八年级物理上册☞第二章声现象
第2节《声音的特性》(教学案)
一、教学背景
（一）教学内容分析
本节课是八年级物理上册第二章的第二节，安排在了声音的产生与传播之后。声音的特性这节课中包含的知识难度不高，但内容较多，知识密度大。对响度与振幅、音调与频率、音色与发声体之间的关系认识依托于大量丰富有趣的实验。如何精选和设置这些实验使知识间的逻辑关系清晰而易于接受，是本节课设计的重点。
（二）学生情况分析
在前面的学习中，学生初步掌握了声音由物体振动而产生，并以波的形式传播，能说出15℃空气中声速的大小，并能使用这些知识解释诸如“先看到闪电才听到雷声”等相关生活现象。然而此时学生尚没有机会了解声音本身具有哪些性质，对声音更多地停留在基于生活经验的认识层面上。为此，本节课的教学中，将借助贴合学生生活的实验，引导学生以科学的方法重新审视声音，意识到自身认识的缺失，产生学习新知识的兴趣，并顺利的掌握声音的特性，达成本节课的教学目标。
二、教学目标
1．知识与技能：
（1）能说出不同乐音的音色不同，有音调高低以及响度大小的不同。
（2）能举例说明音调与发声体的振动频率有关，响度与振幅有关，音色的不同是由于发声体不同。
（3）能区别生活中常见声音的音调高低及响度大小
2．过程与方法：
经历“响度与振幅”，“音调与频率”两个实验的探究过程，感受物理中对自然现象中原理的探究方法。
3．情感态度与价值观：
通过体验物质丰富的发声现象，增加对自然以及自然科学的热爱。
三、教学过程
教学环节1：创设情境，问题引入
教师活动: 播放音乐，提出问题：你能从这首歌中听出多少信息？
学生活动：仔细聆听歌曲，尝试回答，达成共识：音乐中能听出有男歌手和女歌手。有人唱低音，有人唱高音，还有一个主唱是男的，其他人都是伴唱。
教师活动：总结学生发言，引出：声音的大小、高低和男女声的不同，都是本节课的研究内容。
教学环节2：探究响度与振幅的关系
教师活动：从歌曲中主唱和伴唱声音大小不同，引出响度的概念：物理学中声音的强弱叫做响度，一名同学站在全班同学面前高声朗诵，他的声音响度就大。两个同学在下面窃窃私语，他们的声音响度就小。所以刚才这首歌中，同学们说男主唱声音大，其实就是他发出的声音响度大，而后面的伴唱们声音小，其实就是他们发出的声音响度小。
演示实验：展示音箱喇叭，播放声音，要求学生观察喇叭的振动情况。
提出问题：喇叭振动不明显，有没有什么办法能让大家更清晰地看到喇叭的振动呢？
学生活动：思考问题，提出改进意见：在喇叭上放点东西，观察其振动情况。
教师活动：在音箱上放一个乒乓球，用一个透明的烧杯罩住。再次让喇叭发声。
学生活动：听声音，观察并描述现象：声音响起后，小球不断跳动。
教师活动：进一步提问：
1．如何增大喇叭的响度？
2．观察现象后，能否猜测响度大小与发声体振动的什么因素有关？
学生活动：回答问题：旋转音量旋钮增大响度，观察现象后初步猜想：响度大小与发声体振动的剧烈程度有关系。
教师活动：展示音叉，分别轻击、重击音叉。并用投影展示声音的波形，进行分析。
教师活动：介绍声音的波形，横坐标表示时间，纵坐标表示振动的幅度。
教师活动：分析波形得到结论：我们把发声体振动时，偏离起始位置的最大距离，也就是发声体来回摆动的幅度，叫做振动的幅度，简称振幅。振幅较小的音叉，声音响度小，振幅较大的音叉，声音响度大。经过科学家无数次的实验证明：乐音的响度与振幅有关，振幅越大，响度越大。
针对训练：
1．要提高鼓声的响度，应采取的办法是（ ）
A．用较大的力击鼓
B．用较小的力击鼓
C．提高击鼓的速度
D．放慢击鼓的速度
2．观察老师拨动古筝的琴弦，当老师轻轻拨动琴弦时，声音的响度______，当老师用力拨动琴弦时声音的响度______。（填 “大”或“小”）
（设计意图：以学生熟悉的鼓点声引入，建立响度的概念，通过观察小球的振动情况，引发学生思考“响度与振幅”的关系。将复杂而且远离学生生活实际的物理规律自然的带入课堂。然后将复杂的鼓点声简化为音叉发出的声音，通过波形的对比分析，清晰直观的得到响度与振幅的关系。此外，让学生初步了解波形分析的方法，对后面音调与频率的关系探究奠定了基础。最后，用一个古筝琴弦振动的题目考查本阶段所学，也为下面学习频率时演示的琴弦实验做了铺垫，自然地实现了教学环节的过渡。）
教学环节3：探究音调与频率的关系
教师活动1：使用古筝演奏简单的乐曲，提出问题：
1．古筝发出的声音为什么可以丰富多变？
2．每根弦发出的声音是什么不同？
学生活动：听老师演奏并观察古筝琴弦的振动，回答问题：
1．古筝有许多能发出不同声音的琴弦
2．每根琴弦发出声音的音调不同。
教师活动：肯定学生回答，并播放小鸟叽喳声和狮子低吼声两种音调不同的声音。
教师活动：拨动一根琴弦，请学生聆听并提问：这个声音的音调是高是低？
学生活动：聆听并回答：声音的音调比较低。
教师活动：使用调音工具改变该琴弦的音调，一边拨动一边改变。使琴弦发出的声音音调由低到高不断变化。并提出问题：老师手中的这根琴弦是如何改变音调的？
学生观察实验、回答并提出疑义：老师手中的拉杆可以使琴弦振动的越来越快。音调就随之升高了。但是这个现象不太明显，不好观察。
教师活动：肯定学生回答，针对实验现象不明显的问题，提供解决方法：教学生制作简易发声玩具并提出新问题：现在我们可以猜测，音调的高低与发声体振动的什么因素有关？
学生活动：完成小制作，近距离的观察橡皮筋的振动，猜想音调的高低与振动的快慢有关。
教师活动：待学生观察结束，给出频率的概念和单位。并介绍生活中声音的频率。
教师活动：敲击频率为261.6Hz和523.2Hz的音叉，展示并分析其波形。
分析波形图，得出结论：波形的疏密程度不同，能够反映发声体在相同一段时间内，振动的次数不同。也就是波形振动的快慢不同。波形比较密集的，发声体振动得快。反之如果振动的慢了，波形也就比较疏松。
对比同学们听到的声音音调的高低，我们可以得到：音调与发声体的振动频率有关，振动频率越大，音调越高。
教师活动：展示口琴拆解图，介绍长短不同的簧片振动频率不同，发出声音的音调不同。
提出问题：请同学们用刚刚学过的知识判断，口琴哪一侧的簧片发出的声音频率更高？
学生活动：交流讨论，达成共识：右侧的簧片，振动的频率比较大，声音音调高。
【总结】
教师活动：通过无数次的实验，科学家也总结出了这一规律：
乐音的音调与振动的频率有关，频率越大，音调越高。
【练习】
1．如图所示，把钢尺平放在桌面上，使钢尺伸出桌边一部分。拨动钢尺。听它发出的声音，同时观察它的振动快慢。当钢尺振动较快时，你听到声音的音调______；当钢尺振动比较慢时，你听到声音的音调比较______。
2．听歌曲片段，请你判断：
1)男女演唱者，谁的音调高？
2)相对应的，谁发声时振动的频率大？
学生活动：听音乐并回答问题：女演唱者声音音调高，振动的频率大。
（设计意图：在本环节中，借助古筝琴弦的振动，和对琴弦振动的调整，将物理情景带入了课堂，具体的现象清晰而且有效，帮助学生建立认识，引发学生进一步的思考。通过让学生动手制作简易的发声玩具，充分的调动了每一个学生的参与，将振动现象进一步拉近到学生眼前。再加上教师连续追问，明确观察对象。最终令每一个学生感受到振动的频率影响了音调的高低。后面在进行探究实验时，仍选择将复杂声音简单化，换为音叉进行声音的采集、处理和分析。将听觉和视觉上的感性认识，以分析图表的方式转化为科学的认识。达成教学目标的设置。）
教学环节4：建立音色的概念
教师活动：播放使用小提琴和竖笛演奏的同一首歌曲《小星星》并提问：
1．这是什么歌曲？
2．两首歌分别是什么乐器演奏的？你能选出正确的答案么？
学生活动：听歌曲，判断乐器并完成连线。
教师活动：两段音乐响度无异，音调完全相同。但同学们仍然能区分出二者不同，这反映了声音的第三个特性：音色。
音色不同是发声体本身的性质不同导致的。不同的发声体由于材料、结构不同，发出声音的音色也就不同，这样我们就可以通过音色的不同去分辨不同的发声体。
（设计意图：选择学生熟悉的音乐使学生更加亲近于教学活动，同时以听声辨物小游戏的形式展开对音色的概念教学，使课堂生动活泼。在学生认识充分后，给出概念并结合针对性的训练，易于学生的接受和对概念的应用。）
教学环节5：课堂总结回顾
教师活动：通过这节课的学习，我们研究了乐音相关的知识，请大家回答下列问题，梳理知识框架。
1．本节课我们研究了乐音，请问大家什么是乐音？
2．乐音一共有三个要素，他们分别是什么？
3．音调的高低取决于什么因素？
4．响度的大小取决于什么因素？
5．音色不同取决于什么因素？
学生活动：回答问题，梳理本节课知识。
教学环节6：课堂诊断练习
教师活动：展示PPT上的练习题
1．小明向家里打电话，他主要依靠声音的____ 听出是妈妈接的电话，妈妈要他把声音讲大些，这是要求增大声音的 （音调/响度/音色）。
2．小王和小强练习敲鼓，小王大力敲，小强用较小的力敲，鼓发出的声音不同的是：（ ）
A．音调 B．音色 C．响度 D．频率
正确答案：C
分析：用力敲鼓—鼓震动幅度大—声音的响度大
3．在08年春晚上，演员进行了一个口技表演，观众听口技演员发出的声音非常像是黄鹂鸟的叫声，这是因为口技演员模仿了黄鹂鸟叫声的（ ）
A振幅 B音色 C 响度 D音调
正确答案：B
我们能够区别不同发声体依靠的是其发出声音的音色，口技演员能模仿黄鹂鸟叫，说明他可以模仿黄鹂鸟声音的音色。
4．日常生活中，我们说声音“震耳欲聋”，是指它的_____很大；我们能辨别不间乐器发出的声音，是由于它们的____不同．
正确答案：响度、音色
本题为对前面两题的巩固。
5．（多选）男女歌唱家同台演唱，男低音独唱时女高音轻声伴唱，下面说法正确的是：（ ）
A．男声音调低；女声音调高。
B．男声音调高；女声音调低。
C．男声响度小；女声响度大。
D．男声响度大；女声响度小。
正确答案：BD
男低音的音调低，同时其为独唱，声音的响度大，故选BD。
教学环节7：布置作业
教师活动：布置作业
阅读教材，完成《动手动脑学物理》中的四道题。
学生活动：记录作业内容
板书设计
四、教学反思：
本节课在如下几个方面较好地体现了课标理念
1．教学实施体现从生活走向物理，从物理走向社会的课标要求。
学生的生活中每天都接触各种各样的声音，所以选择一首包含引课所需的充足信息量的歌曲来引入课堂，使教学实施的过程更亲近学生的生活实际，降低了学生的认知困难，让学生乐于去聆听、思考和讨论，进而生成课堂所需的知识。而在知识的应用上，古筝琴弦分析的情景和对不同乐曲与对应乐器的连线题目等等的设置，力争向学生传达物理学是一门学以致用的学科，使学生们在应用中感受到知识的价值和力量，并愿意保持自己对物理学习的兴趣，追求更高的思维和实践能力。
2．教学环节的设置突出科学探究意识的培养，使学生经历、感受科学探究的过程。
在建立响度与振幅、音调与频率关系的过程中，学生经历了从生活现象发现规律、引发猜想，到分析音叉声音波形证实猜想的过程。学生初步感知了科学探究实验的部分环节。这样的教学环节设置体现出了科学探究实验在中学物理教学中的重要性，也有助于学生更多的接触、感受并了解科学探究，为今后学生能用探究意识发现科学规律，建立了基础。
3．充分发挥实验教学的作用，通过实验的设置巧妙的建立科学概念，激发学生的思考，营造良好的学习氛围。
本节课中，音响实验、古筝实验和简易发声玩具的制作实验，都充分的调动了学生的思考，明显而且清晰的现象或能帮助学生更好地理解概念，或能让学生提出有效的猜想。同时，对音响和古筝的改进实验也激发了学生的思维，使学生经历了科学学习中的探索与前进。而另一方面，对口琴的拆解分析和对歌曲的声音特性分析都促进了学生对所学知识的理解和运用，使学生能够将知识与生活相联系，真正有机会做到学以致用。
附录：简易发声玩具的制作说明
（一）制作所需器材
橡皮筋一根，空纸筒或茶叶罐一个。
（二）制作过程与使用方法
把橡皮筋勒在纸筒上，在侧面拉动橡皮筋调节顶部橡皮筋的松紧，同时不断地拨动橡皮筋。
（三）实验现象
橡皮筋被拉紧时，振动的很快，也就是振动的频率很大，此时音调也较高。而橡皮筋比较松弛时，振动的频率相对较小，音调也比较低沉。