《第一章 声现象：4 人耳听不到的声音》教学设计（表格版）-2025-2026学年苏科版（2024）物理八年级上册

《人耳听不到的声音》教案 学科 初中物理 年级册别 八年级上册 共1课时 教材 苏科版 授课类型 新授课 第1课时 教材分析 教材分析 本节课是《声现象》章节中的第四节内容，属于“声音的特性”与“声音的应用”之间的承上启下部分。教材以“人耳听不到的声音”为核心主题，系统介绍了超声波和次声波的概念、频率范围及其在自然界和人类生活中的广泛应用。通过图文并茂的方式，引导学生从可听声波拓展到不可听声波的认知边界，为后续学习声的利用、声与信息传递等知识奠定基础。该部分内容体现了物理学与生命科学、工程技术、环境保护等领域的深度融合，有助于培养学生的科学思维与社会责任意识。 学情分析 八年级学生已掌握声音的产生、传播、三要素（响度、音调、音色）等基本概念，具备一定的实验观察能力和逻辑推理能力。他们对“听不见的声音”充满好奇，但普遍缺乏对频率单位（赫兹）、频段划分及波的特性的深入理解。部分学生存在将“声音大=听得清”的经验误区，容易混淆超声波与次声波的本质区别。此外，学生对蝙蝠回声定位、声呐探测、B超成像等科技应用虽有初步了解，但缺乏系统认知。因此，教学中需借助真实情境、多媒体资源与探究活动，帮助学生建立“频率决定可听性”的核心观念，并通过跨学科案例激发其探究兴趣，突破“听觉局限”的思维定势。 课时教学目标 物理观念 1. 能准确说出人耳可听声波的频率范围为20~20000Hz，理解超声波（>20000Hz）和次声波（<20Hz）的定义及其本质特征。 2. 能结合图表数据，比较不同动物听觉频率范围差异，归纳出“动物听觉范围与生存环境密切相关”的规律。 科学思维 1. 能运用类比推理方法，解释蝙蝠如何利用超声波实现“夜视”功能，构建“发射—反射—接收”回声定位模型。 2. 能基于“能量衰减慢、传播距离远”的物理特性，分析次声波在自然灾害预警中的应用原理。 科学探究 1. 能设计简单实验方案，验证“蝴蝶飞行频率低于20Hz，蚊子飞行频率高于20Hz”，并通过数据分析得出听觉感知结论。 2. 能通过查阅资料，整理超声波在医疗、工业、生活三大领域的典型应用实例，并进行分类归纳。 科学态度与责任 1. 能正确认识次声波对人体健康的潜在危害，树立安全防护意识。 2. 能关注声波技术在防灾减灾、健康监测中的积极作用，增强科技服务于社会的责任感。 教学重点、难点 重点 1. 明确人耳听觉频率范围（20~20000Hz），能区分超声波与次声波的频率界限。 2. 掌握超声波在回声定位、医学成像、工业探伤中的典型应用原理。 难点 1. 理解“频率决定可听性”而非“振幅决定是否听见”，纠正“声音大就能听见”的错误认知。 2. 分析次声波传播特性与灾害预警之间的因果关系，理解“先听波，后避险”的科学机制。 教学方法与准备 教学方法 情境探究法、合作探究法、讲授法、议题式教学法 教具准备 多媒体课件、蝙蝠回声定位动画、超声波成像视频、次声波传播模拟图、频率对比卡片 教学环节 教师活动 学生活动 情境导入：神秘夜行者之谜【5分钟】 一、创设情境：蝙蝠为何能在黑暗中穿梭？ （一）、播放一段蝙蝠夜间飞行穿越复杂网状空间的视频片段 1. 教师提问：同学们，你们见过蝙蝠吗？它为什么能在完全漆黑的环境中自由飞行，甚至避开细如蛛丝的障碍物？如果把它的双眼蒙住，它还能飞得这么精准吗？ 2. 引导学生思考：蝙蝠的眼睛虽然小，但并不意味着它“看不见”。那么，它是靠什么来“看”世界的呢？请结合生活经验大胆猜测。 3. 预设学生回答：靠耳朵听风声、靠气味辨方向、靠触觉感应空气流动等。 4. 教师揭示线索：其实，蝙蝠并非依靠视觉或嗅觉，而是使用一种特殊的“声波雷达”——它会主动发出一种我们听不到的声音，然后通过接收回声判断前方是否有障碍物。 5. 进一步追问：这种声音有什么特点？为什么我们听不到？这正是今天我们要揭开的秘密——人耳听不到的声音。 二、引出课题：走进“无声世界” （一）、展示《人和一些动物听觉的频率范围》 1. 教师引导观察：横轴表示频率（单位：赫兹，Hz），纵轴表示动物种类。你能发现哪些规律？ 2. 提问：人的听觉范围是多少？哪些动物能听到比人更高的声音？哪些能听到更低的声音？ 3. 学生回答后，教师板书关键数据：人耳可听声波频率范围：20～20000Hz。 4. 强调定义：频率高于20000Hz的声音叫作超声波，频率低于20Hz的声音叫作次声波。 5. 拓展说明：这些声音虽然人耳无法感知，但它们真实存在，并且对我们的生活有着深远影响。 1. 观看视频，感受蝙蝠飞行的神奇表现。 2. 大胆猜测蝙蝠“夜视”原理。 3. 对比图表，初步认识不同生物的听觉差异。 4. 记录关键数据：20~20000Hz。 探究新知：超声波的奥秘【12分钟】 一、揭秘蝙蝠的“声纳系统” （一）、分组任务：绘制“蝙蝠回声定位”流程图 1. 教师提供学习材料包：包含文字描述、示意图、关键词卡片（发射、超声波、反射、回声、大脑处理）。 2. 小组分工：每组4人，分别负责“角色扮演”“流程图绘制”“关键词匹配”“成果展示”。 3. 启发性问题驱动： - 蝙蝠在飞行时，是如何“发出”声音的？（用喉咙发声，频率极高） - 它发出的声音是什么类型的？（超声波，人耳听不到） - 当超声波遇到障碍物后会发生什么现象？（发生反射，形成回声） - 蝙蝠如何“接收”这些回声？（用大耳朵捕捉微弱信号） - 它的大脑如何利用这些信息？（判断距离、大小、形状、运动方向） 4. 教师巡视指导，提醒学生注意“时间差”与“强度差”是判断距离的关键依据。 5. 展示优秀作品，师生共同点评：是否完整呈现了“发射—反射—接收—分析”全过程。 二、探索超声波的现实应用 （一）、观看“声呐工作原理”动态演示视频 1. 教师播放舰船声呐探测海底地形、鱼群、潜艇的模拟动画。 2. 提问：声呐系统向水中发射的是什么波？（超声波） 3. 引导思考：为什么不用普通声波？因为超声波具有方向性好、穿透力强、传播距离远的特点。 4. 举例说明：如探测沉船位置、导航深海潜艇、识别水下结构。 5. 结合教材图1-25，强调其在海洋军事、科研、渔业中的重要价值。 （二）、医疗领域：神奇的B超成像 1. 教师展示胎儿B超，提问：这是什么设备？它能做什么？ 2. 解释原理：医生手持探头，向孕妇腹部发射超声波，当超声波进入体内后，遇到不同组织会产生不同程度的反射，探头接收这些回声，再由计算机转化为二维图像。 3. 强调优势：无辐射、无创伤、实时成像，可用于检查胎儿发育、器官病变等。 4. 补充案例：新生儿听力筛查也常用超声检测技术。 1. 小组合作，完成“蝙蝠回声定位”流程图绘制。 2. 代表发言，讲解流程逻辑。 3. 观看视频，理解声呐工作原理。 4. 结合图像，讨论超声波在医疗中的作用。 深化理解：次声波的双面性【10分钟】 一、认识次声波的来源与传播特性 （一）、播放地震前兆次声波传播动画 1. 教师展示地球内部震动引发次声波的模拟画面，配以低频嗡鸣音效（非真实声音，仅为氛围营造）。 2. 提问：哪些自然现象会产生次声波？（火山爆发、地震、海啸、风暴） 3. 学生列举后，教师补充：核爆炸、火箭发射、高铁列车高速行驶也会产生。 4. 引导学生思考：为什么次声波能传播很远？因为它波长极长，不易被空气吸收，也不易被建筑物阻挡。 5. 举例：一次强烈地震产生的次声波，可绕地球传播2~3圈，历时数小时仍可被远距离监测站捕捉。 二、次声波的危害与预警价值 （一）、案例分析：次声波对人体的影响 1. 教师展示：人体内脏因强次声波共振而受损。 2. 说明：当次声波频率接近人体器官固有频率时，会引起共振，导致恶心、头痛、心悸、神经衰弱，严重时可致内脏破裂。 3. 举例：工厂中大型机械运转产生的次声波可能影响工人健康。 4. 强调：日常生活中应远离高噪声源，尤其是低频振动源。 （二）、科学应用：次声波预警系统 1. 教师提出问题：既然次声波有害，那我们能否“化害为利”？ 2. 播放台风生成时次声波提前传来的音频片段（经压缩处理，保留低频特征）。 3. 解释原理：风暴生成后，其内部气流扰动会产生次声波，传播速度远快于风暴本身。 4. 因此，科学家可通过布设次声波监测站，在风暴抵达前数小时就发出警报，挽救生命。 5. 拓展：目前我国已在沿海地区建立次声波监测网络，用于台风、沙尘暴等极端天气预警。 1. 观察动画，理解次声波传播路径。 2. 列举自然与人为次声波来源。 3. 分析次声波危害机制。 4. 探讨次声波在灾害预警中的积极意义。 实践应用：我是小小科普员【8分钟】 一、任务发布：完成“声音频率侦探”挑战 （一）、小组合作解决教材习题1 1. 教师出示题目原文： “蝴蝶飞行时翅膀每秒振动5~10次，蚊子飞行时翅膀每秒振动300~600次。为什么我们凭听觉能发现飞行的蚊子，却不能发现飞行的蝴蝶？” 2. 引导学生计算频率：蝴蝶振动频率为5~10Hz，低于20Hz，属于次声波；蚊子为300~600Hz，处于人耳可听范围。 3. 组织讨论：请结合频率范围知识，解释听觉感知差异。 4. 小组代表汇报： - 蝴蝶翅膀振动慢，产生次声波，人耳听不到； - 蚊子翅膀振动快，产生可听声波，因此能听到“嗡嗡”声。 5. 教师总结：声音是否可听，取决于频率是否落在20~20000Hz区间。 二、延伸任务：寻找身边的超声波应用 （一）、实地观察与资料搜集 1. 布置课后任务：前往家电市场、医院或实验室，观察是否有使用超声波的设备。 2. 举例提示：如超声清洗机（用于眼镜、首饰清洁）、超声雾化器（加湿器）、超声电机（相机镜头自动对焦）等。 3. 要求记录设备名称、外观特征、工作原理简述，并拍照或画图留存。 4. 提醒注意事项：注意安全，勿擅自操作仪器。 1. 小组合作，计算蝴蝶与蚊子的振动频率。 2. 交流讨论，得出“频率决定听觉感知”的结论。 3. 记录课后实践任务要求。 4. 思考身边超声波应用实例。 评价任务 频率识别：☆☆☆ 流程理解：☆☆☆ 应用分析：☆☆☆ 设计意图 通过“蝙蝠夜行之谜”创设悬念情境，激发学生好奇心；借助图表、动画、视频等多模态资源，将抽象的“频率”概念具体化；通过小组合作绘制流程图、解决实际问题，发展学生科学思维与协作能力；最后设置“我是小小科普员”任务，引导学生将所学知识迁移到生活实践中，真正实现“从课堂走向世界”的教育目标。 总结升华：声音的边界与科技的力量【5分钟】 一、回顾核心概念 （一）、师生共同梳理知识框架 1. 教师提问：今天我们学到了哪两类人耳听不到的声音？ 2. 学生回答：超声波和次声波。 3. 教师板书关键词： - 可听声波：20~20000Hz - 超声波：>20000Hz - 次声波：<20Hz 4. 强调：声音是否可听，只与频率有关，与响度无关。 二、情感升华：敬畏自然，善用科技 （一）、播放一段纪录片结尾片段：科学家利用次声波预测地震，拯救万千生命 1. 教师深情讲述：在大自然面前，人类看似渺小，但我们拥有智慧与科技。 2. 提问：我们该如何对待那些“听不见的声音”？ 3. 引导学生思考：它们既是威胁，也是信息；既是隐患，也是资源。 4. 结语：未来，也许我们还能发明更多方式去“听见”宇宙的声音，探索未知的边界。 5. 布置结束语：“让我们带着好奇与敬畏，继续聆听这个世界的秘密。” 1. 回顾知识要点，强化记忆。 2. 感受科技的力量与人文关怀。 3. 激发探索未知的兴趣。 评价任务 概念掌握：☆☆☆ 情感认同：☆☆☆ 迁移应用：☆☆☆ 设计意图 通过系统性知识回顾，帮助学生构建清晰的知识网络；借助情感共鸣的视频素材，引导学生从“认知层面”上升到“价值层面”，体会科学不仅是工具，更是守护生命的希望。最终以开放性结语收尾，留下思考空间，延续学习热情。 作业设计【5分钟】 一、基础巩固题 1. 请写出人耳可听声波的频率范围：______ ~ ______ Hz。 2. 频率高于20000Hz的声音称为______波，频率低于20Hz的声音称为______波。 3. 下列动物中，能听到超声波的是（ ） A. 狗  B. 大象  C. 蝙蝠  D. 猫 4. 请判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”： （1）超声波在空气中传播速度比次声波快。（ ） （2）次声波可以绕过障碍物传播，因此传播距离远。（ ） （3）B超利用的是超声波的反射特性。（ ） （4）所有昆虫飞行时都会发出可听声波。（ ） 二、拓展探究题 5. 阅读以下材料，回答问题： 【材料】某地发生强烈地震后，气象站提前两小时接收到次声波信号，随即发布了预警。当地居民迅速撤离至安全地带，避免了重大伤亡。 （1）为什么次声波能提前预警？ ___________________________________________________________ （2）你认为建立次声波监测网络有何重要意义？ ___________________________________________________________ 1. 完成书面练习题。 2. 收集实物信息，完成调查表格。 3. 撰写短文，提升表达能力。 评价任务 知识准确：☆☆☆ 逻辑清晰：☆☆☆ 表达完整：☆☆☆ 设计意图 作业设计遵循“基础—拓展—实践”三级递进原则，兼顾知识巩固与能力提升。第一题强化核心概念记忆；第二题考查信息提取与分析能力；第三题鼓励学生走出教室，开展真实世界观察，实现“做中学”。通过撰写说明文，训练学生科学表达能力，落实“科学态度与责任”的育人目标。 板书设计 《人耳听不到的声音》 ┌─────────────────────┐ │ 可听声波：20 ~ 20000 Hz │ │ │ │ 超声波：> 20000 Hz │ │ ● 蝙蝠回声定位 │ │ ● 声呐探测 │ │ ● B超成像 │ │ ● 超声清洗、焊接 │ │ │ │ 次声波：< 20 Hz │ │ ● 来源：地震、风暴、核爆 │ │ ● 特性：传播远、穿透强 │ │ ● 危害：损害内脏 │ │ ● 应用：灾害预警 │ └─────────────────────┘ 🔍 关键词：频率、反射、传播、应用、预警 教学反思 成功之处 1. 以“蝙蝠夜行之谜”作为主线贯穿全课，有效激发学生兴趣，课堂参与度高。 2. 多媒体资源丰富，动画、视频、图表有机结合，帮助学生直观理解抽象概念。 3. 小组合作任务设计合理，学生在绘制流程图、解决问题中展现出良好的协作与表达能力。 不足之处 1. 个别学生对“频率”概念仍存模糊，需在后续课中加强单位换算与数值计算训练。 2. 实践任务时间安排略紧，部分学生未能完成实地观察，建议改为周末家庭实践。 3. 对次声波危害的讲解略显沉重，可增加正面案例平衡情绪。 学科网（北京）股份有限公司 $