第3节 声音的特性与应用 第1课时（表格式教学设计）科学浙教版2024八年级上册

第3节 声音的特性与应用（第1课时）（教学设计） 年级 八年级 授课时间 课题 1.3 声音的特性与应用（第1课时） 学情 分析 本节内容选自浙教版八上第一章第3节第1课时。学生在日常生活中对声音现象有着丰富的感性认识，例如能区分不同乐器的声音、感受到声音的大小差异等，这为学习声音的特性奠定了一定的认知基础。在之前的科学学习中，他们已经接触过一些简单的物理概念和实验探究方法，具备了初步的观察能力和动手操作能力，能够进行基础的实验操作和现象观察。然而，声音的特性涉及到频率、振幅等较为抽象的物理概念，对于初中生而言，理解这些概念存在一定难度，尤其是频率与音调、振幅与响度之间的定量关系，需要学生从具体的现象中进行抽象概括，这对他们的逻辑思维能力提出了较高要求。同时，在实际生活中，声音的各种特性往往相互交织，学生在辨别音调、响度和音色时容易混淆，准确区分不同声音特性并解释相关现象存在困难。此外，虽然学生对实验探究充满兴趣，但在实验设计和实施过程中，如何运用控制变量法进行科学探究，部分学生可能还不够熟练，需要教师进一步引导和强化训练。并且，班级学生个体之间在知识接受能力、学习习惯和学习兴趣等方面存在差异，教学中需兼顾不同层次学生的需求，确保每个学生都能在原有基础上有所收获。 教学 目标 科学观念：了解声音的三个特性：音调、响度和音色；知道音调跟振动频率有关，响度跟振幅有关，不同发声体发出声音的音色不同。 科学思维：在通过实验探究音调、响度与什么因素有关的过程中，体会控制变量法在科学研究中的应用。 态度责任：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 重难点 重点：了解声音的三个特性 难点：影响音调、响度和音色的因素 教学 准备 课件、课本、视频、活动器材等 教学过程 教师活动 学生活动 新 课 导 入 悠扬、悦耳的歌声，使人们感到心情愉悦。尖锐的汽笛声、噌杂的机器轰隆声，会让人焦躁不安。 这些声音有什么不同？不同的声音为什么会对人产生不同的影响？ 聆听歌声、汽笛声等音频，思考 “不同声音为何产生不同影响”。 新 知 讲 授 一、声音的特性 1、音调 （1）定义：声音的高低叫做音调。 探索活动：将一把钢尺压紧在桌面上，用手拨动其伸出桌外的一端。改变钢尺伸出桌面的长度，重复上述实验。仔细观察钢尺的振动快慢，听听它发出的声音。 ①钢尺伸出长，振动慢，发出声音的音调低； ②钢尺伸出短，振动快，发出声音的音调高。 （2）影响音调高低的因素：声音音调的高低与发声物体振动的快慢有关 —— 物体振动得越快，发出的音调就越高。 （3）频率：物体每秒钟振动的次数叫做频率。 ①单位：赫兹，简称赫，符号 Hz。 ②物理意义：表示物体振动的快慢。物体振动得越快，频率就越大，音调就越高；物体振动得越慢，频率就越小，音调就越低。 探索活动： 1、取一套音叉，敲击不同的音叉，听音调高低。 2、把音叉发出的声音信号输入计算机，观察波形。 声音的频率越高，波形就越密集；声音的频率越低，波形就越稀疏。 （4）人的发声情况 ①人通过喉部的肌肉来改变声带振动的频率，从而产生高低不同的音调。 ②儿童说话的音调比成年人高，成年女性的音调比成年男性高。 ③人的发声频率大约在 85Hz 到 1100Hz 之间。 思考与讨论：一只蜜蜂飞过耳边时能听到声音，蝴蝶飞过却听不见，为什么？ 因为人对高音和低音的听觉有一定限度。蜜蜂振动频率在人的听觉范围内，而蝴蝶振动频率不在人的听觉范围内。 （5）人的听觉范围 ①多数人能够听到的声音频率范围为20～20000Hz。 ②高于20000Hz的声波叫做超声波，低于20Hz的声波叫做次声波。 ③一般人听不到超声波和次声波。 （6）各种动物的听觉和发声的频率范围 2、响度 （1）定义：声音的强弱叫做响度。 我们听到的声音有强有弱。比如，击鼓越用力，听到的鼓音越响亮，响度就越大。响度是人们对声音强弱的主观感觉。 探索活动： 1、将乒乓球用细线悬吊起来，用正在发声的音叉轻触乒乓球，观察乒乓球被弹开的幅度。 2、再敲击音叉使其发出不同响度的声音，重做实验。 ①现象：音叉的响度越大，乒乓球的振动幅度越大。 ②结论：响度与声源的振动幅度有关。振动幅度越大，声音的响度越大。（转换法：放大音叉的振动） 3、在距离音叉较近处与较远处听音叉发出声音。 ①现象：距离音叉越远，听到的声音越弱。 ②结论：响度与人距离声源的远近有关。距离声源越远，声音的响度越小。 （2）影响响度大小的因素：对于同一声源发出的声音，其响度与声源的振动幅度有关，也与人距离声源的远近有关。 ①声源的振动幅度越大，声音的响度越大。 ②距离声源越远，声波散播开来，声音就越分散，声音的响度也就越小。 （3）分贝 ①通常用分贝作为单位来计量声音的强弱，符号为 dB。 ②几种声源的分贝数（列举了不同声音的分贝值及对人的影响，以及不同场景下声音分贝的限制） 3、音色 （1）定义：音色反映了声音的品质与特色。 （2）影响音色的因素：发声体的材料、结构。 （3）不同声音的波形：借助示波器可观察到音色不同的声音的波形。音调相同的不同乐器声音，振动频率和振幅幅度相同，波的形状不同。 思考与讨论：下列是不同乐器发出的音调相同的声音的波形，各个波形有何异同。 振动频率和振幅幅度相同，波的形状不同。 归纳总结：人们常常将音调、响度和音色叫做声音的三要素。 探索活动：在 8 个相同空瓶中倒入不同质量的水，用不同方式使其发声。 （1）用筷子敲击瓶壁时，发声的声源是水和瓶壁，盛水越多，敲击音调越低。 （2）用嘴吹瓶口时，发声的声源是空气柱，盛水越多，敲击音调越高。 钢尺振动实验（分组操作） 操作：将钢尺分别伸出 5cm、10cm、15cm，用相同力度拨动，观察振动快慢并听音调变化，填写记录表。 思考：分析振动快慢与音调的关系，归纳 “振动越快，音调越高”。 音叉与波形观察（多媒体辅助） 敲击不同频率的音叉（如 256Hz、512Hz），对比声音高低，观察计算机输入的波形图，总结 “频率越高，波形越密集”。 乒乓球弹开实验（转换法应用） 操作：用细线悬挂乒乓球，轻触发声的音叉，观察弹开幅度；增大敲击力度，重复实验并记录现象。 讨论：分析 “响度与振幅的关系”，理解转换法（将音叉微小振动转化为乒乓球位移）。 波形对比与乐器辨别 观察示波器中钢琴、音叉、小提琴的波形图（同音调、同响度），填写波形差异表格，总结 “音色由材料、结构决定”。 听录音片段（如古筝、吉他），判断乐器种类，强化音色认知。 课 堂 小 结 一、声音的三个特性 （一）音调 1. 定义：指声音的高低。 2. 影响因素：与发声体振动的频率有关，物体振动越快，频率越高，音调越高；反之，振动越慢，频率越低，音调越低。 3. 频率：物体每秒振动的次数，单位是赫兹（Hz）。 4. 人耳听觉范围：多数人能听到的声音频率在 20Hz - 20000Hz 之间，高于 20000Hz 的是超声波，低于 20Hz 的是次声波。 （二）响度 1. 定义：指声音的强弱。 2. 影响因素： （1）与声源的振动幅度有关，振幅越大，响度越大。 （2）与人距离声源的远近有关，距离越远，响度越小。 3. 单位：用分贝（dB）计量，0dB 是人刚能听到的最微弱声音。 （三）音色 1. 定义：反映声音的品质与特色。 2. 影响因素：由发声体的材料、结构决定，不同发声体音色不同。 二、实验探究方法 在探究音调与频率、响度与振幅的关系时，运用了控制变量法，通过控制其他因素不变，只改变研究的单一变量来得出结论。 三、知识应用 1. 可通过声音的特性区分不同发声体，如辨别乐器种类、不同人的声音等。 2. 了解各种动物的听觉和发声频率范围，以及超声波、次声波在生活中的应用。 板 书 设 计 作 业 设 计 （请老师按实际教学需求撰写） 教学反思 本节课通过实验探究与生活实例结合，学生对声音三特性有了基本认知。钢尺振动等实验有效激发兴趣，但部分学生在分析频率与音调的定量关系时仍显吃力，对 “赫兹” 单位的理解停留在表面，需结合更多可视化数据强化。音色部分借助示波器波形对比效果较好，然部分学生难将波形差异与材料结构建立关联，后续可增加不同材质发声体的拆解观察活动。此外，课堂时间把控上，实验讨论环节耗时过长，导致超声波应用案例讲解仓促。今后需优化分组实验指导策略，针对抽象概念设计更多类比活动，同时加强学生对科学术语的规范使用训练。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $