“聲音的產(chǎn)生與傳播”教學(xué)設(shè)計與學(xué)習(xí)興趣培養(yǎng)

李哲君

摘 要：在“聲音的產(chǎn)生與傳播”的教學(xué)設(shè)計中，通過設(shè)計一系列有趣的實驗和學(xué)生感興趣的問題，引導(dǎo)學(xué)生在觀察實驗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)和物理知識實現(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；學(xué)習(xí)興趣；培養(yǎng)

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-6148（2017）1-0074-3

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)識傾向，它是人們積極參加對應(yīng)實踐活動的內(nèi)部動力之一。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積極地開展物理學(xué)習(xí)。在這個教學(xué)設(shè)計中，我們設(shè)計了一系列有趣的物理實驗和學(xué)生感興趣的物理問題，激發(fā)學(xué)生思維，引導(dǎo)學(xué)生在觀察實驗和解決問題的過程中，形成學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力。

2 教學(xué)設(shè)計

“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，掌握聲音的產(chǎn)生與傳播的規(guī)律，既是深入學(xué)習(xí)后續(xù)聲學(xué)知識的基礎(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。

2.1 利用實驗，引入新課知識

[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)備一個真空杯子、一個單層玻璃杯子和一個小鬧鈴。使小鬧鈴發(fā)出聲音，將發(fā)出聲音的小鬧鈴放進(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，聲音幾乎沒有多大的變化）；再將發(fā)出聲音的小鬧鈴放進(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，聲音明顯變?nèi)踝詈笙В?/p>

利用這兩個有趣的實驗，引入新課內(nèi)容——聲音的產(chǎn)生與傳播。

設(shè)計意圖：利用有趣的實驗現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生思維，集中學(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，探究聲音的產(chǎn)生

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

[體驗活動2]學(xué)生將刻度尺一端按在桌子邊上，另一端伸出桌邊，撥動伸出桌邊的部分，使刻度尺發(fā)生明顯的振動而發(fā)聲。（刻度尺的振動停止時，發(fā)聲隨即消失）

[體驗活動3]學(xué)生用大拇指和食指觸摸自己的喉頭，朗誦一段課文實現(xiàn)發(fā)聲，感受喉頭發(fā)聲時的狀態(tài)。

設(shè)計意圖：構(gòu)建學(xué)生實驗，讓學(xué)生在熟悉的活動中體驗聲音的來源，使學(xué)生感到新知識的親切、有趣。

[體驗活動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；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。

設(shè)計意圖：通過實例讓學(xué)生體驗到，不同物體雖然都可發(fā)聲，但它們的振動幅度不同，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)行研究方法的教育和訓(xùn)練。

[體驗活動5] 取一個小孩子的玩具——“喜洋洋小鼓”，敲擊鼓面發(fā)聲，但看不到鼓面振動。要求學(xué)生思考并討論：有什么辦法可以檢驗鼓面是否振動？（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；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)紙屑是否運動來判定鼓面是否振動；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)線的另一端吊一個乒乓球，乒乓球靜止時接觸鼓面，敲擊鼓面發(fā)出聲音時，可通過觀察乒乓球是否在跳動來判定鼓面是否振動。）

設(shè)計意圖：利用“檢驗鼓面是否振動”這一問題，構(gòu)建交流討論的學(xué)習(xí)環(huán)境，促進(jìn)學(xué)生的發(fā)散思維，培養(yǎng)學(xué)生的思維興趣和創(chuàng)新能力。同時，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)又一類有效的研究方法——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)：聲音是由物體振動產(chǎn)生的。當(dāng)物體停止振動時，物體就不發(fā)出聲音了。

[實驗與討論] 有一種燒水壺，在壺中的水被燒開時壺嘴就會發(fā)出尖叫聲，以此實現(xiàn)報警。現(xiàn)用此水壺進(jìn)行燒水實驗，觀察并討論：該水壺為什么會在水沸騰時發(fā)出聲音？（參考答案：在壺嘴上套著一個開有小縫的“帽子”。燒水時，把壺蓋蓋嚴(yán)，水沸騰時會產(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，從而發(fā)出聲音。）

設(shè)計意圖：將新知識和學(xué)生生活中的實際問題聯(lián)系起來，讓學(xué)生感到新知識親切有用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)新知識的興趣。

2.3 創(chuàng)設(shè)情境，體驗聲音傳播

[思考和討論]若把一個正在響鈴的鬧鐘放在一個密封的玻璃罩內(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，這說明什么？如果聽到的鈴聲逐漸變?nèi)?，這又說明什么？

設(shè)計意圖：利用實際問題促使學(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)計意圖：通過學(xué)生的觀察、思考、交流和總結(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] 實驗已經(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？請設(shè)計可以用于檢測的實驗方法，與同學(xué)交流并改進(jìn)自己的實驗方法，并按照自己確定的方案進(jìn)行實驗和總結(jié)。

設(shè)計意圖：以具體問題為牽引，訓(xùn)練學(xué)生設(shè)計實驗方案的能力和交流表達(dá)的能力。

[演示實驗] 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]學(xué)生用筆在課桌上寫字，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，以得出結(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)聲音的傳播速度

[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）物體振動會帶動其周圍的介質(zhì)振動，形成疏密相間的波，并向遠(yuǎn)處傳播，這個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，在氣體中最小。在15 ℃的空氣中聲速是340 m/s，在常溫的水中聲速是1 500 m/s，在鐵棒中聲速是5 200 m/s。

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

設(shè)計意圖：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，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，是喪生人數(shù)增多的一個重要原因。如果當(dāng)時被淹沒的人們知道聲音在固體中傳播得更快、更遠(yuǎn)（因而更容易被營救人員聽到），他們就會用硬物敲擊墻壁或管道，及時向營救人員發(fā)出求救信號，或許可以得到救助，重獲新生。

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

2.5 利用問題，研討新知

[學(xué)生討論1]在開始上課時，我們都看到：（1）用手握住振動的音叉，音叉發(fā)出的聲音會立即停止，為什么？（2）將發(fā)出聲音的小鬧鈴放進(jìn)真空杯子里，慢慢擰緊杯蓋，會聽到小鬧鈴發(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，用手抓住音叉，音叉不再振動，因而音叉不再發(fā)聲。（2）這是因為小鬧鈴發(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，要求士兵經(jīng)常將耳朵貼在地上，這是為什么？

參考答案：軍隊在行進(jìn)過程中，他的腳步會發(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，那么聲音就會通過地面?zhèn)鞑サ蕉洌疫@種傳播速度比在空氣中的更快，引起耳膜的振動幅度更大，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4 s收到回波信號，已知聲音在海水中的傳播速度是1 500 m/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：因為聲音傳播過去又返回來，所以聲音從海面?zhèn)鞑サ胶５姿玫臅r間只是總時間的一半，即2 s，所以海水的深度為1 500 m/s× 2 s=3 000 m。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)計意圖：設(shè)計一系列學(xué)生感興趣的問題，通過討論和求解，加深學(xué)生對新知識的理解，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣和解決實際問題的能力。

2.6 引導(dǎo)總結(jié)，把握知識要點

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

（1）聲音是由物體振動產(chǎn)生的。當(dāng)物體停止振動時，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3 000 m/s；聲速在液體中都大于1 000 m/s；聲速在氣體中最小。在15 ℃的空氣中聲速是340 m/s，在常溫的水中聲速是1 500 m/s，在鐵棒中聲速是5 200 m/s。

3 教學(xué)體會

在此“聲音的產(chǎn)生與傳播”的教學(xué)設(shè)計中，我們設(shè)計了一系列有趣的物理實驗和學(xué)生感興趣的物理問題，引導(dǎo)學(xué)生在觀察實驗和解決問題的過程中形成學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力，引導(dǎo)學(xué)生的心理品質(zhì)和物理知識達(dá)到同步發(fā)展。這個教學(xué)設(shè)計，我們已經(jīng)在岳陽市第十二中學(xué)八年級進(jìn)行了教學(xué)實踐，得到了學(xué)生們的普遍好評。

參考文獻(xiàn)：

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[3]喻彬彬. “密度”的教學(xué)設(shè)計與三維教學(xué)目標(biāo)的和諧達(dá)成[J].物理教學(xué)探討，2016，34（5）：68-74.

（欄目編輯 鄧 磊）