第四節《聲音的特性》的教案
教學(xué)目標
1.知識與技能 ①了解聲音的特性包括：音調、響度和音色;
�、谥罉�(lè )音的音調跟發(fā)聲體的振動(dòng)頻率有關(guān)，響度跟發(fā)聲體的振幅有關(guān);
�、鄄煌l(fā)聲體發(fā)出樂(lè )音的音色不同;
2.過(guò)程與方法 ①通過(guò)做“音調與頻率有關(guān)的實(shí)驗”和“響度與振幅有關(guān)的實(shí)驗”進(jìn)一步了解、學(xué)習用科學(xué)探究的方法研究物理問(wèn)題;
�、趯W(xué)習從物理現象和實(shí)驗中歸納簡(jiǎn)單的科學(xué)規律,嘗試應用已知的科學(xué)規律,去解釋具體問(wèn)題;
�、叟囵B合作學(xué)習的能力,初步的評估和聽(tīng)取反饋意見(jiàn)的意識.
3.情感態(tài)度和價(jià)值觀(guān)
�、贅�(lè )于探索自然現象和身邊物理學(xué)道理,樂(lè )于參與觀(guān)察、實(shí)驗、探究活動(dòng)。
�、谟兄鲃�(dòng)與他人合作交流的愿望，敢于發(fā)表自己的見(jiàn)解。
�、垠w會(huì )現實(shí)世界物體的發(fā)聲是豐富多彩的，更加熱愛(ài)世界，熱愛(ài)科學(xué)。
教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)
重點(diǎn)：（1）研究樂(lè )音的音調和響度各與什么因素有關(guān)；
�。�2）學(xué)習體會(huì )科學(xué)探究的方法；
難點(diǎn)：感知樂(lè )音的音色，理解音色取決于發(fā)聲體本身；
教學(xué)資源
�。�1）分組探究實(shí)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(shí)驗器材：自制“水瓶琴”、木尺、鐵架臺、細線(xiàn)懸吊的乒乓球、固有頻率不同的音叉兩個(gè)、音叉錘、示波器、話(huà)筒
�。�3）部分學(xué)生備的樂(lè )器：口琴、小提琴兩把、長(cháng)笛、手風(fēng)琴、薩克斯管等
�。�4）多媒體顯示屏及反饋練習
板書(shū)設計（多媒體顯示）
三、聲音的特性
含 義
決 定 因 素
相 關(guān) 問(wèn) 題
音 調
聲音的高低
發(fā)聲體振動(dòng)的頻率
頻率：物體每秒內振動(dòng)的次數。
單位：赫茲（HZ）
人的聽(tīng)覺(jué)頻率范圍：20HZ-20000HZ
超聲波與次聲波
響 度
聲音的大小
發(fā)聲體振動(dòng)的振幅
振幅：物體振動(dòng)的幅度。
音 色
聲音的特色
發(fā)聲體本身的材料、結構
音色是辨別不同發(fā)聲體的依據。
課堂教學(xué)程序
教師活動(dòng)及主要語(yǔ)言
學(xué)生活動(dòng)
說(shuō) 明
導入新課
復習聲音是怎樣產(chǎn)生和傳播的。
敲擊“水瓶琴”發(fā)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(zhì)特點(diǎn)，而導入新課。
進(jìn)行新課
一、音調的高低與什么因素有關(guān)
引導學(xué)生從聲音的產(chǎn)生認識到聲音的性質(zhì)特點(diǎn)應與發(fā)聲體的振動(dòng)情況有關(guān)，并根據已有的經(jīng)驗對音調的高低會(huì )與振動(dòng)的什么因素有關(guān)作出猜想。
讓學(xué)生利用桌面上提供的一些器材設計實(shí)驗，使物體發(fā)出高低不同的聲音，仔細觀(guān)察物體發(fā)聲時(shí)的振動(dòng)情況有什么不同，驗證自己的猜想。
鼓勵學(xué)生交流探究實(shí)驗的方案和結果，引導全班學(xué)生對結果進(jìn)行評估。
引導學(xué)生歸納實(shí)驗探究結果，判斷實(shí)驗結果是否證實(shí)了自己的猜想。
提出問(wèn)題：蝴蝶飛去飛來(lái)，靠的是翅膀的振動(dòng)，蚊子也是，可為什么我們聽(tīng)得到蚊子的嗡嗡聲，卻聽(tīng)不見(jiàn)蝴蝶的聲音呢？
給出蝴蝶和蚊子翅膀每秒振動(dòng)的次數，指導學(xué)生閱讀課文第20頁(yè)，達到正確解答上述問(wèn)題。
引導學(xué)生交流：閱讀課文第20頁(yè)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(guān)
引導學(xué)生分析前階段的探究實(shí)驗中，是否也發(fā)現了能說(shuō)明響度大小與什么因素有關(guān)的一些現象和事實(shí)？交流實(shí)驗現象和判斷結果。
對學(xué)生實(shí)驗認真，觀(guān)察仔細，的科學(xué)態(tài)度給予贊賞。
演示課本P21、圖1.3-4實(shí)驗，引導學(xué)生觀(guān)察比較兩種情況下音叉發(fā)聲的響度和乒乓球被彈開(kāi)的距離，歸納探究結果。判斷探究結果是否證實(shí)了先前的猜想。
三、音色
組織學(xué)生做游戲。請幾位同學(xué)分別用不同的樂(lè )器都演奏C調的“1”和“3”，其他同學(xué)閉上眼睛，只用耳朵聽(tīng)，看能否辨別出是什么樂(lè )器發(fā)出的聲音。（夸學(xué)生辨別準確。）
提出問(wèn)題：你是怎么辨別不同的發(fā)聲體的`。
教師歸納：不同發(fā)聲體的音色不同。音色是辨別不同發(fā)聲體的依據。鼓勵學(xué)生列舉自己熟知的憑音色辨別不同發(fā)聲體的事例。
用示波器分別顯示音叉發(fā)出的不同音調、不同響度的聲音信號波形以及不同樂(lè )器用相同的音量都發(fā)C調的“1”的聲音信號波形。指導學(xué)生觀(guān)察比較波形的不同特征。
用示波器觀(guān)察學(xué)生（男女各一）說(shuō)“我喜歡物理”的聲音信號波形。
歸納小結
1、學(xué)生小結。
2、課堂練習反饋。
3、組織學(xué)生演奏、欣賞樂(lè )曲《歡樂(lè )頌》。
布置作業(yè)
舉手回答
加深對聲音的不同性質(zhì)特點(diǎn)的感性認識，提高學(xué)習興趣。
回想所聽(tīng)到過(guò)的高低不同的聲音及發(fā)聲體相應的振動(dòng)情況。猜想：音調的高低可能與發(fā)聲體振動(dòng)的快慢有關(guān)。
明確實(shí)驗目的，兩人一組合作進(jìn)行探究實(shí)驗，觀(guān)察分析實(shí)驗現象，作出判斷。
學(xué)生舉手答問(wèn)，其他學(xué)生討論、再驗證、評估。
舉手發(fā)言。
學(xué)生交流猜測。
自學(xué)并積極思考，相互交流，討論、作答。
積極舉手回答，匯報自學(xué)成果。展現自己的科學(xué)素養。
學(xué)生分組討論、再實(shí)驗，并舉手作答，其他學(xué)生評估。
觀(guān)察實(shí)驗現象，總結實(shí)驗結果，積極舉手作答。
積極參與做游戲，判斷每次發(fā)聲的樂(lè )器是什么樂(lè )器，集體回答。
舉手回答
分組討論，踴躍舉手作答。
觀(guān)察比較不同聲音的波形，集體回答判斷結果。
積極參與活動(dòng)，認真觀(guān)察比較波形的不同。
創(chuàng )設情境，讓學(xué)生對聲音的不同特性產(chǎn)生研究的興趣。
嘗試根據已有經(jīng)驗和知識對問(wèn)題的結果提出猜想。
嘗試設計科學(xué)探究的方法，選擇所需的器材。體會(huì )通過(guò)觀(guān)察和實(shí)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(xué)生分析、歸納能力。
用學(xué)生熟知的現象提出問(wèn)題，教育學(xué)生觀(guān)察生活、服務(wù)生活。
培養學(xué)生自學(xué)能力，指導學(xué)生用所學(xué)知識分析解釋自然現象。
培養歸納概括能力。檢查學(xué)生平時(shí)搜集資料、對技術(shù)應用的關(guān)注情況。
及時(shí)給予鼓勵，益于形成科學(xué)的學(xué)習習慣。
培養學(xué)生從現象和實(shí)驗中歸納科學(xué)規律的能力。
形式多樣調動(dòng)學(xué)生參與學(xué)習活動(dòng)。
培養學(xué)生發(fā)現身邊的物理，聯(lián)系生活實(shí)際的能力。
利于形象深刻地理解聲波
進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習物理的興趣。
能增強學(xué)生對樂(lè )音特性的理解和感受，激發(fā)學(xué)生熱愛(ài)科學(xué)，熱愛(ài)生活的情感。
（二）案例（聲音的特性）：
一、引入新課：
師問(wèn)：聲音是怎樣產(chǎn)生的？聲音靠什么傳播？
生答：聲音是由于發(fā)聲體的振動(dòng)而產(chǎn)生，聲音的傳播需要介質(zhì)，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(huì )發(fā)出聲音。
師問(wèn)：啤酒瓶發(fā)出的聲音相同嗎？聽(tīng)起來(lái)有什么不同？
�。ㄇ脫羝【破堪l(fā)出“1，2，3，4，5，6，7，i”的聲音，讓學(xué)生仔細聽(tīng)并討論后再回答。）
生答：不同啤酒瓶發(fā)聲的高、低不同。
�。ㄍ戏�，輕敲啤酒瓶發(fā)聲。）
師問(wèn)：這次啤酒瓶發(fā)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(lái)分別描述聲音的這些不同性質(zhì)。這節課，我們一起來(lái)研究聲音的這些性質(zhì)。
板書(shū)： 三、聲音的特性
二、教授：
師問(wèn)：聲音是由于發(fā)聲體的振動(dòng)而產(chǎn)生，聲音的性質(zhì)特點(diǎn)應與發(fā)聲體的振動(dòng)情況有關(guān)。那么，音調的高低是與發(fā)聲體振動(dòng)的什么因素有關(guān)呢？
�。ㄒ龑W(xué)生根據已有的經(jīng)驗：所聽(tīng)到的聲音的高低、所看到的發(fā)聲體的振動(dòng)情況，作出猜想，并給一定的時(shí)間討論）
生甲答：音調的高低可能與發(fā)聲體振動(dòng)的快慢有關(guān)。因為小提琴發(fā)出高音的弦振動(dòng)得比較快。
生乙答：唱歌發(fā)高音時(shí)，聲帶振動(dòng)也比較快。所以音調的高低應該與發(fā)聲體振動(dòng)的快慢有關(guān)。
……
�。▽W(xué)生的猜想可能是多種多樣，甚至有錯誤的，但沒(méi)關(guān)系，學(xué)生可以通過(guò)實(shí)驗驗證自己的猜想，也需要用實(shí)驗事實(shí)來(lái)糾正自己的錯誤。教師就是培養學(xué)生敢于提出問(wèn)題、作出設想，勤于探索實(shí)踐的精神。）
師：同學(xué)們可以利用桌面上提供的一些器材設計實(shí)驗，讓物體發(fā)出高低不同的聲音，仔細觀(guān)察物體發(fā)聲時(shí)的振動(dòng)情況有什么不同，驗證自己的猜想。然后，說(shuō)說(shuō)你的實(shí)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(dòng)疏密不同的木梳齒，撥動(dòng)密齒時(shí)，塑料片振動(dòng)快，發(fā)聲音調高。
生乙答：我們把橡皮筋拉緊后撥動(dòng)它，發(fā)現橡皮筋被拉得越細時(shí)，振動(dòng)越快，發(fā)聲音調越高。
生丙答：我們按書(shū)上的方法，把鋼尺一端緊壓在桌面上，另一端伸出桌邊，撥動(dòng)鋼尺，發(fā)現鋼尺伸出桌邊較長(cháng)時(shí)，振動(dòng)較快，發(fā)聲音調較高。
�。ń處熀蛯W(xué)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(xué)的結論。）
師問(wèn)：通過(guò)以上研究，哪位同學(xué)能概括得出的結論？
生丁答：音調的高低取決于發(fā)聲體振動(dòng)的快慢。物體振動(dòng)得快，發(fā)聲音調高，振動(dòng)得慢，發(fā)聲音調就低。
師：物理學(xué)里，用頻率表示物體振動(dòng)的快慢。發(fā)聲體振動(dòng)快的，頻率大，音調高；振動(dòng)慢的，頻率小，音調低。所以，頻率的大小決定音調的高低。
師問(wèn)：我們知道蝴蝶飛去飛來(lái)，靠的是翅膀的振動(dòng)，蚊子也是，但我們聽(tīng)得到蚊子的嗡嗡聲，卻聽(tīng)不見(jiàn)蝴蝶的聲音，你知道這是為什么嗎？
�。ㄉ酝�、讓學(xué)生猜測、交流，更多的學(xué)生會(huì )不知其解。）
師：我給大家提供一組數據：蝴蝶翅膀每秒振動(dòng)5-6次，蚊子翅膀每秒振動(dòng)500-600次。為解答這一問(wèn)題，同學(xué)們還需要了解：什么叫頻率？它的單位是什么？人的聽(tīng)覺(jué)頻率范圍有多大？請閱讀課本第20頁(yè)的內容，看誰(shuí)能盡快完整地回答。
�。▽W(xué)生閱讀并交流。）
生答：因為人耳的聽(tīng)覺(jué)范圍是20HZ-20000HZ，蝴蝶翅膀每秒振動(dòng)5-6次，頻率低于人的聽(tīng)覺(jué)范圍，所以人聽(tīng)不到蝴蝶翅膀振動(dòng)發(fā)聲。而蚊子翅膀每秒振動(dòng)500-600次，振動(dòng)頻率在人的聽(tīng)覺(jué)范圍內，人能聽(tīng)到蚊子翅膀振動(dòng)發(fā)出的聲音。
師：回答的很好，我們向他表示祝賀。
師問(wèn)：同學(xué)們通過(guò)閱讀課文第20頁(yè)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(dòng)物的發(fā)聲頻率范圍不同。如貓和狗發(fā)聲頻率較低，在人的聽(tīng)覺(jué)范圍內，人能聽(tīng)見(jiàn)；而蝙蝠和海豚的發(fā)聲頻率很高，可以發(fā)出人聽(tīng)不到的超聲波。
生丙：動(dòng)物的聽(tīng)覺(jué)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(guò)探測地震、臺風(fēng)、火山爆發(fā)等自然災害發(fā)生前輻射出的次聲波，來(lái)預測、預報它發(fā)生，以減少災害帶來(lái)的損失。
生乙答：醫學(xué)上可以利用超聲波進(jìn)行診斷和治療。如B超檢測、超聲碎石等。
�。▽W(xué)生積極舉手，發(fā)言踴躍。）
師：超聲波和次聲波在醫療技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)以及各種探測等諸方面都有著(zhù)廣泛的應用，同學(xué)們課后可以進(jìn)一步收集資料并撰寫(xiě)小論文發(fā)表、交流。
師問(wèn)：在研究音調的高低與什么因素有關(guān)的探究實(shí)驗中，你是否在不經(jīng)意中也發(fā)現了一些現象和事實(shí)，能說(shuō)明聲音的大小——響度與什么因素有關(guān)？
生甲答：我們撥動(dòng)橡皮筋發(fā)聲時(shí)，發(fā)現撥動(dòng)的幅度越大，橡皮筋發(fā)聲的響度越大。說(shuō)明響度大小應該與發(fā)聲體振動(dòng)的幅度有關(guān)。
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(cháng)度，用不同的力撥動(dòng)鋼尺，發(fā)現鋼尺振動(dòng)幅度較大時(shí)，發(fā)聲的響度較大。
師：同學(xué)們的確是實(shí)驗認真，觀(guān)察仔細，有科學(xué)方法和科學(xué)精神。請同學(xué)們再觀(guān)察一個(gè)實(shí)驗：將發(fā)聲的音叉接觸懸吊著(zhù)的乒乓球，比較輕敲和重敲音叉兩種情況下，音叉發(fā)聲的響度和乒乓球被彈開(kāi)的距離。你觀(guān)察到什么現象？
�。ń處熝菔緦�(shí)驗。實(shí)驗條件許可，也可讓學(xué)生分組實(shí)驗探究。）
生答：重敲時(shí)，音叉發(fā)聲響度大，乒乓球被彈開(kāi)的距離大，表明音叉振動(dòng)的幅度大。
師問(wèn)：分析以上各實(shí)驗現象，你可以得出什么結論呢？
生答：上述各實(shí)驗說(shuō)明：發(fā)聲體振動(dòng)的幅度越大，響度越大。
師：物理學(xué)中，我們把物體振動(dòng)的幅度叫振幅�？梢�(jiàn)，發(fā)聲體的振幅越大，響度越大。
師：同學(xué)們，我們來(lái)做個(gè)游戲。我請幾位同學(xué)分別用不同的樂(lè )器都演奏C調的“1”和“3”，其他同學(xué)閉上眼睛，只用耳朵聽(tīng)，看能否辨別出是什么樂(lè )器發(fā)出的聲音，好嗎？
�。ㄊ孪日垘孜煌瑢W(xué)準備好口琴、小提琴、笛子、薩克斯管等，有三、四樣最好。學(xué)生幾乎都能靠聽(tīng)聲音，辨別出各種樂(lè )器。）
師問(wèn)：（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(fā)聲有不同的特色，只要你曾經(jīng)聽(tīng)過(guò)這些物體發(fā)出的聲音，知道它的聲音特色，再次聽(tīng)到時(shí)就能辨別出來(lái)。
師：對，說(shuō)得好。由于不同發(fā)聲體的材料、結構不同，發(fā)出的聲音有不同的特色，也就是聲音的音色不同。人們通過(guò)聽(tīng)聲音來(lái)辨別不同的發(fā)聲體，就是靠音色來(lái)辨別的。
師問(wèn)：哪位同學(xué)能舉出人們憑音色來(lái)辨別不同發(fā)聲體的事例？
生甲答：鐵路工人檢查火車(chē)機械部件是否有裂縫，總是用鐵錘敲幾下，就是靠聽(tīng)機械部件發(fā)聲的音色來(lái)辨別的。
生乙答：同班同學(xué)，我們未見(jiàn)其人，只聞其聲，就能辯知是誰(shuí)，也是靠辨別聲音的音色。
師：以上事實(shí)告訴我們，音色取決于發(fā)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(xué)們對聲音的三個(gè)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(guān)察到不同聲音的波形不同，請同學(xué)們注意觀(guān)察比較波形的特征。
�。ń處熛群筝斎胍粽{不同的音叉聲音信號、響度不同的音叉聲音信號、不同樂(lè )器用相同的音量都發(fā)C調的“1”的聲音信號，讓學(xué)生觀(guān)察示波器的波形。由于第一次使用示波器，需要教師簡(jiǎn)單說(shuō)明和引導。）
生甲答：音叉發(fā)聲的音調不同時(shí)，波形的疏密不同，音調高的，波形密。
生乙答：音叉發(fā)聲的響度不同時(shí)，波形的幅度不同，響度大的，波形幅度大。
生丙答：不同樂(lè )器用相同的音量都發(fā)C調的“1”音時(shí)，聲音的響度和音調都基本相同，觀(guān)察到各組波形的幅度和疏密就基本相同，但由于發(fā)聲體不同，發(fā)聲的音色不同，觀(guān)察到波形上附加的小振動(dòng)不同。
師：也就是說(shuō)，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(dòng)。
�。ǹ勺屚瑢W(xué)看課本第22頁(yè)的波形圖。）
師問(wèn)：有誰(shuí)想看看自己聲音信號的波形特征？
�。▽W(xué)生舉手踴躍，爭著(zhù)觀(guān)察自己的聲音信號波形。）
師：請兩位同學(xué)（男女各一）上講臺，用話(huà)筒說(shuō)“我喜歡物理！”。
�。▽W(xué)生觀(guān)察波形特征。）
三、小結鞏固：
師問(wèn)：同學(xué)們學(xué)習物理真的有趣有用，對嗎？這節課學(xué)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(fā)聲體的振動(dòng)頻率有關(guān)，響度與發(fā)聲體的振幅有關(guān)，音色取決于發(fā)聲體本身。
生丙答：我學(xué)會(huì )了靠音色來(lái)辨別不同的發(fā)聲體。
生丁答：我覺(jué)得發(fā)現問(wèn)題，進(jìn)行探究實(shí)驗，是學(xué)習物理知識的一種科學(xué)、有效、有趣的方法。
師：請同學(xué)們解答下面幾個(gè)問(wèn)題，檢查自己是否掌握了本節主要內容。
�。▽W(xué)生集體解答鞏固練習，教師及時(shí)反饋評價(jià)。）
師：同學(xué)們的收獲真不��！同學(xué)們，樂(lè )音是美妙的，生活是美好的，我們請備有樂(lè )器的同學(xué)為大家同奏一曲《歡樂(lè )頌》。
�。ㄈ嗤瑢W(xué)熱烈鼓掌，在歡樂(lè )、優(yōu)美的音樂(lè )中結束新課。）
四、布置作業(yè)：
1、閱讀科學(xué)世界《樂(lè )音和樂(lè )器》。
2、做課本第23頁(yè)“想想議議”。
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