2.3 声的利用 教学设计-2026-2027学年物理人教版八年级上册

该初中物理教学设计聚焦“声的利用”核心知识点，涵盖声传递信息（次声波、超声波应用、回声定位）和声传递能量（超声波清洗等）。通过婴儿、动物利用声音的图片情境导入，衔接声音产生与传播的前序知识，搭建生活与自然的学习支架。 资料特色突出核心素养培养，科学探究环节设计扬声器烛焰晃动、橡皮膜敲瓶底递进实验，助学生理解声波传递能量，科学态度与责任方面融入天坛声学，增强文化自信。采用情境体验、实验演示等方法，提升学生观察归纳能力，为教师提供清晰教学结构与实用教学资源。

2.3 声的利用 人教版 八年级物理上册 第二章 第3节 课题 课型 课时 教材版本 2.3 声的利用 新授课 1课时（45分钟） 人教版 八年级上册 教材分析：本节选自人教版八年级物理上册第二章第3节，是"声现象"单元的重要组成部分。本节主要介绍声音的两个重要应用：传递信息和传递能量。教材从生活中的声现象入手，通过动物利用声的例子引入，系统讲解次声波、超声波在信息传递中的应用（如回声定位、声呐、B超等），以及声波传递能量的实例（如超声波清洗、碎石等）。最后介绍天坛建筑声学现象，体现中华传统文化中的科学智慧。 学情分析：八年级学生已学习声音的产生与传播等基础知识，对声音有一定的感性认识。学生对超声波、次声波等概念较为陌生，对声音传递信息和能量的原理理解有一定难度。生活中对声的利用实例（如B超、倒车雷达）有一定接触，但缺乏系统的科学认识。教学中应充分利用生活实例和实验演示，帮助学生建立科学概念。 教学方法 情境体验法、讲授法、实验演示法、讨论法 教学用具 多媒体课件、扬声器、蜡烛、饮料瓶、橡皮膜、音叉、示波器 核心素养目标 物理观念 1. 知道声音可以传递信息，知道声音可以传递能量；2. 了解次声波和超声波的特点及应用；3. 理解回声定位的原理及其在技术中的应用。 科学思维 1. 能够根据声波传播的特点分析声传递信息和能量的实例；2. 能够运用类比方法理解声波传递能量的原理；3. 能够分析声呐、B超等技术的工作原理。 科学探究 1. 通过观察实验现象，归纳声波传递能量的特点；2. 通过分析动物利用声的例子，体会科学探究的过程；3. 能够设计简单的实验验证声波传递能量。 科学态度与责任 1. 认识到声技术在现代生活中的重要价值，增强学习物理的兴趣；2. 了解中华传统文化中的科学智慧（天坛声学），增强文化自信；3. 关注声技术发展的社会意义，培养科学伦理意识。 教学重难点 教学重点：声音可以传递信息；声音可以传递能量；回声定位的原理及应用；超声波和次声波的特点及应用。 教学难点：理解声波传递能量的原理；区分声传递信息和传递能量的不同实例；理解回声定位的物理原理。 教学过程 环节一：情境导入（3分钟） 【教师活动】展示婴儿图片，引导学生思考：人从呱呱坠地时起，就开始利用声音来表达自己的情绪和需求。人们在优美的音乐中愉悦身心，从彼此的对话中获得信息……除了人类，动物也能利用声。 婴儿、大象、蝙蝠、海豚等利用声音的图片 【教师活动】提出问题：大象就可以用人类听不到的"声音"进行交流。你能举出其他一些例子吗？ 【学生活动】思考并回答：蝙蝠利用超声波定位、海豚利用超声波捕猎、狗能听到人类听不到的高频声音等。 【设计意图】通过生活实例和动物利用声的现象引入新课，激发学生的学习兴趣，建立声与生活、自然的联系。 【过渡语】声音的一个重要应用就是传递信息。让我们来看看声是如何传递信息的。 环节二：声与信息（15分钟） 【教师活动】讲解知识点一：声与信息。声音可以传递信息，这是声的重要应用之一。 声音传递信息的多种实例图 【知识点】声音可以传递信息：通过声音，我们可以获取各种信息，如语言交流、警报信号、自然现象预警等。 【教师活动】引导学生分析动物利用声传递信息的例子。展示大象、蝙蝠、海豚利用声的图片。 大象利用次声波交流、蝙蝠和海豚利用超声波捕猎 【教师活动】讲解：不同的动物感受声波的频率范围不同。大象可以发出次声波互相交流；蝙蝠和海豚可以发出超声波捕猎和辨别方向。 【学生活动】观察图片，理解不同动物利用不同频率声波的特点。 【设计意图】通过动物利用声的例子，帮助学生理解声传递信息的普遍性，同时为引入次声波和超声波做铺垫。 【教师活动】讲解次声波传递信息：大自然的许多活动，如火山爆发、地震、台风等，都伴有次声波产生。次声波的特点是传播距离远、穿透力强。 【知识点】次声波的特点：频率低于20Hz，传播距离远、穿透力强，可用于预测自然灾害。 【教师活动】展示次声波监测的应用：使用灵敏的声学仪器可以在很远的地方接收到这些次声波，从而研究这些活动的方位和强度。 次声波监测自然灾害示意图 【学生活动】理解次声波在自然灾害预警中的应用价值。 【教师活动】讲解超声波传递信息——回声定位。提出问题：蝙蝠通常只在夜间出来活动、觅食，但它们不会撞到墙壁、树枝，并且能准确定位。它们的这些"绝技"靠的是什么？ 【学生活动】思考并猜测：蝙蝠可能发出某种声波来探测障碍物。 【教师活动】讲解回声定位原理：蝙蝠在飞行时会发出超声波，超声波碰到墙壁或昆虫时会反射回来，根据回声到来的方位和时间，蝙蝠就可以确定目标的位置。蝙蝠采用的这种方法叫作回声定位。 【知识点】回声定位：发射声波→接收反射波→根据时间差和方位确定目标位置。 【教师活动】介绍回声定位在技术中的应用——超声导盲仪：可以探测前进道路上的障碍物，以便帮助视障人士出行。 超声导盲仪帮助视障人士出行 【教师活动】介绍回声定位在技术中的应用——倒车雷达：倒车雷达也是利用超声波来定位的。 汽车倒车雷达工作原理示意图 【教师活动】介绍回声定位在技术中的应用——声呐：科学家利用这个方法还发明了声呐。利用声呐系统，人们可以探知海洋的深度，绘出水下数千米处的地形图，捕鱼时还可以获得水中鱼群的信息。 【知识点】声呐系统：利用超声波在水中的传播和反射，探测水下目标的位置、距离和形状。 【教师活动】展示超声波的其他应用：B超检查、超声波测速、超声波探伤。 B超检查、超声波测速、超声波探伤应用图 理解要点：超声波在医学和工业中的应用：B超利用超声波反射成像检查人体内部；超声波测速利用多普勒效应测量物体速度；超声波探伤利用超声波检测材料内部缺陷。 【过渡语】声音不仅能传递信息，还能传递能量。让我们通过实验来感受声波的能量。 环节三：声与能量（12分钟） 【教师活动】演示实验：把一块石头扔进水里，可以看到一圈一圈的水波向四周散去，水面上的树叶也随之起伏。这说明扔石头的能量通过水波传给了树叶。 水波传递能量使树叶起伏 【教师活动】类比引入：声波和水波类似，也可以传递能量。 【教师活动】演示实验：将扬声器对准烛焰，播放音乐，观察现象。 【学生活动】观察实验现象：烛焰会随着音乐的节奏晃动。 【教师活动】提问：这个现象说明了什么？ 【学生活动】回答：说明声波可以传递能量，使空气振动，从而影响烛焰。 【教师活动】演示实验：去掉饮料瓶的瓶底，在瓶底开口处蒙上橡皮膜并扎紧。将瓶口对着烛焰敲橡皮膜，观察现象。 【学生活动】观察实验现象：敲击橡皮膜时，烛焰会晃动甚至熄灭。 【教师活动】讲解：该现象说明声波可以传递能量。敲击橡皮膜产生声波，声波通过空气传播，将能量传递给烛焰，使烛焰晃动。 【知识点】声波可以传递能量：声波是机械波，传播过程中携带能量，可以使物体振动或产生其他效应。 【设计意图】通过两个递进式实验（扬声器+橡皮膜），从定性观察到定量理解，循序渐进地建立"声波传递能量"的核心概念，同时培养学生的观察归纳能力。 【教师活动】介绍利用声波传递能量的应用：超声波清洗、超声波体外碎石、超声波洗牙。 超声波清洗、体外碎石、洗牙应用图 生活应用：超声波清洗：利用超声波在液体中产生空化效应，使污垢脱离物体表面；超声波碎石：利用超声波聚焦产生的高能量击碎结石；超声波洗牙：利用超声波振动去除牙结石。 【教师活动】简要介绍次声波的危害：高强度的次声波可能对人体造成伤害，如引起恶心、头晕等症状。 【知识点】次声波的危害：次声波频率与人体器官固有频率接近，可能引起共振，造成不适或损伤。 注意区别：次声波与超声波的区别：次声波频率低于20Hz，传播距离远、穿透力强，多用于自然灾害预警；超声波频率高于20000Hz，方向性好，多用于测距和成像。二者都属于人耳听不到的声波，但特点和应用方向不同。 【过渡语】声音的应用不仅体现在现代科技中，我国古代建筑中也有精妙的声学设计。 环节四：建筑声学的杰作——天坛（5分钟） 【教师活动】介绍北京天坛的建筑声学现象：驰名中外的北京天坛，是明清皇帝祈谷、祈雨、祈天的地方，其中的回音壁、三音石、圜丘三处建筑都有非常美妙的声音现象。 【教师活动】简要展示知识框架图，帮助学生梳理声的利用两方面的完整知识结构。 声的利用知识框架图 【教师活动】重点介绍圜丘的声学现象：圜丘在天坛公园的南部，是一座分成三层的圆形平台，每层周边都有汉白玉栏板，每层平台的台面都由光滑的石板铺成。第三层中心是一块圆形大理石，俗称天心石。当你站在天心石上说话或唱歌时，你会觉得声音特别洪亮。但是站在天心石以外的人听起来，却没有这种感觉，站在天心石以外说话或唱歌，也没有这种感觉。 北京天坛圜丘建筑及声学现象示意图 【学生活动】理解圜丘声学现象的原理：声音经栏板反射后汇聚到中心，形成回声叠加，使说话者感觉声音洪亮。 【设计意图】通过介绍天坛建筑声学，体现中华传统文化中的科学智慧，增强学生的文化自信。 【过渡语】从现代技术回到古代智慧，再到我们今天的总结，声的利用贯穿了人类文明。让我们把今天学的内容梳理清楚。 环节五：课堂小结（2分钟） 【教师活动】引导学生总结本节课的主要内容，回顾声与信息和声与能量两大知识板块。 【学生活动】回顾总结：声的利用包括两方面——声与信息（次声波预测灾害、超声波回声定位等）和声与能量（超声波清洗、碎石等）。 环节六：课堂练习（5分钟） 【教师活动】练习1：下列实例中，不是利用声传递信息的是（　　） A.远处隆隆的雷声预示着可能有一场大雨 B.发生地震时，声学仪器能接收到地震产生的次声波，从而确定地震的方位和强度 C.医生利用B超检查人的身体状况 D.剧场的墙壁被装修成坑坑洼洼的 【学生活动】选D。解析：A选项雷声预示大雨，是利用声传递天气信息；B选项次声波确定地震方位和强度，是利用声传递信息；C选项B超检查身体，是利用超声波传递信息成像；D选项剧场墙壁坑坑洼洼是为了吸收声音、减少回声，属于声学装修，不是利用声传递信息。故选D。 【教师活动】点评：区分声传递信息和声传递能量的关键是看声音是否携带了有用的信息，还是只是利用声波的能量产生某种效果。 【教师活动】练习2：关于超声波的应用，下列说法中不正确的是（　　） A.利用超声波的穿透能力和反射情况，可以制成超声波探伤仪 B.利用超声波的反射，可以测量月球上两座山的距离 C.利用超声波给孕妇做常规检查，确定胎儿的发育状况 D.蝙蝠和海豚等动物有完美的"声呐"系统，它们能在空气和水中确定物体的位置 【学生活动】选B。解析：A选项正确，超声波探伤仪利用超声波的穿透和反射检测材料缺陷；B选项错误，超声波不能在真空中传播，月球表面是真空环境，无法利用超声波测量距离；C选项正确，B超利用超声波检查胎儿发育；D选项正确，蝙蝠和海豚利用超声波回声定位。故选B。 【教师活动】点评：超声波是声波的一种，传播需要介质，不能在真空中传播。这是超声波应用的重要限制条件。 【教师活动】练习3：关于超声波的应用，下列说法中不正确的是（　　） A.利用超声波的穿透能力和反射情况，可以制成超声波探伤仪 B.利用超声波的反射，可以测量月球上两座山的距离 C.利用超声波给孕妇做常规检查，确定胎儿的发育状况 D.蝙蝠和海豚等动物有完美的"声呐"系统，它们能在空气和水中确定物体的位置 【学生活动】选B。解析：同练习2，超声波不能在真空中传播，因此不能用于测量月球上两座山的距离。 易错提醒：超声波不能在真空中传播！月球表面没有空气，声波无法传播，因此不能用声呐或超声波测量月球距离。而电磁波（如激光、无线电波）可以在真空中传播，月球测距使用的是激光。 环节七：作业布置（3分钟） 【教师活动】布置作业： ① 查阅资料：了解超声波在医学领域还有哪些应用，整理成简报； ② 观察生活：找出生活中利用声传递信息和能量的例子，各举3个并说明原理； ③ 思考题：为什么超声波可以用于水下探测，而不能用于太空探测？ 板书设计 2.3 声的利用 一、声与信息 1. 次声波传递信息：预测自然灾害（地震、台风等） 2. 超声波传递信息——回声定位： • 蝙蝠、海豚利用超声波定位 • 技术应用：超声导盲仪、倒车雷达、声呐、B超、探伤 二、声与能量 声波可以传递能量 应用：超声波清洗、超声波体外碎石、超声波洗牙 三、建筑声学 北京天坛：回音壁、三音石、圜丘 （中华传统文化中的科学智慧） 课题：人教版 八年级上册 第二章 第3节 声的利用 教学反思 □ 本节课学生对声波传递信息和能量的区分是否清晰？练习1的完成情况如何？ □ 回声定位原理的讲解是否透彻？学生能否用自己的语言解释蝙蝠、声呐的工作原理？ □ 声波传递能量的实验演示效果是否明显？学生是否真正理解了声波携带能量的概念？ □ 超声波不能在真空中传播这一知识点，学生是否掌握？练习2、3的答题情况如何？ □ 天坛建筑声学的介绍是否激发了学生的兴趣？是否达到了弘扬传统文化的目的？ □ 本节课内容较多，时间分配是否合理？哪些环节需要调整？ 学科网（北京）股份有限公司 $