第二节 乐音与噪声（表格式教学设计）物理新教材北师大版（北京）八年级全一册

该初中物理《乐音与噪音》教学设计聚焦乐音三特征（音调、响度、音色）及噪音控制，通过播放三段声音（儿童笑声、钢琴独奏、施工电钻声）引导学生体验，承接“声音的产生与传播”，构建声现象知识体系。 以发音齿轮精准控制频率、示波器可视化波形为特色，通过小组探究“音调与频率”“响度与振幅”实验及“设计简易降噪装置”活动，培养科学探究与科学思维能力，帮助学生直观理解抽象概念，提升教师教学效率。

年级 八年级 学科 物理 教师 课题 第2节 乐音与噪音 教学 目标 物理观念 1. 1、明确乐音的三个特征，通过发音齿轮和示波器实验，建立 “频率决定音调、振幅决定响度、发声体材料与结构决定音色” 的认知，能结合实验现象解释生活中不同声音的差异。 1. 2、从物理学和环保两个角度理解噪音定义，掌握噪音的来源、危害及 “声源处、传播过程中、人耳处” 的控制途径，树立 “科学用声、减少噪音污染” 的意识。 科学思维 1. 1、通过 “发音齿轮探究音调与频率关系”“示波器观察乐音与噪音波形” 等实验，培养 “提出假设 — 设计方案 — 分析数据 — 得出结论” 的逻辑推理能力，能从波形图中提取 “频率（疏密）”“振幅（高低）” 信息，归纳声音特性的本质差异。 1. 2、结合生活中的噪音问题，运用噪音控制途径设计解决方案，提升 “将物理知识转化为实际应用” 的科学思维，避免 “音调与响度” 的概念混淆。 科学探究 1. 1、以小组为单位，完成 “音调与频率”“响度与振幅”“乐音与噪音波形对比” 的探究实验，规范操作器材、记录实验现象； 1. 2、参与 “设计简易降噪装置” 探究活动，结合示波器的波形变化验证降噪效果，学会交流与分享探究成果。 科学态度 与责任 通过示波器可视化声音波形、发音齿轮精准控制频率的实验，感受物理仪器在科学探究中的作用，激发对物理学科的兴趣，树立 “用科学仪器探索未知” 的观念 教材 分析 本节是北师大版八年级物理《声现象》单元的第二课时，承接上一课时 “声音的产生与传播”，聚焦声音的 “特性差异” 与 “分类”，是声现象知识体系的核心内容。从知识逻辑看，乐音的三个特征是理解声音本质的关键，噪音的控制则是知识在实际生活中的应用延伸；从学科素养看，本节通过实验探究声音特性与物理量的关系，是培养学生科学探究能力、建立物理观念的重要载体，为后续学习 “声的利用”“噪声的危害与控制” 奠定基础。 学情分析 八年级学生已学习 “声音由物体振动产生”“声音的传播需要介质”，具备初步的实验观察能力和小组合作意识；生活中对 “声音有高低、大小差异” 有感性认知（如知道女生声音尖、男生声音粗，大声说话比小声说话响），但未将 “高低”“大小” 与 “频率”“振幅” 等物理量建立关联，易混淆 “音调” 与 “响度” 概念。 教学重点 1. 1、用发音齿轮和示波器探究 “音调与频率”“响度与振幅” 的关系，建立物理量与声音特性的对应观念。 1. 2、通过示波器观察乐音与噪音的波形差异，区分两者本质，掌握噪音的控制途径。 教学难点 1. 1、操作发音齿轮时，控制转速均匀以保证频率稳定，结合示波器波形分析 “频率与音调” 的因果关系，避免混淆 “转速” 与 “振幅” 的影响。 1. 2、从示波器波形中区分 “频率（波形疏密）” 与 “振幅（波形高低）”，并将波形特征与乐音、噪音的定义结合，形成抽象思维。 教学 器材 多媒体课件（含乐音 / 噪音音频、噪音危害视频）、发音齿轮（多组不同齿数，如 20 齿、40 齿、60 齿）、示波器（含声音传感器）、鼓（带鼓槌）、碎纸屑、隔音棉、空纸盒、分贝仪。 第2节 乐音与噪音（教学设计） 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 1. 体验活动：教师播放三段声音（儿童笑声、钢琴独奏、施工电钻声），学生闭眼聆听，用表情或手势表达 “愉悦” 或 “烦躁”，并记录感受。 问题驱动：“为什么有的声音让人愉悦，有的让人烦躁？这些声音在本质上有什么不同？今天我们通过实验探究，揭开‘乐音与噪音’的奥秘。”（板书课题 1. ） 聆听，感受各种声音。 思考并回答问题，进入情景。 学习新课 一、探究乐音的特征 活动1：探究乐音的特征——音调 教师展示多组不同齿数的发音齿轮（20 齿、40 齿、60 齿），提问：“用相同速度转动不同齿数的发音齿轮，声音的高低（音调）会不同吗？音调可能与什么物理量有关？” 学生小组讨论，结合导入实验提出假设：“音调可能与齿轮每秒振动的次数（频率）有关，齿数越多，振动越快，音调越高”，记录在实验单上。 1、设计与实施实验 步骤 1：将示波器声音传感器靠近发音齿轮，选择 20 齿齿轮，用手匀速转动齿轮（保持转速稳定），用铅笔轻触齿面，聆听音调，记录示波器上波形的 “疏密程度”（每秒波形个数，即频率）。 步骤 2：换用 40 齿、60 齿齿轮，保持转速与步骤 1 一致，重复上述操作，记录每次的 “音调高低” 和 “示波器波形疏密”。 控制变量：强调 “转速相同”（保证齿轮每转一圈的时间相同，齿数越多，每秒碰撞铅笔的次数越多，频率越高），避免转速变化影响实验结果。 2、分析数据与得出结论 各小组展示实验记录（如 “20 齿齿轮：波形稀疏，音调低；60 齿齿轮：波形密集，音调高”），教师用低频信号发生器调节不同频率，示波器同步显示波形，验证 “频率越高，波形越密，音调越高”。 总结：音调由频率决定，频率越高，音调越高（频率：物体每秒振动的次数，单位赫兹 Hz）。 生活拓展：学生举例生活中音调与频率的关系（如蜜蜂翅膀振动频率约 300Hz，能听到声音；蝴蝶翅膀振动频率约 5Hz，听不到声音），用示波器展示两种声音的波形（蜜蜂波形密，蝴蝶波形极疏），强化认知。 活动2：探究乐音的特征——响度 教师用鼓槌轻敲鼓面（碎纸屑轻微跳动），再用力敲鼓面（碎纸屑剧烈跳动），同时用示波器连接传感器，学生观察两次声音的 “波形高低” 差异。提问：“声音的大小（响度）与什么因素有关？如何用发音齿轮和示波器验证？” 学生基于音调探究经验，提出假设：“响度可能与物体振动的幅度（振幅）有关，振幅越大，响度越大，示波器波形越高”。 小组实验探究 学生小组设计实验，验证响度与振幅的关系： 实验 （发音齿轮辅助）：保持发音齿轮齿数（如 40 齿）和转速不变，用不同力度（轻、中、重）的铅笔触击齿面，听响度大小，观察示波器波形的 “高低变化”（振幅），记录数据。 教师用分贝仪同步测量响度，辅助学生量化 “振幅与响度” 的对应关系。 总结结论：各小组分享实验结果（如 “用力越大，波形越高，响度越大”），教师补充 “响度还与距离发声体的远近有关”（将发音齿轮远离示波器传感器，波形变低，响度变小），最终得出：响度由振幅决定，振幅越大，响度越大；同时与距离有关。 对比辨析：用示波器同时显示 “高频低幅”（音调高、响度小）和 “低频高幅”（音调低、响度大）的波形，学生闭眼听对应的声音，区分 “音调高低” 与 “响度大小”，突破概念混淆难点。 活动3：探究乐音的特征——音色 情境体验与提问 教师用示波器分别采集 “钢琴 C 调”“小提琴 C 调” 的声音波形（音调和响度相同），学生观察波形 “形状不同”；同时播放两种乐器的音频，学生盲听辨别。提问：“音调和响度相同，为什么能区分不同乐器声音？示波器波形形状差异代表什么？” 总结与应用：教师展示不同乐器的结构（钢琴钢弦、小提琴木质共鸣箱），结合示波器波形形状差异，讲解：音色由发声体的材料和结构决定，不同材料 / 结构的物体，振动产生的波形形状不同，音色不同。学生举例生活中利用音色辨别的场景（“闻其声知其人”—— 不同人声带结构不同，波形不同）。 学生以小组为单位按左边步骤操作，教师巡回指导，重点指导齿轮转速控制和示波器连接。 学生动手后交流，得出共同答案：音调由频率决定，频率越高，音调越高 学生观看教师演示：用鼓槌轻敲鼓面（碎纸屑轻微跳动），再用力敲鼓面（碎纸屑剧烈跳动），同时用示波器连接传感器，学生观察两次声音的 “波形高低” 差异，分析讨论，提出假设。 学生利用发音齿轮，用不同力度的铅笔触击齿面，听响度大小，观察示波器波形的 “高低变化”，记录数据。并分析数据总结结论，与同学分享。 仔细聆听并观察：“钢琴 C 调”“小提琴 C 调” 的声音波形，音调和响度相同，它们的波形相同吗？ 学习新课 二、噪声及其防治 知识点1：乐音与噪音的区别 实验对比与观察 小组合作实验 1（乐音波形）：用示波器采集 “发音齿轮匀速转动的声音”“钢琴单音” 的波形，记录特点。 小组合作实验 2（噪音波形）：用示波器采集 “铅笔摩擦桌面的声音”“教室嘈杂声” 的波形，记录特点（波形杂乱无章、无规律，无重复模式）。 关键对比：学生将两组波形画在实验单上，标注 “规则 / 杂乱”，直观感受差异。 定义归纳与讨论 学生结合实验现象，从物理学角度总结：乐音是物体做有规则振动产生的声音，波形规则；噪音是物体做无规则振动产生的声音，波形杂乱。 教师补充环保角度定义，组织小组讨论：“哪些声音波形规则（乐音），但会影响生活（噪音）？”（如深夜的广场舞音乐、课堂上的歌声），学生结合示波器波形（规则）和生活场景（影响学习）分析，深化对噪音定义的理解。 知识点2：噪声的控制途径 播放噪音危害视频（如长期高分贝噪音导致示波器采集的 “听力波形异常”、噪音影响睡眠的实验数据），学生分享生活中遇到的噪音困扰（如邻居装修、马路上的鸣笛声），结合示波器显示的 “噪音波形振幅大”，理解噪音危害的物理本质。 设计与验证 “简易降噪装置” 学生小组利用提供的材料，结合 “噪音控制途径”，设计装置并通过示波器验证效果，步骤如下： 方案 1（声源处控制）：用隔音棉包裹 “发声体”（如手机播放噪音），示波器采集包裹前后的波形（观察振幅是否减小），测量分贝值变化。 方案 2（传播过程控制）：将发声体放入空纸盒（简易隔音罩），示波器在纸盒外采集波形，对比 “无纸盒” 与 “有纸盒” 的波形振幅差异。 教师引导学生分析：“降噪后示波器波形振幅变小，说明声音能量减弱，验证了降噪装置的效果”。 总结与应用：各小组展示装置与示波器波形对比图，说明设计思路（如 “隔音棉包裹声源，减少振动传播，属于声源处控制”），教师补充生活中的应用（如汽车消音器 —— 声源处，隔音玻璃 —— 传播过程，耳塞 —— 人耳处），总结：控制噪音的三个途径 —— 声源处、传播过程中、人耳处。 学生完成左边两个实验，记录波形特点，归纳总结乐音与噪音的概念 学生例举身边的噪音，讨论深夜的广场舞音乐、课堂上的歌声是不是乐声？ 利用老师提供的器材（隔音棉、空纸盒），完成简易降噪装置 讨论：怎样控制噪声？ 课 堂 练 习 课 堂 练 习 1．用大小不同的两个力分别敲打同一个音叉，所发出的声音不同的是：（ ） A．响度 B．音色 C．音调 D．频率 【答案】A 【解析】“响度由振幅决定” 的结论 —— 振幅不同，响度不同。因此，不同力度敲击同一音叉，仅响度会变化。 2．下列的实验和实例中能说明声音的音调与频率有关的一组是（ ） A．在鼓面上放些碎纸屑，敲鼓时可观察到纸屑在不停地跳动 B．放在真空罩里的手机，当有来电时，只见指示灯闪烁，听不见铃声 C．拿一张硬纸片，让它在木梳齿上划过，一次快些，一次慢些，比较两次的不 同 D.锣发声时用手按住锣，锣声就消失 【答案】C 【解析】选项 A：纸屑跳动体现 “鼓面在振动”，说明 “声音由振动产生”，与音调、频率无关。 选项 B：真空罩内听不见铃声，说明 “声音传播需要介质”，与音调、频率无关。 选项 C：硬纸片划过木梳 “快些” 或 “慢些”—— 划得快时，纸片每秒与梳齿碰撞的次 数多（频率高），声音音调高；划得慢时，碰撞次数少（频率低），音调低。直接体现 “频 率不同，音调不同”，符合题干要求。 选项 D：按住锣面，振动停止，声音消失，说明 “振动停止，发声停止”，与音调、频率无关。 3．如图是用不同力度敲击同一音叉时，分别在示波器上截取同等时长的两列声 波图，下列说法正确的是（ ） A．甲的音调比乙的音调低 B．甲的音色与乙的音色相同 C．甲的响度比乙的响度小 D．甲的是噪声，乙的是乐音 【答案】B 【解析】前提条件：“同一音叉”→ 材料、结构相同（音色相同），固有频率相同（音调相同）；“不同力度”→ 振幅不同（波形高低不同）。 选项 A：音调由频率决定，同一音叉频率相同，故甲、乙音调相同，A 错误。 选项 B：音色由发声体材料、结构决定，同一音叉音色相同，B 正确。 选项 C：响度由振幅决定（波形越高，振幅越大，响度越大）。若甲的波形比乙高（需结合 常规图意，不同力度下，力度大则波形高），则甲的响度比乙大，C 错误。 选项 D：音叉振动是 “有规则振动”，其波形规则，甲、乙均为乐音，D 错误。 4. 以下减弱噪声的方法中，属于在声源处减弱的是( ) A.影剧院的墙面用吸音材料制成 B.在飞机旁的工作人员佩带有耳罩的头盔 C.城市某些路段禁鸣喇叭 D.高架道路两侧某些路段设有隔音板墙 【答案】C. 【解析】声源处减弱：阻止声源发声（如给机器加消音器、禁鸣喇叭）。 传播过程中减弱：阻断声音传播（如隔音板、吸音材料、植树）。 人耳处减弱：保护人耳（如戴耳塞、耳罩）。 A：墙面用吸音材料→ 传播过程中减弱，排除。 B：戴耳罩→ 人耳处减弱，排除。 C：禁鸣喇叭→ 阻止喇叭发声（声源处），符合要求。 D：隔音板墙→ 传播过程中减弱，排除。 5.为了使教室内的学生上课免受周围环境的噪声干扰，采取以下的那些方法是有 效、合理的？（ ） A.老师讲话声音大一些 B.每个学生都带一个防噪声耳罩。 C.在教室周围植树。 D.教室内安装噪声监测装置。 【答案】C. 【解析】选项 A：老师讲话声音大，仅能 “盖过” 噪音，未从根本上减弱噪音，且可能导致教室内声音过强，不合理。 选项 B：学生戴防噪声耳罩，虽能减弱噪音，但会同时隔绝老师的讲课声，影响学习，不合 理。 选项 C：教室周围植树→ 树木的枝叶可阻挡、吸收噪音，属于 “传播过程中减弱噪音”， 既不影响听课，又能有效降低环境噪音，合理有效。 选项 D：噪声监测装置仅能 “测量噪音分贝值”，无法减弱噪音，无效。 板 书 设 计 第2节 乐声与噪声 1. 一、乐音的特性：乐音的特征 · 音调：声音的高低 → 决定因素：频率（Hz），频率越高，音调越高 · 响度：声音的大小 → 决定因素：振幅，振幅越大，响度越大；还与距离有关 · 音色：声音的特色 → 决定因素：发声体的材料、结构 1. 二、乐音与噪音的区别 · 物理学角度：乐音（有规则振动），噪音（无规则振动） · 环保角度：妨碍正常生活、学习、工作的声音 1. 三、噪音的危害与控制 · 危害：影响听力、睡眠、情绪等 · 控制途径：声源处、传播过程中、人耳处 课 堂 小 结 1、小组展示：各小组用 “实验器材 — 实验现象 — 结论” 的逻辑，梳理本节课探究成果（如 “发音齿轮齿数越多→频率越高→音调越高，示波器波形越密”），派代表结合示波器波形图上台讲解。 2、教师补充：强调 “发音齿轮精准控制频率”“示波器可视化波形” 在探究中的作用，回顾控制变量法（如探究音调时控制转速）、对比法（乐音与噪音波形对比）的应用，强化物理观念与科学思维的联系。 作 业 1. 1、实践作业：回家后，观察家中的声音现象，找出 1-2 个乐音和 1-2 个噪音，分析噪音的来源，并提出控制该噪音的具体方法，写成一份简短的 “家庭噪音调查报告”。 1. 2、拓展作业：查阅资料，了解 “降噪耳机” 的工作原理。 教学反思 发音齿轮精准控制频率，示波器将抽象波形可视化，有效突破 “频率、振幅” 的教学难点，学生能直观理解 “音调与频率”“响度与振幅” 的关系。从 “提出假设” 到 “实验验证”，全程以学生为主体，小组合作中培养了实验操作、数据分析能力，如 “设计降噪装置” 环节，学生能将知识转化为实际应用。存在问题是部分小组转动发音齿轮时转速不均匀，导致频率不稳定，影响实验结果。少数学生对 “波形疏密（频率）” 与 “高低（振幅）” 的区分仍有困难。下次教学可增加 “波形对比卡片”，标注关键特征，或用动画演示 “频率、振幅变化对波形的影响”，强化认知。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $