声现象”教材介绍 (2).doc

声现象”教材介绍课程教材研究所物理课程教材研究开发中心 张颖【课程标准的要来】通过实验探究，初步认识声产生和传播的条件。了解乐音的特性。了解现代技术中与声有关的应用。知道防治噪声的途径。【教材说明】人们接收外界信息的一个重要途径是通过声音的传播。各种声现象充满了人们的生活，而对声现象的了解也易于通过有趣的、易操作的探究活动来进行，使学生在学习知识的同时，培养他们的观察能力、初步的探究物理规律的能力，以及应用物理规律解释物理现象的能力等。从学生兴趣出发来设计教材的结构，这是把“声现象”作为本套教材第一章的初衷。为了实现课程目标，本章教材安排了若干随堂实验探究活动，例如“探究声音是怎样产生的”“探究决定音调高低的因素”等。应该说，这些探究活动与科学家的实际探究过程有很大差距，例如，问题的提出不是由学生自主完成的，实验过程也相对很简单。这样的设计，是根据八年级学生的心理特点和认知水平决定的，应该说，学生学习本章内容时，对探究活动相当陌生，处于初级阶段。本章内容特别注意使学生了解声音在生活、生产和社会等方面的应用和对人类生活的影响，例如“骨传导”“双耳效应”“声与信息”“噪声的危害与控制”等，体现了“从生活走向物理，从物理走向社会”的新的课程理念。教学中还应结合本地的实际情况，加强与实际的联系，使学生加强对生活中的科学和技术理解，获得更多的实际知识，适应现代化的生活，对科学学习产生兴趣。本套教材精心安排了每一章的章首图，还为这些图片配上相应小的散文，力图牢牢抓住学生的心。本章的章首图是一队行走中的大象。我们在动物园观察中知道，大象的活动通常是无声无息的。那么，大象的活动跟声音有什么关系？这无声中蕴含着什么？这对学生的认知产生了冲突，可以激发学生进一步学习、探究的欲望。本图不像其他一些图（如编钟、锣鼓）更具有明显的声特征，反而会使学生想知道其中的奥妙。本图由于立意比较新鲜、奇特，教学中会有意想不到的效果。一、声音的产生和传播【教学目标】1知识与技能通过观察和实验初步认识声音产生和传播的条件。知道声音是由物体振动发生的。知道声音传播需要介质，声音在不同介质中传播的速度不同。2过程与方法。通过观察和实验的方法探究声音是如何产生的？声音是如何传播的？通过学习活动，锻炼学生初步的观察能力和初步的研究问题的方法。3情感、态度与价值观。通过教师、学生双边的教学活动，激发学生的学习兴趣和对科学的求知欲望，使学生乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理。注意在活动中培养学生善于与其他同学合作的意识。【教学建议】（一）声音的产生声现象丰富多彩。教材用图介绍不同物体发声的图景：声带的振动、水撞击石头引起空气的振动、工件和砂轮相互磨擦引起他们的振动、以及青蛙通过气囊的振动等，从不同的方面给出了声音产生的情况，使学生可认识物体发声时都要振动的共同特征。教学中最好组织学生互相讨论，交流生活中有关的现象和体验。在学生讨论获得基本认识的基础上，让学生动手做一些活动（如尺子振动发声、声带振动发声、击打纸片发声等），来进一步探究物体发声时的都发生振动基本特征。这一章的“探究”相对后面的几章而言比较容易，教学中应注意让学生体会探究问题的一般方法。活动中应尽可能地发挥学生的主动性，最好让学生自己设计通过做什么样的活动，达到观察物体是怎样发声的目的。也可以将学生的讨论声音是怎样产生的与探究活动，结合在一起展开教学，让学生边活动、边探讨，最后归纳出“声音是由物体的振动产生”的结论。（二）声音的传播教学中应使学生体会到，要想使声音从发声地传播出去，必须要有传播的载体介质。教材对固、气、液三态物质传声的教学做了不同的安排。教学中重点应让学生自己探究固体传声。固体传声的实验器材易得，比较好做，关键是让学生领悟到声有可以在固体中传播，声音传播需要介质。空气是传播声音的一种重要介质，但容易被初学者忽略。由于气体传声实验条件要求高，所以教学中安排了空气传声的演示实验。如果学校没有真空罩实验仪，也可让学生自己做如图1所示的实验，来体验真空不能传播声音。实验做法如下：把小铃铛挂在线上，线的上端穿出橡皮塞（如图1甲所示）。照图乙那样，把橡皮塞塞到烧瓶上，然后摇动烧瓶，听小铃铛此时的响声。取下橡皮塞，向烧瓶中倒少许水，给烧瓶加热，使烧瓶中水沸腾，大量水蒸气涌出后，停止加热，并迅速照图乙那样塞紧橡皮塞。冷却一会儿，待烧瓶中水蒸气大部分凝结，瓶中气体稀薄时再摇动烧瓶，听小铃铛此时的响声。比较两次铃铛响声的强弱，可以明显地感到气体稀薄时响声弱。由此可推得真空不传声。对于液体传声，教材安排由学生设计实验。注意要求不可过高，重点应放在学生相互讨论和实验方案的提出上。液体传声的实验可以将一振源（机械表、电铃等）放在塑料袋里，然后把塑料袋密封后放在水里，看看水是否传声。（三）声速尽管速度的概念本书是放在后面的章节讲，但是学生在日常生活中或多或少接触过速度概念，在小学数学和科学中也已初步学过这一概念，因此一般性地使用速度这一概念是可以的。不过分强调学科自身的逻辑体系和知识的严密性，是课程标准所提倡的。这一观点和处理方法本书在后面还将用到，例如对能量概念的处理。二、我们怎样听到声音【教学目标】1知识与技能。了解人类听到声音的过程。知道骨传导的原理了解双耳效应及其应用。2过程与方法。通过实验和生活经验，体验人是如何听到声音的。3情感、态度与价值观。学会关心他人，特别是关心残疾人。【教学建议】学过声音的产生与传播之后，了解我们自己是如何听到声音的，非常必要。体现了物理是“生活中的物理”，是“身边的物理”的思想。学生在生物课上已经从生理学的角度学习了人耳的结构。物理课中要充分利用学生已有的知识，重点学习声音传播的“物理过程”。为此，教材在“想想做做”中安排了有关的小实验，使学生体验人是怎样听到声音的。做这组实验最好两个学生一组，轮换听音叉的声音。如果音叉数量有限，也可用少数的音叉轮流做此实验，尽可能让所有的学生都能亲自感知这个实验。教学中应该注意，在做骨传声的实验时，要等音叉的声音用耳朵听不到时，再把发声的音叉放在牙齿上听，由于现象反差大，实验的效果更好。其他的几个实验，由于音叉不直接跟骨头相接触，所以“听”到的声音较弱。双耳效应对于理解立体声有很好的作用。这部分内容可让学生通过阅读“科学世界”和查找资料，然后开个“小研讨会”，讨论双声道和多声道、立体声是怎么回事，以及在实际中是如何实现立体声的。三、声音的特性【教学目标】1知识与技能。了解声音的特性。知道乐音的音调跟发声体的振动频率有关，响度跟发声体的振幅有关。不同发声体发出乐音的音色不同。2过程与方法。通过做“音调与频率有关的实验”和“响度与振幅有关的实验”，进一步了解和学习物理学研究问题的方法。3情感、态度与价值观。体会现实世界物体的发声是丰富多彩的，更加热爱世界，热爱科学。【教学建议】通过这一节的学习，应该使学生了解频率的大小决定音调的高低；振幅的大小决定声音的响度；音色决定声音的品质。在学习这些物理知识的同时，要注意让学生体会探究这些物理规律的方法，以及这些物理规律在实际中的应用。（一）音调音调的探究实验容易做，器材也易得。如果学生基础比较好，也可只提出问题，至于用什么方法探究、规律如何，都由学生自己完成。这样更能培养学生分析问题和解决问题的能力。如果学校有发音齿轮，也可用发音齿轮做频率不同、音调不同的实验。物体振动快慢不同，产生的音调就不同，引出频率的概念。再由人耳听到声音的频率范围，引出超声波和次声波的概念。此处可以联系本章章首图，说明大象应用次声波来进行交流。关于超声波和次声波的资料很多，例如，海豚是如何利用超声波的，动物在地震前的一些异常反应。教学中可以向学生补充有关的知识。教材还安排了观察声波波形的演示实验，主要目的是让学生比较形象地认识声波，同时引起他们学习的兴趣。这个实验，最好先通过示波器观察两个频率不同的音叉发出声音的波形，获得具体的感性认识，使学生获得不同频率的声音在波形上是怎么表现的。然后再让一些学生将自己发出的声音输入示波器中，通过观察和比较，可以得到男女同学发出的声音的波形不同。一般来说，女同学的音调比男同学的高，波形密一些。（二）响度怎样才能使物体振动发出的声音更响，学生很容易想到应该使物体振动的幅度更大些，关键是应该让学生想出一些切实可行的实验来证实他们的猜想。如果学校没有较多的音叉做学生分组实验，课本中图134的实验也可改为演示实验；观察音叉响度不同时，乒乓球振动的幅度有什么不同。这个实验的效果比较明显。用不同的力量敲打音叉，在音叉与悬挂的乒乓球接触时，乒乓球振动的幅度明显不同。（三）音色音色是声音中比较重要的概念。同时，音色的概念比较抽象，不像响度和音调概念那样容易感知。教材“想想做做”安排了活动帮助学生体验。可以让学生通过聆听用不同的乐器演奏的同一首曲子，感悟到不同的物体发出的声音，即便音调相同，声音还是有所区别的。音色的不同，就是通常人们所说的“音质不同”。观察波形的演示实验，目的是增加学生对不同乐器声音音色的感性认识。前面提到音色的概念比较抽象，但从波形图中则可以清楚地看出不同音色声音的本质。由课本中的图135可以看出，音叉、钢琴和长笛的基频（振幅最大的振动的频率）相同，但是在基频的基础上还有一些附加的小的振动，这些小的振动和大的振动一同决定了声音的音色。教学中不必讲基频、复音等概念，只需让学生看到主要的振动频率相同，但小的附加振动不一样，所以音色不同即可。关于乐器，学生比较感兴趣，教师可以调动学生的积极性，让学生自己通过观察或者查阅资料就某种或某个乐器，谈谈其发声的原理，也可就此问题让学生写篇说明文。四、噪声的危害和控制【教学目标】1知识与技能。了解噪声的来源和危害。知道防治噪声的途径，增强环境保护的意识。2过程与方法。通过体验和观察，了解防治噪声的思路。3情感、态度与价值观。通过学习，培养热爱、保护我们赖以生存的“地球村”的环境意识。【教学目标】本节课的教学要从环境保护出发，突出噪声的危害和怎样减弱噪声，联系实际，提高学生保护环境的意识。要紧紧围绕这个目的进行教学，而不只是讲点有关噪声的物理知识。在教学形式上，可以采用学生讨论的方式。例如，可进行如下的“角色扮演”活动。也可以通过社区调查，使学生对噪声污染有切身的体会。目的是培养学生保护环境的意识和参与社会实践的兴趣，在这个活动中初步学会开展社会调查的基本方法，包括观察、交谈、记录等等。对学生活动的评价应侧重于投入程度，以及收集和处理信息的能力。五、声的利用（教学目标）1知识与技能。了解现代技术中与声有关的知识的应用。2过程与方法。通过观察、参观或看录像等有关的文字、图片、音像资料，获得社会生活中声的利用方面的知识。3情感、态度与价值观。通过学习，了解声在现代技术中的应用，进一步增强对科学的热爱。【教学建议】学生在日常生活中已经接触过利用声的事例，因此，本节课的引入可以采用“头脑风暴”法。所谓“头脑风暴”，在形式上类似于讨论，但前者更加自由、灵活，讨论的环境更加宽松。由于讨论者不必考虑自己的见解是否恰当，因此可以保证每个人充分发表自己的意见。在这种完全自由的情境下，一个人所提出的哪怕是很不成熟的观点，也可能激发其他人的思维，产生一系列新的想法。例如，请同学们说出所了解的利用声的现象；当有人发言时，其他人必须仔细倾听；任何人不得对他人的发言作好坏或正