第三节 声的应用（表格式教学设计）物理新教材北师大版（北京）八年级全一册

该初中物理教学设计聚焦“声的利用”核心知识，涵盖超声波、次声波的概念及应用，声传递信息与能量的两种方式。通过播放机场驱鸟器工作视频导入，关联学生已学的声的产生、传播及特性知识，以“驱鸟器为何对人无影响”的问题搭建学习支架，引导探究声波的特殊应用。 资料亮点在于深度融合核心素养，科学思维上通过对比人耳听觉范围与超声次声频率培养分类能力，结合B超、声呐等实例归纳信息传递，超声清洗、碎石案例分析能量传递。科学探究环节设计小组讨论收集超声应用实例，科学态度与责任教育通过次声波武器案例渗透科技伦理。丰富的视频素材（驱鸟器、地震动物异常）和分层练习（区分信息与能量传递），助力学生将生活经验转化为物理观念，也为教师提供直观、可操作的教学流程，提升课堂效率。

年级 八年级 学科 物理 教师 课题 第3节 声的利用 教学 目标 物理观念 1、能量观念：认识声波是能量的一种形式，理解声可以传递信息和能量这一核心观念。 2、物质观念：了解超声波和次声波是客观存在的特殊声波，尽管人耳无法直接感知。 科学思维 1、比较与分类：通过对比人耳听觉范围与超声、次声的频率，学会基于标准进行分类的方法。 2、归纳与推理：从大量生活实例和科技应用中归纳出声波利用的两种基本方式（传递信息、传递能量）。 科学探究 通过观察驱鸟器、动物异常等现象，提出可探究的科学问题。 1. 通过小组讨论，收集证据，了解声波的应用，并尝试解释其原理。 2. 科学态度 与责任 体会物理学与技术进步、社会发展的密切关系，认识到科学是一把双刃剑（如次声波武器），培养将科学服务于人类的社会责任感和伦理观念。 教材 分析 本节是声现象知识的拓展和应用。教材结构清晰，先阐述声与信息、声与能量的普遍关系，再引入超声与次声的特殊应用。本节课内容与社会生活、现代科技联系极为紧密，是培养学生物理学科兴趣的绝佳素材。 学情分析 八年级学生已经掌握了声音的产生、传播和特性（音调、响度、音色），对人耳听觉频率范围有初步了解。他们思维活跃，对“B超”、“声呐”等科技产品充满好奇，但对其原理认识模糊。他们具备初步的观察、比较和讨论能力，但将具体实例抽象归纳为物理观念的能力仍需引导。教学应充分利用其好奇心和感性经验，通过丰富的媒体资源和有层次的提问，引导其进行科学思维。 教学重点 1. 声波能够传递信息和能量。 2. 超声波和次声波的概念及其典型应用。 教学难点 1. 区分声在具体应用中是主要传递信息还是传递能量。 1. 2. 理解回声定位（声呐）、超声波碎石等应用的原理。 教学 器材 第3节 声的利用（教学设计） 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 活动：【播放视频】机场跑道边旋转的驱鸟器正在工作，鸟儿纷纷飞走。 提问：“这个装置利用了声音的什么特性？它是如何起到驱鸟效果的？” 引导：学生回答（发出特殊声音传递危险信息）。教师指出：这不仅利用了声音，更可能是一种人耳听不见的特殊声波。这堂课我们就深入探讨声的利用。 观看视频，讨论驱鸟器为什么能使鸟儿飞走而对人却没有什么影响呢？ 学习新课 一、声波与听觉 1. 让学生自学课本P53声波与听觉：提问“人耳能听到的声波频率范围是多少？”（20Hz~20000Hz） 2. 情景导入：【播放视频】地震来临前，家中宠物躁动不安、动物园动物异常的视频集锦。 3. 设疑激思：“人类毫无察觉，为什么动物能先知先觉？它们感知到了什么？” 4. 概念建立： 学生猜想讨论。（引导至“声音”） 讲解：自然界中存在许多我们听不见的声音。频率高于20000Hz的声波叫超声波，低于20Hz的声波叫次声波。动物们可能正是听到了地震前地壳震动产生的次声波，从而表现出异常。 板书：明确超声波和次声波的定义及频率范围。 自学课本内容，找出人耳能听到的声波频率范围是多少？ 观看地震来临 前家中宠物躁动不安、动物园动物异常的视频集锦，与周围同学讨论：动物为什么会这样？是不是感知到了什么？（动物感知到了次声波，从而表现出异常） 总结：超声波和次声波的概念 学习新课 二、超声波及其应用 学生活动：【小组讨论】“结合课本和生活，你们知道哪些超声波的应用？并讨论它是利用超声波传递信息还是传递能量？” 交流分享与教师总结： 应用实例 原理（信息/能量） 解释（科学思维） 1. B超诊断、声呐测距 传递信息 利用超声波穿透性强、方向性好，通过接收回声（回波）形成图像或判断位置。（回声定位） 2. 超声波清洗 传递能量 超声波在液体中产生剧烈振动，冲击污物，使其脱落。 3. 超声波碎石 传递能量 发射高能超声波，聚焦后能量足够击碎人体内的结石。 强调：超声波因其频率高、方向性好、穿透能力强的特点，在技术和医疗上有广。 讨论：结合课本和生活，你们知道哪些超声波的应用？并讨论它是利用超声波传递信息还是传递能量？并把结果跟老师同学分享 总结：超声波传递信息和传递能量的实例 学习新课 三、次声波及其应用 教师引导：“次声波又有哪些特点和应用呢？” 讲解与讨论： 特点：频率低、传播距离远、穿透能力强、能量损失小。 应用1（信息）：预报自然灾害（地震、海啸、台风）、监测核爆炸。（利用次声波传得远的特点进行远程监测） 应用2（能量）：次声波武器。（某些频率的次声波会与人体器官产生共振，威力巨大。进行科学伦理教育） 对比总结：与学生一起完成一个对比表格（详见板书设计），强化对两种特殊声波特点和应用的理解。 讨论次声波的应用，并总结次声波传递信息和传递能量的实例，并与超声波的应用对比学习。 课 堂 练 习 课 堂 练 习 1. 下列现象或应用中，主要利用了声波可以传递能量的是（ ） A. 医生用 B 超观察母体内的胎儿 B. B. 利用声呐系统探测海洋深度 C. 用超声波清洗机清洗眼镜 D. 听到雷声就知道快要下雨了 【答案】C 【解析】 首先明确声波的两大作用：传递信息和传递能量。传递信息是指声波携带数据、情况等内容，帮助人们获取未知信息；传递能量是指声波能对物体做功，改变物体的状态。 选项 A：B 超观察胎儿，是通过声波反射获取胎儿的形态、发育情况等信息，属于传递信息，排除。 选项 B：声呐探测海洋深度，是利用声波反射后计算传播时间来确定深度，本质是获取 “深度” 这一信息，属于传递信息，排除。 选项 C：超声波清洗机清洗眼镜，是利用超声波的振动冲击眼镜上的污垢，使污垢脱离镜片（声波对污垢做功），属于传递能量，符合题意。 选项 D：听到雷声知下雨，是通过 “雷声” 这一声音信号，判断即将出现的天气情况，属于传递信息，排除。 2. 地震是一种严重的自然灾害。地震时会产生次声波，人们通过监测次声波可以预警地震。这是因为次声波（ ） A. 频率高，传播距离远 B. 频率低，传播距离远 C. 频率高，穿透能力弱 D. 频率低，穿透能力弱 【答案】B 【解析】 首先明确次声波的定义：频率低于 20Hz 的声波（人耳听不见），其核心特性与频率密切相关： 频率特性：次声波的关键特征是 “频率低”，因此选项 A、C 中 “频率高” 的描述错误，可直接排除。 传播与穿透特性：次声波频率低，能量损耗慢，因此传播距离远；同时，低频声波的波长较长，能绕过障碍物，穿透能力强（如能穿透土壤、岩石等），这也是其能被远距离监测的原因。选项 D 中 “穿透能力弱” 描述错误，排除。 综上，次声波因 “频率低、传播距离远”，可被用于地震预警。 答案：B 3. 蝙蝠在夜间飞行和捕食时，不是靠眼睛，而是靠发出和接收一种我们听不见的声波来定位。这种声波是（ ） A. 超声波 B. 次声波 C. 可听声 D. 噪声 【答案】A 【解析】 首先明确不同声波的频率范围及应用： 可听声（选项 C）：频率在 20Hz~20000Hz 之间，是人耳能直接听到的声音，而题干明确 “我们听不见”，排除。 次声波（选项 B）：频率低于 20Hz，常见于地震、海啸等自然现象，蝙蝠无法发出次声波，排除。 噪声（选项 D）：是指无规则振动产生的、妨碍人们正常生活的声音，蝙蝠的定位声波是有规律的信号，不属于噪声，排除。 超声波（选项 A）：频率高于 20000Hz（人耳听不见），蝙蝠通过发出超声波，经物体反射后接收反射波，计算传播时间和方向来定位（即 “回声定位”），符合题干描述。 答案：A 4. 人耳能听到的声波频率范围通常在 __________ Hz 到 __________ Hz 之间。频率高于这个范围的声波叫做 __________。 【答案】20；20000；超声波 【解析】 这是声学基础概念的直接考查，需牢记关键数值和定义： 人耳听觉范围：正常情况下，人耳能感知的声波频率下限为20Hz，上限为20000Hz，这个范围的声波称为 “可听声”。 高频声波定义：频率高于 20000Hz的声波，因超出人耳听觉上限，称为 “超声波”。 5. 如图是机场用来驱赶鸟类的 “驱鸟器”，它能播放某种鸟类天敌的叫声或者让鸟类感到不安的声音。请你说说它是利用了声的什么原理？ 答： 利用了声音可以传递 __________ 的原理。播放特殊声音向鸟类传递了 “__________” 的信息，从而将它们驱离。 【答案】信息；危险 【解析】 首先判断声的作用：驱鸟器通过 “声音”（天敌叫声、不安声音）影响鸟类的行为，核心是声音携带了特定的 “内容”（危险信号），而非对鸟类做功（排除传递能量），因此是利用声音传递信息的原理。 其次，特殊声音（如天敌叫声）对鸟类而言，传递的是 “存在危险”“需要逃离” 的信号，即 “危险” 的信息，促使鸟类主动离开机场。 板 书 设 计 第3节 声的利用 1. 超声波 (f > 20000Hz) · 应用： 声呐定位、B超诊断、超声波清洗、超声波碎石 2. 次声波 (f < 20Hz) · 特点： 传播远，穿透强 · 应用： 预报自然灾害、监测核爆炸、次声武器 课 堂 小 结 1、引导学生回顾：声的两大作用、超声与次声的“超”和“次”是相对于什么而言的、它们的主要特点和代表性应用。 2、强调物理知识是科技发展的基础，要善用科技为人类造福。 作 业 1. 调查作业：查阅资料，了解蝙蝠或海豚是如何利用超声波在黑暗中导航和捕食的（回声定位的具体过程）。 2. 思考作业：列举一个本节课未提到的声利用的例子，并分析其原理。 教学反思 本节课通过驱动性问题和分组讨论，较好地培养了学生的“科学思维”和“科学探究”能力。通过次声波武器的案例，渗透了“科学态度与责任”的教育。“超声波应用”的小组讨论环节效果良好，学生参与度高，但需要注意控制时间并引导讨论方向，避免偏离主题。对于“次声波”部分，以教师讲解引导为主更为高效。 对于“回声定位”和“能量传递”的原理，部分学生理解仍存在困难。下次可考虑增加一个简单的模拟动画，展示超声波发出、遇到障碍物返回的过程，让“回声定位”更加直观。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $