人們用音調、響度和音色來分別描述聲音的這些不同性質。這節課，我們一起來研究聲音的這些性質。

　　板書：三、聲音的特性

　　二、教授：

　　師問：聲音是由于發聲體的振動而產生，聲音的性質特點應與發聲體的振動情況有關。那么，音調的高低是與發聲體振動的什么因素有關呢？

　　（引導學生根據已有的經驗：所聽到的聲音的高低、所看到的發聲體的振動情況，作出猜想，并給一定的時間討論）

　　生甲答：音調的高低可能與發聲體振動的快慢有關。因為小提琴發出高音的弦振動得比較快。

　　生乙答：唱歌發高音時，聲帶振動也比較快。所以音調的高低應該與發聲體振動的快慢有關。

　　……

　　（學生的猜想可能是多種多樣，甚至有錯誤的，但沒關系，學生可以通過實驗驗證自己的猜想，也需要用實驗事實來糾正自己的錯誤。教師就是培養學生敢于提出問題、作出設想，勤于探索實踐的精神。）

　　師：同學們可以利用桌面上提供的一些器材設計實驗，讓物體發出高低不同的聲音，仔細觀察物體發聲時的振動情況有什么不同，驗證自己的猜想。然后，說說你的實驗方法和結論，供大家討論交流。

　　生甲答：我們用硬塑料片撥動疏密不同的木梳齒，撥動密齒時，塑料片振動快，發聲音調高。

　　生乙答：我們把橡皮筋拉緊后撥動它，發現橡皮筋被拉得越細時，振動越快，發聲音調越高。

　　生丙答：我們按書上的方法，把鋼尺一端緊壓在桌面上，另一端伸出桌邊，撥動鋼尺，發現鋼尺伸出桌邊較長時，振動較快，發聲音調較高。

　　（教師和學生對不同的方法和結論共同討論、評判、再驗證，達成共識，得出較科學的結論。）

　　師問：通過以上研究，哪位同學能概括得出的結論？

　　生丁答：音調的高低取決于發聲體振動的快慢。物體振動得快，發聲音調高，振動得慢，發聲音調就低。

　　師：物理學里，用頻率表示物體振動的快慢。發聲體振動快的，頻率大，音調高；振動慢的，頻率小，音調低。所以，頻率的大小決定音調的高低。

　　師問：我們知道蝴蝶飛去飛來，靠的是翅膀的振動，蚊子也是，但我們聽得到蚊子的嗡嗡聲，卻聽不見蝴蝶的聲音，你知道這是為什么嗎？

　　（稍停、讓學生猜測、交流，更多的學生會不知其解。）

　　師：我給大家提供一組數據：蝴蝶翅膀每秒振動5-6次，蚊子翅膀每秒振動500-600次。為解答這一問題，同學們還需要了解：什么叫頻率？它的單位是什么？人的聽覺頻率范圍有多大？請閱讀課本第20頁的內容，看誰能盡快完整地回答。

　　（學生閱讀并交流。）

　　生答：因為人耳的聽覺范圍是20HZ-20000HZ，蝴蝶翅膀每秒振動5-6次，頻率低于人的聽覺范圍，所以人聽不到蝴蝶翅膀振動發聲。而蚊子翅膀每秒振動500-600次，振動頻率在人的聽覺范圍內，人能聽到蚊子翅膀振動發出的聲音。

　　師：回答的很好，我們向他表示祝賀。

　　師問：同學們通過閱讀課文第20頁還了解到什么？

　　生甲：頻率低于20HZ的聲音叫次聲波，頻率高于20000HZ的聲音叫超聲波。

　　生乙：動物的發聲頻率范圍不同。如貓和狗發聲頻率較低，在人的聽覺范圍內，人能聽見；而蝙蝠和海豚的發聲頻率很高，可以發出人聽不到的超聲波。

　　生丙：動物的聽覺頻率范圍也不同，有的對低頻聲波反應靈敏，有的對高頻聲波反應靈敏。大象就是對低頻聲波反應靈敏，使用次聲波交流的。

　　師：很好。次聲波和超聲波有哪些應用，你了解嗎？

　　生甲答：人們可以通過探測地震、臺風、火山爆發等自然災害發生前輻射出的次聲波，來預測、預報它發生，以減少災害帶來的損失。

　　生乙答：醫學上可以利用超聲波進行診斷和治療。如B超檢測、超聲碎石等。

　　（學生積極舉手，發言踴躍。）

　　師：超聲波和次聲波在醫療技術、工業生產以及各種探測等諸方面都有著廣泛的應用，同學們課后可以進一步收集資料并撰寫小論文發表、交流。

　　師問：在研究音調的高低與什么因素有關的探究實驗中，你是否在不經意中也發現了一些現象和事實，能說明聲音的大小——響度與什么因素有關？

　　生甲答：我們撥動橡皮筋發聲時，發現撥動的幅度越大，橡皮筋發聲的響度越大。說明響度大小應該與發聲體振動的幅度有關。

　　生乙答：我們把鋼尺一端緊壓在桌面上，另一端伸出桌邊一定長度，用不同的力撥動鋼尺，發現鋼尺振動幅度較大時，發聲的響度較大。

　　師：同學們的確是實驗認真，觀察仔細，有科學方法和科學精神。請同學們再觀察一個實驗：將發聲的音叉接觸懸吊著的乒乓球，比較輕敲和重敲音叉兩種情況下，音叉發聲的響度和乒乓球被彈開的距離。你觀察到什么現象？

　　（教師演示實驗。實驗條件許可，也可讓學生分組實驗探究。）

　　生答：重敲時，音叉發聲響度大，乒乓球被彈開的距離大，表明音叉振動的幅度大。

　　師問：分析以上各實驗現象，你可以得出什么結論呢？

　　生答：上述各實驗說明：發聲體振動的幅度越大，響度越大。

　　師：物理學中，我們把物體振動的幅度叫振幅。可見，發聲體的振幅越大，響度越大。

　　師：同學們，我們來做個游戲。我請幾位同學分別用不同的樂器都演奏C調的“1”和“3”，其他同學閉上眼睛，只用耳朵聽，看能否辨別出是什么樂器發出的聲音，好嗎？

　　（事先請幾位同學準備好口琴、小提琴、笛子、薩克斯管等，有三、四樣最好。學生幾乎都能靠聽聲音，辨別出各種樂器。）

　　師問：（非常驚奇地）你們怎么辨別得如此準確？是怎么辨別的？

　　生答：不同物體發聲有不同的特色，只要你曾經聽過這些物體發出的聲音，知道它的聲音特色，再次聽到時就能辨別出來。

　　師：對，說得好。由于不同發聲體的材料、結構不同，發出的聲音有不同的特色，也就是聲音的音色不同。人們通過聽聲音來辨別不同的發聲體，就是靠音色來辨別的。

　　師問：哪位同學能舉出人們憑音色來辨別不同發聲體的事例？

　　生甲答：鐵路工人檢查火車機械部件是否有裂縫，總是用鐵錘敲幾下，就是靠聽機械部件發聲的音色來辨別的。

　　生乙答：同班同學，我們未見其人，只聞其聲，就能辯知是誰，也是靠辨別聲音的音色。

　　師：以上事實告訴我們，音色取決于發聲體本身，是除了音調、響度外，聲音的又一重要特性。

　　師：為了讓同學們對聲音的三個特性：音調、響度和音色，有更形象、深刻的理解和認識，我們把不同的聲音信號輸入到示波器上，可以觀察到不同聲音的波形不同，請同學們注意觀察比較波形的特征。

　　（教師先后輸入音調不同的音叉聲音信號、響度不同的音叉聲音信號、不同樂器用相同的音量都發C調的“1”的聲音信號，讓學生觀察示波器的波形。由于第一次使用示波器，需要教師簡單說明和引導。）

　　生甲答：音叉發聲的音調不同時，波形的疏密不同，音調高的，波形密。

　　生乙答：音叉發聲的響度不同時，波形的幅度不同，響度大的，波形幅度大。

　　生丙答：不同樂器用相同的音量都發C調的“1”音時，聲音的響度和音調都基本相同，觀察到各組波形的幅度和疏密就基本相同，但由于發聲體不同，發聲的音色不同，觀察到波形上附加的小振動不同。

　　師：也就是說，聲音的響度大小，可以比較波形的幅度；聲音的音調高低，可以比較波形的疏密；聲音的音色特征，可以看波形的附加小振動。

　　（可讓同學看課本第22頁的波形圖。）

　　師問：有誰想看看自己聲音信號的波形特征？

　　（學生舉手踴躍，爭著觀察自己的聲音信號波形。）

　　師：請兩位同學（男女各一）上講臺，用話筒說“我喜歡物理！”。

　　（學生觀察波形特征。）

　　三、小結鞏固：

　　師問：同學們學習物理真的有趣有用，對嗎？這節課學習至此，你有什么收獲呢？

　　生甲答：我懂得了聲音有音調、響度和音色三大特性。

　　生乙答：我還知道音調與發聲體的振動頻率有關，響度與發聲體的振幅有關，音色取決于發聲體本身。

　　生丙答：我學會了靠音色來辨別不同的發聲體。

　　生丁答：我覺得發現問題，進行探究實驗，是學習物理知識的一種科學、有效、有趣的方法。

　　師：請同學們解答下面幾個問題，檢查自己是否掌握了本節主要內容。

　　（學生集體解答鞏固練習，教師及時反饋評價。）

　　師：同學們的收獲真不小！同學們，樂音是美妙的，生活是美好的，我們請備有樂器的同學為大家同奏一曲《歡樂頌》。

　　（全班同學熱烈鼓掌，在歡樂、優美的音樂中結束新課。）

　　四、布置作業：

　　1、閱讀科學世界《樂音和樂器》。

　　2、做課本第23頁“想想議議”。

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