《聲音的產(chǎn)生與傳播》的教學(xué)設(shè)計(jì)與學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)

李哲君

摘要：：在“聲音的產(chǎn)生與傳播”的教學(xué)設(shè)計(jì)中，通過設(shè)計(jì)一系列有趣的實(shí)驗(yàn)和學(xué)生感興趣的問題，引導(dǎo)學(xué)生在觀察實(shí)驗(yàn)和解決問題的過程中，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力，使學(xué)生的心理品質(zhì)和物理知識(shí)實(shí)現(xiàn)同步發(fā)展.

關(guān)鍵詞：聲音的產(chǎn)生與傳播；教學(xué)設(shè)計(jì)；學(xué)習(xí)興趣；培養(yǎng)

1引言

興趣是指人們對某些事物總是帶著愉悅、喜歡等肯定情感的認(rèn)識(shí)傾向，它是人們積極參加對應(yīng)實(shí)踐活動(dòng)的內(nèi)部動(dòng)力之一.如果學(xué)生對物理有了興趣，它將促使學(xué)生懷著喜悅的心情主動(dòng)積極地開展物理學(xué)習(xí).在這個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)中，我們設(shè)計(jì)了一系列有趣的物理實(shí)驗(yàn)和學(xué)生感興趣的物理問題，激發(fā)學(xué)生積極思考，引導(dǎo)學(xué)生在觀察實(shí)驗(yàn)和解決問題的過程中，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力.

2聲音的產(chǎn)生與傳播的教學(xué)設(shè)計(jì)

“聲音的產(chǎn)生與傳播”是與人們的日常生活緊密相關(guān)的物理知識(shí)，掌握“聲音的產(chǎn)生與傳播”的規(guī)律，既是深入學(xué)習(xí)后繼聲學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)，也是提高人們生活品位和保護(hù)人們身心健康必備的知識(shí).

2.1利用實(shí)驗(yàn)，引入新課

[教師演示1]敲擊音叉，音叉可以發(fā)聲；奇怪的是：用手抓住音叉，聲音立即停止.

[教師演示2] 事先準(zhǔn)備一個(gè)真空杯子、一個(gè)單層玻璃杯子和一個(gè)小鬧鈴.使小鬧鈴發(fā)出聲音，將開著聲音的小鬧鈴放進(jìn)單層玻璃杯子里，慢慢擰緊杯蓋，讓學(xué)生感受小鬧鈴發(fā)出聲音（現(xiàn)象是：當(dāng)將杯蓋慢慢擰上時(shí)，聲音幾乎沒有多大的變化）；再將開著聲音的小鬧鈴放進(jìn)真空杯子里，再慢慢擰緊杯蓋，讓學(xué)生再次感受小鬧鈴發(fā)出聲音.（有趣的是：將杯蓋慢慢擰上時(shí)，聲音明顯變?nèi)踝詈笙В?/p>

利用這兩個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)，引入新課——聲音的產(chǎn)生與傳播.

設(shè)計(jì)意圖：利用有趣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生思維，吸引學(xué)生的注意力，喚起學(xué)生的探究熱情和培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.

2.2構(gòu)建活動(dòng)，探究聲音產(chǎn)生

[體驗(yàn)活動(dòng)1] 給每兩個(gè)同桌的同學(xué)發(fā)一根橡皮筋.一個(gè)同學(xué)將其拉伸，另一個(gè)同學(xué)對橡皮筋進(jìn)行撥動(dòng)，觀察橡皮筋來回振動(dòng)，同時(shí)聆聽橡皮筋發(fā)出的聲音；用手握住橡皮筋，橡皮筋停止振動(dòng)，它發(fā)出的聲音隨即停止.

[體驗(yàn)活動(dòng)2]學(xué)生將刻度尺一端按在桌子邊上，另一端伸出桌邊，撥動(dòng)伸出桌邊的部分，觀察到刻度尺發(fā)生明顯的振動(dòng)而發(fā)聲；刻度尺的振動(dòng)停止時(shí)，發(fā)聲隨即消失.

[體驗(yàn)活動(dòng)3]學(xué)生用大拇指和食指觸摸自己的喉頭，朗誦一段課文，感受喉頭發(fā)生的運(yùn)動(dòng)狀態(tài).

設(shè)計(jì)意圖：構(gòu)建學(xué)生實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在熟悉的活動(dòng)中體驗(yàn)聲音的來源，使學(xué)生感到新知識(shí)親切、有趣.

[體驗(yàn)活動(dòng)4] 敲擊音叉使音叉發(fā)聲，將音叉接觸水面，觀察音叉可以濺起水花，感知音叉的振動(dòng)；再用大拇指和食指輕輕接觸發(fā)聲音叉的頂部，感受音叉的振動(dòng).

設(shè)計(jì)意圖：通過實(shí)例讓學(xué)生體驗(yàn)到，不同物體雖然都可發(fā)聲，但它們的振動(dòng)幅度不同，有些可以看到，有些難以察覺.對于不容易觀察到的現(xiàn)象，我們可以利用放大或者轉(zhuǎn)化的方法來展示.以此對學(xué)生進(jìn)行研究方法的滲透和訓(xùn)練.

[體驗(yàn)活動(dòng)5] 取一個(gè)小孩子的玩具——“喜洋洋小鼓”，敲擊鼓面發(fā)聲，但看不到鼓面振動(dòng).要求學(xué)生思考并討論：有什么辦法可以檢驗(yàn)鼓面是否振動(dòng)？（可取的辦法至少有：方法一，用手指輕輕觸摸鼓面，感受鼓面是否振動(dòng).方法二，將鼓面放置水平，在鼓面上放一些細(xì)紙屑，通過觀察細(xì)紙屑是否跳動(dòng)來判定鼓面是否振動(dòng).方法三，將小鼓豎直放置，在鼓面上端固定一段細(xì)線，在細(xì)線的另一端吊一個(gè)乒乓球，乒乓球靜止時(shí)接觸鼓面，敲擊鼓面發(fā)出聲音時(shí)，可通過觀察乒乓球是否在跳動(dòng)來判定鼓面是否振動(dòng).）

設(shè)計(jì)意圖：利用“檢驗(yàn)鼓面是否振動(dòng)”這一問題，構(gòu)建交流討論的學(xué)習(xí)環(huán)境，促使學(xué)生發(fā)散思維，培養(yǎng)學(xué)生的思維興趣和創(chuàng)新能力.同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)又一種有效的研究方法——放大法或者轉(zhuǎn)化法，利用它可以展示不容易觀察到的現(xiàn)象.

教師引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)：聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的.當(dāng)物體停止振動(dòng)時(shí)，物體就不發(fā)出聲音了.

[實(shí)驗(yàn)與討論] 有一種燒水壺，在壺中的水被燒開時(shí)壺嘴就會(huì)發(fā)出尖叫聲，以此實(shí)現(xiàn)報(bào)警.現(xiàn)用此水壺進(jìn)行燒水實(shí)驗(yàn)，觀察并討論：該水壺為什么會(huì)在水沸騰時(shí)發(fā)出聲音？（參考答案：在壺嘴上套著一個(gè)開著小縫的“帽子”.燒水時(shí)，把壺蓋蓋嚴(yán)，水沸騰時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的水蒸氣只能從壺嘴的小縫噴出，氣流迫使壺嘴附近的空氣振動(dòng)，從而發(fā)出聲音.）

設(shè)計(jì)意圖：將新知識(shí)和學(xué)生生活中的實(shí)際問題聯(lián)系起來，讓學(xué)生感到新知識(shí)親切有用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)的興趣.

2.3創(chuàng)設(shè)情境，體驗(yàn)聲音傳播

[思考和討論]若把一個(gè)正在響鈴的鬧鐘放在一個(gè)密封的玻璃罩內(nèi)，聆聽鬧鐘的聲音.學(xué)生思考并討論：現(xiàn)將玻璃罩內(nèi)的空氣逐步抽掉，如果聽到的鈴聲不變，這說明什么？如果聽到的鈴聲變強(qiáng)，這說明什么？如果聽到的鈴聲逐漸變?nèi)酰@又說明什么？

設(shè)計(jì)意圖：利用實(shí)際問題促使學(xué)生思考，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和交流表達(dá)能力.

[感受和總結(jié)] 將玻璃罩內(nèi)的空氣逐步抽掉，感受鈴聲的變化；再讓空氣逐步進(jìn)入玻璃罩，感受鈴聲又有什么變化.學(xué)生根據(jù)自己的感受、思考和討論，可以總結(jié)得到什么結(jié)論？

[教師引導(dǎo)]總結(jié)得出：空氣可以傳播聲音，但真空不可以傳播聲音.我們平時(shí)能夠和他人自由交談，是由于空氣幫助我們傳播了聲音；在沒有空氣的太空，航天員哪怕離得再近，也只能通過無線電交談.

設(shè)計(jì)意圖：指導(dǎo)學(xué)生觀察、思考、交流、總結(jié)，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、邏輯思維能力、交流表達(dá)能力和歸納總結(jié)能力.

[教師提問] 實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明，一切氣體都可以傳播聲音.那么，液體、固體是否可以傳播聲音呢？請?jiān)O(shè)計(jì)可以用于檢測的實(shí)驗(yàn)方法，與同學(xué)交流并改進(jìn)自己的實(shí)驗(yàn)方法，并按照自己確定的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和總結(jié).

設(shè)計(jì)意圖：以具體問題為牽引，訓(xùn)練學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力和交流表達(dá)的能力.

[演示實(shí)驗(yàn)] 用塑料袋包住正在響鈴的鬧鐘，指導(dǎo)學(xué)生感受它在空氣中的聲音；再把它放進(jìn)水中，感受是否聽到的聲音，并與鬧鐘在空氣中產(chǎn)生的聲音進(jìn)行對比.

指導(dǎo)學(xué)生分析和交流，得出結(jié)論：聲音在液體中也能傳播.

[學(xué)生體驗(yàn)]學(xué)生用筆頭在課桌上寫字，感受是否聽到寫字的聲音？（沒有或者很弱）.再把耳朵貼在桌面上傾聽，感受是否聽到寫字的聲音？（奇怪的是：居然能清楚地聽到了寫字的聲音）.

指導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)并推廣，并得出結(jié)論：聲音的傳播需要物質(zhì)，這樣的物質(zhì)叫做介質(zhì)；固體、液體、氣體都可以傳播聲音；聲音在固體中傳播得最快、最遠(yuǎn)，能量損失最少.

設(shè)計(jì)意圖：指導(dǎo)學(xué)生感受奇特的現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生探究大自然的欲望和興趣.

2.4開展自學(xué)，學(xué)習(xí)聲音速度

[學(xué)生自學(xué)] 學(xué)生自學(xué)教材：什么是聲波？聲音在各種介質(zhì)中傳播的速度有何規(guī)律？人耳是怎樣聽到聲音的？

（1）物體振動(dòng)會(huì)帶動(dòng)其周圍的介質(zhì)振動(dòng)，形成疏密相間的波動(dòng)，并向遠(yuǎn)處傳播，這個(gè)過程跟水波的傳播相似.也就是說，聲音是以波的形式傳播的，因此，聲音也叫做聲波.

（2）聲音在各種介質(zhì)中傳播具有確定的速度，這個(gè)速度叫做聲速.聲速的大小跟介質(zhì)的種類和介質(zhì)的溫度有關(guān).聲速在固體中最大，聲速在氣體中最小.在15℃的空氣中聲速是340m/s，在常溫的水中聲速是1500m/s，在鐵棒中聲速是5200m/s.

（3）外界傳來的聲音引起鼓膜振動(dòng)，這種振動(dòng)產(chǎn)生的信號(hào)經(jīng)過聽小骨及其他組織傳給聽覺神經(jīng)，聽覺神經(jīng)把信號(hào)傳給大腦，人就聽到了聲音.

設(shè)計(jì)意圖：指導(dǎo)學(xué)生自學(xué)教材，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力.

[教師講解] 1976年7月28日的我國唐山發(fā)生了大地震，導(dǎo)致24萬人死亡，16萬人重傷，是迄今為止世界地震史上最悲慘的一頁.有關(guān)專家指出，地震后，人們?nèi)狈Ρ匾淖跃戎R(shí)，是喪生人數(shù)增多的一個(gè)重要原因.如果當(dāng)時(shí)被淹沒的人們知道聲音能夠在固體中傳播得更快、更遠(yuǎn)（因而更容易被營救人員聽到），他們就會(huì)用硬物敲擊墻壁或管道，及時(shí)向營救人員發(fā)出求救信號(hào)，從而可以得到救助獲得生命.

設(shè)計(jì)意圖：用悲壯的歷史故事說明聲學(xué)知識(shí)的重要性，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)的欲望和興趣.

2.5利用問題，研討新知應(yīng)用

[學(xué)生討論1]在開始上課時(shí)，我們都看到：（1）用手握住振動(dòng)的音叉，音叉發(fā)出的聲音會(huì)立即停止，為什么？（2）將開著聲音的小鬧鈴放進(jìn)真空杯子里，慢慢擰緊杯蓋，會(huì)聽到小鬧鈴發(fā)出的聲音變小最后消失，為什么？[參考答案：（1）由于聲音來自振動(dòng)，用手抓住音叉，音叉不再振動(dòng)，因而音叉不再發(fā)聲.（2）這是因?yàn)樾◆[鈴發(fā)出的聲音要想被人們聽到，它必須穿越杯中的真空區(qū)域，但真空不傳播聲音.]

[學(xué)生討論2] 古代行軍打仗晚上睡覺時(shí)，要求士兵經(jīng)常將耳朵貼在地上，這是為什么？（參考答案：軍隊(duì)在行進(jìn)過程中，他的腳步會(huì)發(fā)出聲音.如果是晚上，士兵正在熟睡，很難感覺到空氣中的聲音，如果將耳朵貼在地面，那么聲音就會(huì)通過地面?zhèn)鞑サ蕉?，而且這種傳播速度比在空氣中的更快，引起耳膜的震動(dòng)幅度更大，因此，更容易感覺到異常情況，便于采取緊急措施，應(yīng)對偷襲.）

[學(xué)生討論3] 我國南極科學(xué)考察工作者為了探測海底某處的深度，向海底垂直發(fā)射超聲波，經(jīng)過4s收到回波信號(hào)，已知聲音在海水中的傳播速度是1 500m/s，試求海洋中該處的深度是多少？這種方法能否用來測量月亮和地球之間的距離？為什么？

（參考答案：因?yàn)槁曇魝鞑ミ^去又返回來，所以聲音從海面?zhèn)鞑サ胶５姿玫臅r(shí)間只是總時(shí)間的一半，即2s，所以海水的深度為1 500m/s×2s=3 000m.由于聲音的傳播需要介質(zhì)，但在地球大氣層之外的空間基本上是真空，真空不能傳播聲音，因此，不能用這種方法測量月亮與地球之間的距離.）

設(shè)計(jì)意圖：設(shè)計(jì)一系列學(xué)生感興趣的問題，通過討論和求解，加深學(xué)生對新知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣和解決實(shí)際問題的能力.

2.6引導(dǎo)總結(jié)，把握知識(shí)要點(diǎn)

[師生互動(dòng)] 教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)本節(jié)的知識(shí)要點(diǎn)，并讓學(xué)生交流各自的心得體會(huì)，然后板書：

（1）聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的.當(dāng)物體停止振動(dòng)時(shí)，物體就不發(fā)出聲音了.

（2）聲音的傳播需要介質(zhì)，固體、液體、氣體都可以傳播聲音，聲音在固體中傳播得最快、最遠(yuǎn)，能量損失最少.

（3）聲波：聲音是以波的形式傳播的，聲音也叫做聲波.

（4）聲速：聲音在各種介質(zhì)中傳播具有確定的速度，這個(gè)速度叫做聲速.聲速的大小跟介質(zhì)的種類和介質(zhì)的溫度有關(guān).聲速在固體中最大，都大于3000m/s；聲速在液體中都大于1000m/s；聲速在氣體中最小.在15℃的空氣中聲速是340m/s，在常溫的水中聲速是1500m/s，在鐵棒中聲速是5200m/s.

3教學(xué)體會(huì)

在此“聲音的產(chǎn)生與傳播”的教學(xué)設(shè)計(jì)中，我們設(shè)計(jì)了一系列有趣的物理實(shí)驗(yàn)和學(xué)生感興趣的物理問題，引導(dǎo)學(xué)生在觀察實(shí)驗(yàn)和解決問題的過程中，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力，引導(dǎo)學(xué)生的心理品質(zhì)和物理知識(shí)達(dá)到同步發(fā)展.這個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)，我們已經(jīng)在岳陽市第十二中學(xué)八年級(jí)進(jìn)行了教學(xué)實(shí)踐，得到了學(xué)生們的普遍好評(píng).

參考文獻(xiàn)：

[1] 人民教育出版社，課程教材研究所，物理課程教材研究開發(fā)中心 編著.物理（八年級(jí)上冊）.北京：人民教育出版社，2012年6月第1版，27-30.