跨学科实践：乐器的调查与制作（培优教学课件）物理苏科版2024八年级上册

该初中物理课件聚焦声现象的发声原理及声音三要素，通过音乐艺术与声学知识的联系导入，结合编钟、贾湖骨笛等传统乐器案例分析发声机制，以自制简易乐器步骤为支架，引导学生从理论探究过渡到实践操作。 其亮点是跨学科实践融合科学探究与科学态度，通过贾湖骨笛声学原理分析、自制水瓶琴调节音调等实例，运用控制变量法培养科学思维，传承传统乐器文化。学生提升实践与文化意识，教师获得可操作的活动设计与评价工具。

江苏凤凰科学技术出版社 第一章 声现象 风声、雨声、流水声，诉说着大自然的变化； 歌声、笑声，表达着人们的情感。 壶内的水声，能告诉我们水是否沸腾； 心音的变化，可以帮助医生判断病情。 …… 声音是平凡的，又是奇特的。 声音是什么？它有哪些特性？ 自然界存在人耳听不到的声音吗？ 跨学科实践： 乐器的调查与制作 八年级上册•苏科版（2024） 一、任务与要求 二、交流与评估 三、 提升训练 学习内容 学习目标 激发学生对乐器文化的兴趣与探索热情。培养学生团队合作精神。增强学生乐器文化传承意识。 情感态度与价值观 深入了解常见乐器的发声原理与科学机制。全面掌握常见乐器制作所需的各类材料及其基本构造特点。会动手制作简易乐器并精准调试其发声效果。 知识与技能 提升深入调查并精准收集信息的能力。锻炼亲自动手实践操作与灵活应对问题解决的能力。学会将多学科知识进行有机融合应用。 过程与方法 1. 各类乐器发声原理的探究。 2. 依据发声原理选择合适材料进行乐器制作。 教学重点 1. 能灵活根据实际情境正确选择合适的参照物来判断物体的运动状态。 2. 深入理解运动和静止相对性在不同场景中的体现，并能运用该知识解释生活中的相关现象。 教学难点 重难点 4 导入新课 音乐是一门用声音创造美的艺术。人们通过它抒发情感、愉悦身心、陶冶情操、丰富精神世界。器乐和声乐是音乐的主要门类，它们既蕴含了丰富的文化内涵，又包含了许多科技知识。用声学知识研究乐器，并尝试制作和演奏，这是十分有趣且有意义的。 视频：古筝演奏 一、任务与要求 跨学科实践：乐器的调查与制作 任务一、了解中国的传统乐器 1. 编钟 编钟是一种大型的打击乐器，起源于西周，在春秋战国时期达到鼎盛，直至秦汉时期仍在使用。编钟数量庞大、保存完好。 历史由来 如图所示是湖北随州曾侯乙墓出土的战国时期的编钟，距今已有2400多年，是世界上现存规模最大、最完 整的编钟。这套编钟共65件，依大小次序 分成3层8组，悬挂在钟架上。时至今日， 人们用这套编钟还能演奏古今乐曲，且音 域宽广、音色优美 （1）造型精美、工艺复杂。编钟的钟体通常由青铜制成，表面装饰精美，铸造和组合工艺极为复杂。 （2）音乐性能卓越。编钟的音色纯净、悦耳，能够形成和谐的和声效果。 （3）“一钟双音”。编钟的设计中包含了一种称为“一钟双音”的特殊技术，即敲击编钟的不同部位可以产生不同的音调，这在古代音乐中是一项重要的创新。 任务一、了解中国的传统乐器 特点 1. 编钟 任务一、了解中国的传统乐器 1. 编钟 声学原理 编钟受到敲击时发生振动，产生声音。敲击大小不同的钟能发出不同音调的声音，编钟越小，音调越高。敲击时的力度越大，编钟振动幅度就越大，发出声音的响度就越大。 2. 贾湖骨笛 历史由来 任务一、了解中国的传统乐器 骨笛是一种吹奏乐器。贾湖骨笛出土于我国河南省舞阳县贾湖遗址，距今8000多年，是新石器时代最早的乐器实物。到目前已出土数十支，其中最完整的一支 全长23.6cm，管身有七个圆形 音孔，分布均匀，通体棕色， 笛身光滑，是河南博物院的镇馆 之宝（如图所示）。 特点 任务一、了解中国的传统乐器 （1）制作材料。 通常由大型飞禽的翅骨或腿骨制成，如鹫鹰、仙鹤或孔雀的翅膀主骨。 （2）制作工艺。 制作精细，管身通常密封，只留一窄缝作为吹孔，管端背面斜开一发音孔，管身正面下部开有按音孔。音孔数量多为七孔，但也有五、六、八孔的骨笛。 2. 贾湖骨笛 特点 任务一、了解中国的传统乐器 （3）演奏方式。 演奏时，骨笛竖置，通过吹气冲击管壁使管中空气柱振动，配合手指按孔发音，可采用平吹和超吹技巧。 （4）音色与音域。 音色高亢明亮，音域可达九度，从低音到高音 2.贾湖骨笛 任务一、了解中国的传统乐器 声学原理 骨笛演奏时空气柱振动发声。手指在不同的音孔上，就会改变空气柱的长度，从而改变音调。长的空气柱产生低音，短的空气柱产生高音。 2. 贾湖骨笛 （1）二胡的结构 主要由琴头、弦轴、千斤、琴杆、琴皮、琴筒、琴托、琴弦、弓毛和弓杆等组成。 （2）二胡的发声原理 主要依赖于弓毛与琴弦之间的摩擦，引起琴弦的振动。这种振动如果被琴筒（共鸣箱）所共鸣，就能产生悦耳的声音。琴弦的振动频率和振幅决定了声音的音调和响度。 2. 我国传统乐器的发声（以二胡为例） 任务二、乐器的结构、发声原理和声音三要素的改变 分类 乐器 主要发声原理 弹拨类 琴、古筝、琵琶、阮、三弦、月琴、秦琴、瑟、南琵琶等 琴弦的振动 吹管类 长笛、洞箫、南洞箫、唢呐、尺八、排箫等 空气柱的振动 簧管类 笙、巴乌、葫芦丝等 空气柱的振动 拉弦类 二胡、板胡、粤胡、中胡、京胡、马头琴等 琴弦的振动 打击类 锣、鼓、梆子、木鱼、钹、编钟、编磬等 乐器表面的振动 吹腔类 埙、篪等 空气柱的振动 （2）我国传统常见乐器种类及发声部位 任务二、乐器的结构、发声原理和声音三要素的改变 任务三、自制简易的乐器 1. 自制弦乐器 【实验材料】 废弃小盒子（或玻璃容器）、小皮筋、筷子（直尺、卡纸）。 【制作成果】 调整筷子的倾斜角度，然后拨动小皮筋，就能发出高低不同音质的声音。 视频：自制古筝 【制作步骤】 （1）玻璃容器可以当作简易的小音箱。 （2）筷子是用来充当古筝琴码将琴弦撑起，用于调整琴弦的长短。 （3）通过调整筷子的位置与拉伸小皮筋的松紧以达到调整音调的目的。 任务三、自制简易的乐器 2. 自制活塞式音哨 （1）原理：用嘴吹塑料管的上端时，管内的空气柱振动发出声音。 （2）材料：筷子、棉花（或碎布）、水、塑料管（或竹筒）。 （3）制作步骤 ①在筷子上捆一些棉花或碎布，做一个活塞。 ②用水沾湿棉花或碎布后插入两端开口的塑料管或竹筒中。 ③用嘴吹管的上端，可以发出悦耳的哨音。 上下推拉活塞，音调就会改变。 视频：自制活塞音哨 任务三、自制简易的乐器 2. 自制活塞式音哨 （4）声音三要素的调节 ①当上下推拉“活塞”时，管内的空气柱的长短不断发生改变。当空气柱变短时，振动变快，音调变高；当空气柱变长时，振动变慢，音调变低。 ②控制“活塞”的位置不变，改变用力的程度，可改变响度。用力越大，响度越大。 3. 自制酒瓶打击乐器 如图所示，在8个相同的水瓶中，灌入质量不同的水，水面的高度不等，就可以制成一个酒杯打击乐器。 （1）当用相同的力敲击瓶子时，振动的物体是瓶和水，瓶中盛水不同，振动频率不同，发出的声音的音调不同，瓶中盛水越多，瓶子和水的质量越大，越难振动，音调越低。当不同的瓶子发出声音的频率和基本音阶的频率一致时，一个简单的“水瓶琴”就做好了。 （2）当用嘴依次吹瓶口，振动的物体是空气柱，瓶中盛水越多，空气柱越短，越容易振动，频率越快，音调越高。吹 H 瓶口时发出的声音的音调会更高一些。 任务三、自制简易的乐器 二、交流与评价 跨学科实践：乐器的调查与制作 二、交流与评价 1. 以短文的形式介绍一种中国传统乐器，内容主要包括乐器的结构、发音特点、历史渊源、演奏要求等。 2. 向同学展示自制的简易乐器，说明制作过程的关键环节以及你是怎样调整和控制响度、音调和音色的。 3. 对短文内容的准确性与完整性等进行评价，对自制乐器的结构、声音效果和创新性等进行评价。 三、提升训练 跨学科实践：乐器的调查与制作 提升训练 1．考古人员在我国河南舞阳发现了8000年前的一支完整骨笛——贾湖骨笛，它是由丹顶鹤尺骨制成的，上有大小不同的七个音孔，可以吹出七声音阶，按压不同孔位吹出的声音对应现代唱名和发声频率如表。下列说法正确的是（   ） C 孔位 1 2 3 4 5 6 7 唱名 Do Re Mi Fa Sol La Si 频率/Hz 262 294 330 349 392 440 494 A．按压骨笛孔位7时，吹出的声音响度一定最大 B．唱名为Mi的音，每分钟振动330次 C．用骨笛吹出Sol音时，相比吹出Re音的音调更高 D．吹骨笛时发出的声音频率只与孔的大小有关 提升训练 2．我国某地方修筑的“音乐公路”。当汽车以一定速度匀速行驶时，就会奏出一段悦耳的乐曲。音乐公路的路面上分布着许多疏密不同的横向凹槽，汽车每经过一个凹槽，就会上下振动一次。假设某音乐公路规定的行驶速度是72km/h，设定乐曲为《歌唱祖国》，第一个音符“sol”的频率为400Hz，下列说法正确的是（　　） A．我们听到的“音乐公路”发出来的声音主要是通过水平地面的振动产生的 B．当路面上凹槽的分布比较稀疏时，汽车行进时振动很慢，发出的声音音调高 C．当汽车发出“sol”这个音符时，所对应的相邻凹槽之间的距离约为0.05m D．我们能分辨“音乐公路”上的乐曲还是汽车的鸣笛声，是因为它们的响度不一样 C 提升训练 3．（25-26八年级上·山西太原·阶段练习）如下图所示的风铃有七根长短不同的小型直管，感兴趣的同学在敲打小管时，发现它们发出的声音不同，小明同学想探究“直管发出声音的频率与长度、直径的关系”。他选取了材料与管壁厚度相同的直管，将它们用细线悬挂，敲击后，测出各自发出声音的频率，记录的实验数据如下表。 直管编号 长度/cm 直径/cm 频率/Hz 1 20.00 1.50 2200 2 34.00 1.50 1200 3 48.00 1.50 660 4 20.00 2.50 1600 5 20.00 3.50 760 提升训练 (1)分析编号为       的三根直管的实验数据可知，当直管的       一定时，直管的长度越长，发出声音的频率越      ； (2)分析编号为1、4、5的三根直管的实验数据可得出结论：当直管的       一定时，       ； (3)小明发现悬挂的金属管发出声音时在做有规律的摆动，认为金属管发出的声音是由于摆动产生的，小明设计了一个简单实验来验证自己的想法，他将金属管悬挂，然后       ，听管子是否发声；判断方法：如果管子不发声，说明小明的想法是       的；如果管子发声，说明小明的想法是       的。（后两空均选取“正确”或“错误”） 1、2、3 直径 小 长度 直管的直径越大，发出声音的频率越小 让金属管摆动而不敲击 错误 正确 提升训练 4．在学习演奏小提琴的过程中，小明和同学们发现弦乐器的琴弦发出声音的音调受很多因素的影响，他们决定对这种现象进行探究，经讨论后提出以下猜想： 猜想一：琴弦发出声音的音调可能与弦的材料有关； 猜想二：琴弦发出声音的音调可能与弦的长短有关； 猜想三：琴弦发出声音的音调可能与弦的横截面积有关。 为了验证以上猜想是否正确，他们找到了一些不同规格的琴弦，如下表： 提升训练 编号 A B C D E 琴弦的材料 尼龙丝 尼龙丝 尼龙丝 铜丝 铜丝 琴弦的长度/cm 20 40 30 40 琴弦的横截面积/mm2 0.3 0.5 0.5 0.5 0.5 (1)为了验证猜想一，应选用编号为      、      的琴弦进行实验； (2)为了验证猜想三，小明选用编号为A、B的琴弦进行实验，则表中缺少的数据应为      ； (3)上述实验所运用的主要研究问题的方法是       法。 C E 20 控制变量 八年级上册•苏科版（2024） 谢谢！ 一份耕耘，一份收获 $