初中物理-声音的特性教学设计学情分析教材分析课后反思

PAGE10PAGE第2节声音的特性1课时新授课【教学目标】知识与技能1.了解声音的三个特性。2.知道声音的音调跟发声体的振动频率有关；响度跟发音体的振幅和与距离发声体的远近有关。3.了解不同发声体发出声音的音色不同。过程与方法通过实验探究影响音调与响度的因素，进一步了解和学习物理学研究问题的方法。情感、态度与价值感体会现实世界物体的发声是丰富多彩的，从而更加热爱世界，热爱科学，热爱生活。【教学重点】让学生在探究中体会和理解音调、响度、音色的概念及其相关因素。【教学难点】音调与响度的区分。【教学准备】教师准备：PPt课件、乐器（有条件的老师或学校）。学生准备：钢尺、塑料尺、鼓、锣、木鱼、音叉（256Hz和512Hz）和小锤、系线的乒乓球、铁架台、梳子、硬纸片、学生自制的乐器。【教学过程】教学过程教学环节及内容教师活动学生活动一、创设情境激趣导入【播放视频】杨洪基演唱歌曲《滚滚长江东逝水》片段，韩红演唱歌曲《青藏高原》片段。【学生演奏会】一名学生演唱，其他学生用器具发出声音伴奏。【提出问题】我们刚才听到的各种声音有哪些地方不同？【揭示课题】可见不同的声音有强弱、高低之分，这就是我们这节课所要探究的内容。（设计意图：激发兴趣，从主观感受不同声音进入声音的特性的学习，从生活走向物理。）倾听欣赏众多明星的歌声及其伴唱，感受各种声音。从听歌到演唱、伴奏，体验各种不同声音。积极讨论，踊跃发言，说出感受：男歌手的声音比较低沉、浑厚；女歌手的声音比较尖细、清脆。伴奏的声音较弱或较小等。二、合作探究，建构知识（一）响度1.响度的概念2．影响响度的因素3.响度不同的声音波形【情境过渡】分别轻轻敲击鼓面和用力敲击鼓面。请学生辨别声音的变化。指出物理学上把声音的强弱叫响度。【提出问题】根据上面的实验，你猜想什么因素决定声音的响度呢？鼓励学生大胆猜想。【探究实验一】如图，将一把钢尺紧按在桌面上，一端伸出桌面。保持钢尺伸出桌面的长度不变，用不同的力拨动钢尺，倾听它振动发出的声音，同时注意钢尺振动的幅度。钢尺伸出长度用力钢尺振幅声音强弱伸出8cm小大（答案见附件1）指出物理学中在用振幅来描述物体振动的幅度。【探究实验二】如图将正在发声的音叉轻触系在细绳上的乒乓球，观察乒乓球弹开的幅度；使音叉发出不同响度的声音，重做上面的实验。提问：你观察到什么现象？乒乓球的作用是什么？【引导点拨】音叉的振动的幅度不便于直接观察，通过乒乓球摆动的幅度可以间接反映出音叉振幅的大小，这样我们就把音叉微小的振动给放大了，便于我们直接观察，这种方法叫做转换法。音叉用力音叉振幅声音强弱不变小大（答案见附件2）【实验结论】现在你能说出响度和振幅之间的关系吗？鼓励学生回答，总结出结论。（设计意图：培养学生实验能力、观察能力和思维能力，同时渗透转换法。）【探究实验三】播放弹奏古筝的声音，一同学从教室后面走到讲台，再返回后面。听到的声音会有什么变化？上面实验说明了什么？生活中如何增大声音的响度？引导学生发言，得出结论。【播放视频】为了很好地了解物体振动发声的情况，可以将响度不同的声音的波形在示波器上展现出来。说出声音的特征变化：强弱发生变化学生讨论，提出猜想：可能与用力的大小有关、可能与振动的幅度有关。分组实验，感受两次不同的声音，仔细观察发生的现象，并填写表格。分组实验，仔细观察发生的现象，小组对实验现象进行描述：用力越大，响度越大，乒乓球被弹起得越远。倾听老师的讲述，理解记忆。学生填写表格。组内讨论，回答：物体的振幅越大，产生声音的响度越强；振幅越小，响度越弱。注意倾听声音的变化，回答：声音的响度会变化。思考，组内讨论回答：说明响度还与人距离发声体的远近有关，生活中经常用喇叭减少声音的分散。（设计意图：紧密联系生活，把物理知识和生活实践相结合，体现了从生活走向物理的思想。）直观感受响度不同的声音的波形，小组内讨论并总结：响度大，波形振幅大，响度小，波形振幅小。（二）音调1．音调的概念2．音调与频率的关系3.不同音调声音的波形4.超声波与次声波5.区别音调与响度【过渡问题】我们接触到的各种声音有的高有的低，在物理学中，把声音的高低叫做音调。什么因素决定音调的高低呢？【探究实验一】用硬纸片划过梳子有齿的一边，一次快速划过，一次慢慢划过。根据观察和体验填写表格。划动快慢振动快慢声音高低快速划慢慢划（答案见附件3）【探究实验二】将一把钢尺紧按在桌面上，一端伸出桌面，拨动钢尺，听它振动发出的声音，同时注意钢尺振动的快慢，改变钢尺伸出桌面的长度，再次拨动钢尺。比较两种情况下钢尺振动的快慢和发声的音调，它们之间有什么关系？（强调：两次实验要用相同大小的力）教师巡视，对个别学生的实验过程进行指导，让学生代表对实验现象进行描述并填写记录表格。拨动力钢尺伸出长度振动快慢声音高低相同伸出9cm伸出12cm（答案见附件4）【播放视频】我们可以将不同音调的声音的波形在示波器上展现出来。1.分别把两个不同的音叉（256Hz、512Hz）发出的声音信号输入示波器，注意听音调上的差别以及观察声音在的波形上的区别。2.分别让男女二人发出“啊”的声音，观察波形的区别。【自主学习】指导学生自学课本P32--34，并思考下列问题：1.物理学中描述物体振动快慢的物理量是什么？怎样定义的？单位是什么？2.如果一个物体的振动频率是100Hz，它表示的物理意义是什么？3.你认为影响音调的因素是什么？4.人的听觉频率范围是多少？5.什么是超声波？什么是次声波?6.阅读小资料说明：为什么有时在你认为很静、没有任何声音时，狗却突然表现得非常警觉？【精致导练一】蝴蝶飞行时，翅膀振动在2min内振动了600次，蚊子在飞行时，翅膀振动在1min内振动了2100次，则它们的发声频率分别是__________、_________,你能听到__________发出的声音。【思维引领】（1）计算出两次声音的频率：（2）判断出两次声音是属于次声波、可闻声波还是超声波。【精致导练二】播放牛的叫声与蚊子的叫声，牛的叫声与蚊子的叫声相比较，下列结论正确的是：（）A牛叫的声音音调高，响度大B牛叫的声音音调低，响度大C牛叫的声音频率高，振幅大D牛叫的声音频率低，振幅大【点拨剖析】牛叫的声音较低沉，即频率低，音调较低；蚊子声音尖细，即频率高，音调较高。但牛的叫声明显比蚊子大，即响度强，振幅大。【方法归纳】从音调、响度的概念和影响因素两个方面辨析。听讲，思考猜想提出的问题。学生分组操作，交流体验：（1）快速划过，硬纸片振动的越快，声音越尖锐，音调越高。（2）慢慢划过，钢尺振动越慢，声音越低沉，音调越低。在老师的指导下分组实验，观察实验现象，并对实验现象进行描述：（1）钢尺伸出桌面越长，振动的越慢，声音越低沉，音调越低。（2）钢尺伸出桌面越短，钢尺振动越快，声音越尖锐，音调越高。根据实验现象完成表格。（设计意图：简单易操作，直观易感知，学生很容易将音调的高低与振动的快慢联系在一起，找到它们之间的关系。）仔细听不同频率声音音调的高低，同时观察不同频率声音波形图的疏密。小组内讨论并总结：频率低，波形图稀疏，频率高，波形图密集。（设计意图：通过观察形象、直观的波形图，易于把频率与音调关系密切联系起来,有助于学生的理解。）认真自学，交流困惑。回答问题预设：1.物理学中用物体物体每秒振动的次数即频率来描述物体振动的快慢。单位：Hz2.表示这个物体在1s内振动了100次。3.音调的高低与频率有关，频率越高则音调高，频率低则音调低。4.多数人能够听到的频率范围大约从20Hz到20000Hz；5.高于20000Hz的声叫做超声波，低于20Hz的声叫做次声波。6.狗的听觉范围比人的要大，能听到人所听不到超声波、次声波。学生思考，小组内交流。答案：5Hz；350Hz；蚊子。倾听牛的叫声与蚊子的叫声，理清分析思路，深化理解，巩固新知。答案：D。（三）音色1.音色的概念2.音色的影响因素3.不同音色声音的波形图【过渡问题】音调、响度都相同的声音就没有区别了吗？【探究实验】1.听音辨乐器。用小提琴和二胡演奏同一首乐曲《梁祝》，分辨分别是哪种乐器。2.用钢尺、塑料尺发出音调、响度都相同的声音，说出感受。指出音色就是指声音的特色。【播放视频】分别用音叉、钢琴与长笛发出的C调1（do），并展示波形图，边听边比较它们的波形有何异同。【交流问题】针对上图，提出以下问题让学生思考：1.从波形图上能得出哪些信息？2.让同学总结音色与哪些因素有关？3.能否举出在生活中利用音色来辨别不同物体发声的例子。【听力比赛】听声辨人。全体同学闭上眼睛，找两名女同学分别说一句话“明天的收获来自今天的耕耘”，让学生猜分别是哪位同学的声音，并说明依据。【精致导练三】（2014•宜宾）如图为一枚古钱币，人们常用手指弹银元边缘并移动到耳边听其声音来鉴别银元的真假，这主要是根据声音的（）A．声速 B．响度 C．音色 D．回音【思维引领】真假银元材料不同，发出的声音的音色不同。思考猜想。学生倾听。学生操作：钢尺、塑料尺伸出桌面相同的长度，用大小相同的力拨动，倾听声音是否相同。仔细观察三个波形图，讨论，交流，回答问题：1.音调、响度相同的不同乐器发出的波形总体上的疏密程度是相同的，即频率相同；但是波的形状不同，即音色不同。2.不同发声体的材料不同、结构不同，发出声音的音色就不同。3.根据生活经验，回答音色在生活中的应用：用手拍西瓜，利用音色来判断西瓜熟不熟；轻轻敲打瓷器，利用音色来判断瓷器是否有裂纹……做互动游戏，并说出分辨理由：不同人说话的音色不同，所以能“闻其声而知其人”。学生思考交流回答。答案：C。（设计意图：紧密联系生活，让学生把物理知识和生活实践相结合，容易形成音色的概念，同时体现课堂的趣味性，也体现了从生活走向物理的理念。）（四）科学世界：乐音和乐器【知识拓展】指导学生阅读教材P36“科学世界乐音和乐器”。（有条件的教师和学校可演示这些乐器。）提出以下问题让学生思考：1、什么是乐音？2、乐器的主要有哪几种类型，它们是怎样来改变音调和响度的？（设计意图：扩大学生的视野，了解声音的三个特性与乐器的完美结合，了解物理知识在更广泛领域的应用）认真阅读科学世界，讨论交流，回答下列问题：1.许多声音悠扬、悦耳，听到时感觉非常舒服，人们把这类声音叫乐音2.乐器主要分成打击乐器、弦乐器和管乐器。改变用力程度，可以改变各种乐器的响度。改变发声体的长短、粗细、松紧等可以改变乐器的音调。三、课堂小结本节课你有哪些收获？还有哪些疑惑?盘点收获，学生讨论梳理知识，交流收获和疑惑。四、课堂检测教师巡视、讲评。学以致用，完成检测题、解答见附件5。五、布置作业“动手动脑学物理”第3、4题。课后完成，【板书设计】声音的特性声音的特性音调：声音的高低频率响度：声音的强弱振幅、人距离发声体的远近音色：发声体的区别材料、结构附件1：钢尺伸出长度用力钢尺振幅声音强弱伸出10cm小小弱大大强附件2：音叉用力音叉振幅声音强弱不变小小弱大大强附件3：划动快慢振动快慢声音高低快速划快高慢慢划慢低附件4：拨动力钢尺伸出长度振动快慢声音高低相同伸出9cm快高伸出12cm中等中伸出15cm慢慢学情分析“声音的特性”是人教版物理八年级上册第二章第二节的教学内容。本节是在学生学习了声音的产生与传播的基础上，进一步来认识声音，了解声音的丰富多彩，是声现象中非常重要的一部分内容。音调、响度、音色等概念虽然贴近生活，但作为农村学生对此并不熟悉，虽然感兴趣，但缺乏较理性的认识，在实践中往往不能区分它们。教材将声音的特性按照音调、响度、音色的顺序进行讲授。但是，生活中的实际经验往往将“音调”和“响度”两个概念混同起来。考虑到响度比音调在日常生活中更容易接触到，而且响度比音调更加好理解一些。在排除响度的干扰之后，音调更加容易理解一些，因此将课本中二者的顺序颠倒了一下，将知识的处理由易到难。教材中“决定音调高低的因素”和“响度与什么因素有关”两个实验探究较为简单，但能增加学生的感性认识，激发学生探究物理问题的兴趣。教学中观察波形的动画，除了能让学生比较形象地认识声波，引起他们的学习兴趣外，还可以让学生清楚地看出不同音色的声音的本质，增加学生对不同乐器发出声音的感性认识。本节名词术语比较多，如音调、频率、超声波、次声波、响度、振幅、音色等，教学中不宜过分强调概念的记忆与辨析，应让学生通过听、看、想、做等活动，来感知声音的特性，并能在实际中分辨这些特性。效果分析成功之处：1.以听声为主线，通过高低音播放、学生唱歌、击鼓、敲音叉、乐器演奏、辩音等环节，让学生在丰富的听觉体验中反复感受，逐步从无意转向有意，在潜移默化中体验声音的三个特性。2.以生活为背景，引导学生通过实验、观察、探究、讨论等方式由表及里、深化思维，培养合作能力和理论联系实践、物理结合生活的意识。3.以问题为平台，通过解疑过程导引学生的思维，循序渐进、注重发散，层层推进；在问题的设置上坚持面向全体，“横看成岭侧成峰”，使每个学生在知识技能、过程方法和情感态度上都能有所得。存在问题：1．学生的表达能力不够强，一方面是由于对物理概念的把握不够准确、熟练，更重要的还在于平时的自我要求不高，缺乏对语言表达能力的重视和训练。2．学生的日常生活中观察和思考不够，缺乏对物理现象观察的针对性和敏锐性，这也说明学生物理联系生活的意识比较淡薄，这一状况的改变同样需要平时的日积月累。教材分析一、教学内容分析这一节内容在整个教材安排中比较重要，注重让学生在学习物理知识的同时，体会科学探究的方法，加强与实际的联系，使学生获得更多的实际知识。教材中“决定音调高低的因素”和“响度与什么因素有关”两个实验探究较为简单，但能增加学生的感性认识，激发学生探究物理问题的兴趣。音色的概念比较抽象，学生不易理解，但在日常生活中有一定的感性认识，教学中应尽量让学生体验。教材安排的观察波形的演示实验，除了能让学生比较形象地认识声波，引起他们的学习兴趣外，还可以让学生清楚地看出不同音色的声音的本质，增加学生对不同乐器发出声音的感性认识。本节名词术语比较多，如音调、频率、超声波、次声波、响度、振幅、音色等，教学中不宜过分强调概念的记忆与辨析，应让学生通过听、看、想、做等活动，来感知声音的特性，并能在实际中分辨这些特性。因此对于本节内容的教学，应采用多种教学方法，如探究、讨论、阅读和交流等，以提高教学效率。教学重点：声音的响度跟发声体振幅的关系、声音的音调跟发声体频率的关系。教学难点：音调、响度和音色的区别。二、重难点突破1．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。通过联系生活中的实例让学生了解响度的大小还与人耳距离声源的远近有关。因为声能在传播过程中会逐渐分散，所以响度逐渐减小。医用听诊器，就是利用塑料软管将声能集中起来，避免传播过程中声能分散而响度减小，从而让医生更好的听清身体内发出的声音，便于对身体状况做出准确的判断。在生活中，为了使声音听起来更响或传得更远，常将声音通过话筒送到扩音器放大后播放，使声音的响度更大。2．音调音调的探究实验并不难做，器材也比较易得。实验时，按尺子的手要用力，使尺子比较紧地压在桌面上。另外要提醒学生注意观察尺子露出桌面长短不同时，振动快慢的不同。课本中的这个实验比较易做，学生活动好开展。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。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。观察声音波形的演示实验，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，最好是先让学生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。然后再将学生发出的声音输入示波器中，让学生观看不同同学发出声音的波形，进而比较男女学生声音波形的不同。一般来说，女同学的音调比男同学的高，波形就会密一些。由发声体振动快慢不同，发出声音的音调不同，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。这样就可以联系本章首图中的大象应用次声波来进行交流的现象。人能听到声音的频率为20Hz～20000Hz，其中最敏感的频率2000Hz～3000Hz。老年人的听觉随着年龄而衰退，能听到的频率约为50Hz～12000Hz。人的歌唱声的频率不同，大约男低音的频率为60Hz，女高音的频率为2500Hz，通常男子说话声的频率为95Hz～142Hz，而女子说话声的频率为272Hz～553Hz。关于超声波和次声波的资料很多，教师可引导学生交流。教学中也可以向学生补充有关的知识，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与次声波的关系等。在学生交流表达时，应尽量引导他们使用“音调”“频率”等名词，以便逐步熟悉它们。蝴蝶的翅膀一秒钟振动不超过10次，蚊子的翅膀一秒钟振动500～600次，由于蝴蝶的翅膀振动的频率低于人耳的听频范围，人耳便听不到蝴蝶翅膀振动发出的声音。而蚊子翅膀的振动频率在人耳的听频范围内，人耳就能听到蚊子翅膀振动发出的声音。3．音色音色是声音中比较重要的概念。音色的概念比较抽象，不像响度和音调概念那样容易感知。教学中应尽量让学生体验，使学生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，也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。从波形图可以看出，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。各种不同的发声体，由于它们的材料、结构不同，即使发出响度和音调都相同的声音，它们的音色也不同。打电话时，我们能听出对方是谁，是因为他（她）的声音与众不同，有特色，这靠的就是音色。我们能区分不同乐器的声音，也是凭音色辨别。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。评测练习1．举世瞩目的索契冬奥会开幕式上，女高音歌唱家安娜的歌声倾倒了无数观众，“女高音”是指声音的（）A．响度大 B．音色好 C．音调高 D．振幅大2．在公共场所“轻声”说话是文明的表现，在课堂上“大声”回答问题才能让老师和同学们都能听清楚，这里的“轻声”和“大声”是指声音的（）A．音调 B．响度 C．音色 D．频率3．如图是童谣“小蜂蜜”的一段歌词与乐谱，当小玲唱到“大家一起”这四个字期间，音调逐渐升高。关于这期间小玲声音变化的描述正确的是（）A．声带振动一次的时间逐渐增加B．声带每秒振动的次数逐渐增加C．声波的传播速度逐渐增大D．声波的振动幅度逐渐增大4．海洋动物质量越大，其叫声越是有力而低沉，即响度较，音调较。（甲）、（乙）两曲线为科考船声纳系统收录的500kg的海豚和100t的蓝鲸叫声的波形图，其中，（选填“甲、乙”）是蓝鲸发出的。参考答案：1．C2．B3．B4．大；低；甲。课后反思一、亮点：1.根据学生的认知实际，调整课本知识学习顺序。把学生直观感受最好、最易理解的响度最为第一个知识点。2.本课设计了两条主线，一是以问题为主线，在新课导入和引导学生探究三个知识点时，都是首先创设问题情景，进而提出探究的问题，激发学生求知欲望，引导学生积极思考。二是以活动为主线，创设情境、提出问题之后，引导学生围绕问题设计探究方案，并积极参与、实际操作，在合作交流中相互启发，深化对概念的理解和应用。二、不足：1.生活经验薄弱，与物理知识的脱节会对本节教学有影响。如小提琴和二胡的声音，有的学生根本没听过。2.学生的语言表达能力不够强，又由于本节课物理概念比较多，导致某些学生对物理概念的把握不够准确，有些现象和结论能意会却难以用恰当的语言去描述，缺乏对语言表达能力的重视和训练。一、课标要求从“课程内容”的要求看，本专题涉及如下条目：2．3．2了解乐音的特性。二、课标解读本专题属于课标三大主题之一──“运动和相互作用”主题的二级主题“声和光”。教学时应注意联系学生的生活实际，采用多样化的教学方式，发挥实验在物理教学中的重要作用，让学生经历对知识的探究过程，发展学生探究问题和解决问题的能力，培养学生的科学态度和科学精神。本条目课程内容主要涉及认知性目标。具体说明如下：“2．3．2了解乐音的特性。”属于认知性目标，从行为动词看，“了解”属于“了解”层次的认知目标。了解声音是多种多样的。响度由物体的振幅决定的。物体振幅越大，响度越大；物体振幅越小，响度越小。在鼓面上放些小纸屑，轻轻击鼓，会看到纸屑跳得很低，说明振幅小，响度小；如果使劲击鼓，会看到纸屑跳得很高，说明振幅大，响度大。响度还与人耳距离声源的远近有关。因为声能在传播过程中会逐渐分散，所以响度逐渐减小。例如，用电钻钻孔时发出的轰鸣声，使用电钻的工人被振得耳朵不能忍受，站在远处的人就觉得轰鸣声弱得多。医用听诊器，就是利用塑料软管将声能集中起来，避免传播过程中声能分散而响度减小，从而让医生更好的听清身体内发出的声音，便于对身体状况做出准确的判断。在生活中，为了使声音听起来更响或传得更远，常将声音通过话筒送到扩音器放大后播放，使声音的响度更大。了解物体在每秒内振动的次数叫作频率，频率的单位是赫兹，简称赫，符号为Hz。频率决定声音的音调，物体振动得快，频率高，发出声音的音调就高；物体振动得慢，频率低，发出的音调就低。常见的弦乐器，如二胡、小提琴等发声的音调与弦的材料、粗细、松紧、长度有关。同样材料的弦，松紧程度、长短相同时，弦越