2.5 跨学科实践：制作隔音房间模型（教学设计）物理新教材人教版八年级上册

该初中物理教学设计聚焦声现象的隔音原理及跨学科实践应用，通过生活中乐器打扰他人等噪声问题导入，引导学生结合声音传播等已学知识，提出制作隔音房间模型的任务，搭建从理论到实践的学习支架。 此资料以跨学科实践为核心，融合科学探究与科学思维，通过演示实验对比不同材料隔音性能培养探究能力，小组合作制作模型锻炼模型建构与推理分析，借助分贝仪、距离比较等多方法测试强化物理观念应用，配套4个教学视频辅助理解。既提升学生实践与合作能力，也为教师提供完整教学方案与评价工具。

第5节 跨学科实践：制作隔音房间模型（教学设计） 年级 八年级 学科 物理 教师 课题 第5节 跨学科实践：制作隔音房间模型 教学 目标 物理观念 经历制作隔音房间模型的过程，能综合运用声现象的知识，解决日常生活中有关声现象的问题。 科学思维 在实践活动中，尝试运用简单模型解决问题，利用推理的方法对跨学科问题进行合理性分析，能提出自己的见解。 科学探究 在制作隔音房间模型活动中，能由发现的问题提出设想，能设计简单的实践方案，能完成实践活动，并以作品形式呈现活动成果。 科学态度 与责任 在讨论交流、制作模型、展示作品中，提升合作学习的能力，增强健康生活、保护环境的意识。 教材 分析 对于本节内容，课程标准要求学生能发现日常生活中与声现象有关的问题，提出解决方案。教材从我们生活的场景入手，引出将家中一个房间改造为隔音房间的设想，进一步设定制作隔音房间模型的任务。学生通过提出解决方案和制作模型，锻炼实践技能，践行健康生活，提升环保意识。 本实践活动将物理学与日常生活相联系，体现了从物理走向社会，注重知行合一、学以致用，突出物理课程实践性的课程理念。 学情分析 本次学情分析面向八年级学生展开，贴合《制作隔音房间模型》跨学科实践课的实际学习情况： 八年级学生已经掌握声音的产生、传播需要介质等基础声学知识，对声现象有初步认知，且普遍对动手操作类物理实践充满好奇心，具备基础的工具使用能力和简单的团队协作经验。 但学生仍存在几方面学习难点：一是对隔音的底层逻辑理解较浅，容易混淆吸音与隔声材料的差异，无法自主结合声学原理设计结构；二是实践操作中容易出现材料拼接留缝、龙骨固定不稳等问题，影响最终隔音效果；三是对实验数据的记录与分析不够严谨，难以通过测试结果精准推导优化方向。同时部分学生的工程设计思维不足，容易忽略门窗缝隙等细节的隔音处理，需要在实践过程中针对性引导，帮助他们把理论知识落地到实际制作中。 教学重点 制作隔音房间模型的解决方案和制作。 教学难点 制作隔音房间模型的解决方案和制作。 教学 器材 （1）隔音材料样本：隔音毡、隔音板、隔音棉或隔音泡沫等。 （2）模型制作工具：热熔枪、剪刀、胶水等，用于构建模型框架。 （3）声音源设备：手机或机械闹钟，模拟声源。 （4）声强测试仪器：噪声测试仪，测量声音强度变化，记录数据。 （5）安全防护装备：护目镜、手套等，确保操作安全。 （6）数据记录工具：卷尺、笔记本、粉笔等，记录实验数据。 课件。包含视频资料： ①视频演示——《探究不同材料的隔音性能》；②视频欣赏——《制作隔音房间模型》；③视频展示——《对隔音房间模型进行评价》；④展示交流——《如何建造一个实用的隔音房间》。 教学过程 项目提出 【提出问题】当我们在家中弹奏乐器、欣赏音乐或观看电视节目时，有可能会打扰需要休息的家人和邻居。你有什么办法解决这个问题? 【分析】噪声的防治方法有很多，隔音是其中的一种重要的方法。如图所示，房子经过隔声处理，噪声对人几乎没有任何影响；可见，隔音对降低噪声效果明显。 【任务】有同学设计了一个方案，打算将家中的一个房间改造为隔音房间，这样就不会彼此干扰。在方案实施前，我们可以通过制作模型来高效、经济地测试方案的可行性。 请根据以上思路，制作一个隔音房间的简易模型，并测试它的隔音性能。 项目分析 【教师】本环节中可以将大任务进行分解，形成一个个具体的小任务、小问题。具体分解为下面几个方面：选择“房间”模型、选择隔音材料、选择需要隔音的部位、选择测试隔音效果的方法、关注声音的传播路径等。 【学生活动】交流讨论下述四个问题。 （1）生活中哪些常见的物品能够充当“房间”? 现有纸箱、鞋盒、泡沫箱、塑料箱或塑料袋，你选哪些物品？ （2）为房间隔音的材料要满足哪些要求?可以选用哪些材料? （3）声音是如何传播到房间外的?隔音的材料应放在房间的哪些位置以及如何放置? （4）怎样测试模型房间的隔音性能? 1. 生活中哪些常见的物品能够充当“房间”? 【师生分析总结】 能够充当“房间”的物品，要求有一定的硬度，同时隔音性能要好。制作时，要容易切割且保持一定的外形，硬度不能太大；要便于开门、开窗、内部容易粘贴隔音材料。 综合以上因素，所以应该选用纸箱、鞋盒等。 2. 为房间隔音的材料要满足哪些要求?可以选用哪些材料? （1）探究不同材料的隔音性能 【演示实验】 实验器材：闹钟、分贝仪、报纸、棉花、不同厚度（分别是2cm、4cm）的吸音棉。 进行实验：①将分贝仪放在离声源约100cm的位置不变，用分贝仪测量出正在发声闹钟的分贝数值，然后把正在发声的闹钟用报纸包裹好，再次测量并记录出分贝数值，比较两次声音的大小。 ②把正在发声的闹钟分别用棉花、不同厚度的吸音棉等材料包裹起来，重复上述实验并测量记录分贝仪示数，比较两次声音的大小。 实验数据： 材料 报纸 棉花 2cm吸音棉 4cm吸音棉 分贝仪示数/dB 68 63 61 57 隔声性能 （优、良、中、差） 差 中 良 优 实验结论： ①隔音性能最好的是4cm吸音棉；其次是2cm吸音棉；棉花；隔音性能最差的是报纸。 ②同种材料，厚度越厚，吸音性能越好。 【师生分析总结】 （2）选用隔音材料 ①吸音棉：吸音棉是一种常见的吸音材料，具有较好的吸音效果。在使用吸音棉时，应注意选择符合环保标准的材料，并确保其不易燃烧。 ②吸音板：吸音板是一种高密度的吸音材料，适用于各种场合的降噪处理。 ③隔音毡：隔音毡是一种高密度的隔音材料，可以有效降低噪声。 ④其他可以选用的材料（根据实际情况）：可以选用厚一些的棉布、海绵、包装家具的泡沫纸等松软有空隙，表面不光滑的材料等。 3. 声音是如何传播到房间外的?隔音的材料应放在房间的哪些位置以及如何放置? 【师生分析总结】声音是通过空气、墙壁、天花板、地面、门窗传播到房间外的。故阻隔声音的材料应放在“房间”的四周位置且紧贴“墙壁”。需要隔音的部位： （1）墙体隔音：墙体应采用隔音材料，如隔音毡、吸音棉等，以增强隔音效果。同时，墙体之间的缝隙应进行密封处理，以防止声音传播。 （2）门窗隔音：门窗应采用隔音材料，如隔音玻璃、隔音门等，以降低噪声对环境的影响。同时，门窗的密封性能应良好，以防止声音从门窗缝隙传播。 （3）顶部隔音：顶部应采用隔音材料，如吸音棉、隔音毡等，以降低噪声对环境的影响。 4. 怎样测试模型房间的隔音性能？ 【师生分析总结】 （1）方法一：将声音强弱转化为距离进行比较 依次将不同隔音材料安装在“房间”内部四周“墙面”及“屋顶”“地面”上，将正在发声的手机置于“房间”内部，倾听铃声并逐渐远离“房间”，记录每次刚刚听不到铃声时人与“房间”的距离，距离越远的说明隔音效果越差；距离越近的说明隔音效果越好。 ‌（2）方法二：将声音强弱转化为分贝仪示数进行比较 依次将不同隔音材料安装在“房间”内部四周“墙面”及“屋顶”“地面”上，将正在发声的手机置于“房间”内部，在模型外同一位置使用手机噪声监测软件进行分贝数测定，数值越小说明隔音效果越好。注意：每次测量时，分贝仪与声源的距离相等。 手机监测软件显示噪声大小 手机监测软件显示噪声波形 （3）方法三：将声音强弱转化为声波波形进行比较 依次将不同隔音材料安装在“房间”内部四周“墙面”及“屋顶”“地面”上，将正在发声的手机置于“房间”内部，在模型外同一位置放置示波器或使用手机声音编辑软件显示声波波形，波形振幅越小说明隔音效果越好。 项目实施 本环节中学生可以通过合作式学习完成项目任务，教师需要为学生提供充分的自主实践的空间和时间，在实践活动中发展学生的实践能力。 1. 选用制作器材 （1）房间模型材料：鞋盒或纸箱。 （2）隔音材料样本：隔音毡、隔音板、隔音棉或隔音泡沫等。 （3）模型制作工具：热熔枪、剪刀、胶水等，用于构建模型框架。 （4）声音源设备：手机或机械闹钟，模拟声源。 （5）声强测试仪器：噪声测试仪，测量声音强度变化，记录数据。 （6）安全防护装备：护目镜、手套等，确保操作安全。 （7）数据记录工具：卷尺、笔记本、粉笔等，记录实验数据。 2. 进行制作 要求学生有共同制作。每个小组成员从材料的实际选择、隔音房间模型的实际制作到隔音效果的测试等，都要贡献出自己的智慧。注意下列问题： （1）在注意隔音性能的同时，也要尽量减小材料的厚度，最大限度地保证“房间”的空间。 （2）热熔枪、剪刀、裁纸刀使用时要注意安全。 3. 进行测试 （1）先测出没有放隔音材料前分贝仪的示数，再测出放入放隔音材料后分贝仪的示数。 （2）测试时，要测出不经过任何处理的声源的声音响度，通过比较前后的变化来评估模型的隔音性能。 （3）分贝仪与声源的距离保持不变（取100cm）。 （4）应选择较为安静的环境进行测试。 隔音房间模型 放入隔音材料前 放入隔音材料后 分贝仪示数/dB 隔声性能 展示交流 1. 学生展示制作的隔音房间模型，并从隔音性能，空间占用率和环保等方面对模型进行评价。 材料名称 隔音性能 材料成本 材料安全性 空间占用率                                         2. 相互交流，总结经验并进行反思，尝试对制作的模型进行改进。 3. 如果有了真正的隔音房间，为了做到不打扰他人，也为了自己听力的健康，在使用时还要注意哪些问题? 在实际生活当中，隔音房是一种具有高效隔音性能的房间，它的建造是为了降低外界噪音对室内环境的干扰，也可以减少自身的噪音对于外界环境的干扰。 通常在使用隔音房的过程中并不会对人体健康产生直接的危害，但在使用隔音房的过程中也要注意一些细节。首先，隔音房通常采用密闭的结构才能达到好的隔音效果，这也意味着房间内的空气流通性较差，导致空气污染。因此，在使用隔音房时，应保持室内空气流通，适时的开窗或者安装排风扇。其次，隔音房间的墙体、门窗的构建材料也要使用环保、无污染的。 4. 隔音房间在生产生活中的应用 隔音房间在生产生活当中的应用非常广泛，同学们在商场看到的自助唱吧、录音棚，学校的录音教室，电影院、主持人的直播间都属于隔音房间，其实在轿车里面也要进行隔音处理。 巩固练习 1．下列有关制作隔音房间模型的说法正确的是（ ） A．必须选择闹钟铃声作为声源 B．不同学习小组选用的隔音材料必须相同 C．控制噪声的措施与摩托车安装消音器相同 D．比较作品隔音性能时，测量声强的设备到小屋距离应相同 【答案】D 【详解】A．实验中选择能够规律发生的声源即可，没有必要一定选择闹钟，故A错误； B．制作隔音房间模型，不同学习小组选用的隔音材料可以不同，故B错误； C．作隔音房间是在传播过程中减弱噪声，摩托车安装消音器是在声源处减弱噪声，控制噪声的措施不同，故C错误； D．实验中通过声音的响度判断，隔音材料的性能，因此测量声强的设备到小屋距离应相同，故D正确。故选D。 2．如图为某小组同学制作的隔音房间模型，他们用包装盒充当“房间”，将吸音材料粘满包装盒的每一面，用一只闹钟作为声源，用手机中的分贝测试仪软件来测试房间模型的隔音性能。使用中发现房间模型的隔音效果不理想，经过观察和分析后，应该进行的最合理改进是（　　） A．调小闹钟的音量 B．再粘一层吸音材料 C．增大手机与模型间的距离 D．安装门缝等缝隙密封隔音条 【答案】D 【详解】A．调小闹钟的音量，虽然这样做可以降低声音的大小，但在测试隔音性能时，要关注的是声音在经过隔音处理后还能剩余多少，而不是声源本身的大小。因此，调小闹钟的音量并不能帮助我们准确地评估隔音效果，也不是一个合理的改进方法。故A不符合题意； B．再粘一层吸音材料，增加吸音材料的厚度或数量确实可以提高隔音效果，但题目中已经提到“将吸音材料粘满包装盒的每一面”，说明吸音材料的数量已经达到了一定的程度。此时再增加吸音材料，可能效果并不明显，因此，并不是最合理的改进方法。故B不符合题意； C．增大手机与模型间的距离，这是调整测试方法，而非改进模型，无法解决隔音问题，故C不符合题意； D．安装门缝等缝隙密封隔音条，隔音效果不仅与材料的吸音性能有关，还与声音的泄漏情况有关。如果存在缝隙或孔洞，声音就会通过这些地方泄漏出去，从而降低隔音效果。因此，安装门缝等缝隙密封隔音条可以有效地减少声音的泄漏，提高隔音性能。这是一个既简单又有效的改进方法。故D符合题意。故选D。 3．小阳在制作隔音房模型前，对隔音材料的隔音性能进行了测试。他将声源放在鞋盒内，在其四周铺满厚度相同的隔音材料，在同一位置用噪声计测量声音强度，记录在表中。下列说法正确的是（　　） 材料名称 瓦楞纸 海绵 泡沫 安装材料前声音强度 70 70 70 安装材料后声音强度 48 41 45 A．本实验的声源应选择音叉 B．表格中数据的单位为赫兹 C．分析可知瓦楞纸的隔音效果最好 D．隔音房是在传播过程中减弱噪声 【答案】D 【详解】A．音叉发声持续时间短，不能稳定发声，不适合作为本实验的声源，本实验应选择能持续稳定发声的声源，比如闹钟等，故A错误； B．赫兹是频率的单位，而测量声音强度的单位是分贝，表格中数据是声音强度，所以其单位应为分贝，不是赫兹，故B错误； C．比较安装材料后声音强度，海绵对应的声音强度最小，说明海绵吸收声音的能力最强，即海绵的隔音效果最好，而不是瓦楞纸，故C错误； D．隔音房是通过在声音传播的路径上设置障碍物，阻挡声音的传播，从而减弱噪声，是在传播过程中减弱噪声，故D正确。 故选D。 4．小施和同学用包装盒、海绵、泡沫等物品制作了一个隔音房间模型，如图所示，我们主要从人耳听到声音的 （选填“音调”“响度”或“音色”）来检测其隔音性能；从控制噪声的角度考虑，该模型主要在 （选填“人耳处”“传播过程中”或“声源处”）减弱噪声。 【答案】 响度 传播过程中 【详解】用包装盒、海绵、泡沫等物品制作了一个隔音房间模型，把正在发声的闹钟发在房间内，主要从人耳听到声音的响度来检测其隔音性能，听到的声音响度越大，说明材料的隔音效果越差。 从控制噪声的角度考虑，该模型能阻断噪声的传播，主要是在传播过程中减弱噪声。 5．小阳在“跨学科实践：制作隔音房间模型”中，先进行了隔音材料的隔音性能的探究。他将声源放在鞋盒内，其四周先后铺满厚度相同的四种隔音材料，让人边听声音，边向后退，直到听不见声音为止。然后测量刚好听不到声音的距离，同时将得到的数据记录在下列表格中。 材料种类 A．聚酯棉 B．实木 C．泡沫 D．海绵 距离/m 0.4 1.9 0.7 1.2 （1）选择厚度相同的四种隔音材料，是因为小阳认为材料越厚，其隔音性能越 ； （2）分析数据，从隔音效果来说，最适合的材料是（填字母） ； （3）在“A．振动的音叉、B．播放周南校歌的手机、C．机械闹钟”中，最适合作声源的是（填字母） 。 【答案】（1）好；（2）A；（3）C 【详解】（1）由于材料的厚度会影响材料的隔音性能，材料越厚，材料的隔音性能越强，由控制变量法可知，实验中应选择厚度相同的四种隔音材料。 （2）分析表格中的数据发现，声源发出的声音的响度一定时，选择聚酯棉作为隔音材料时，听不见声音的距离最短，所以聚酯棉的隔音效果最好，故从隔音效果来说，最适合的材料是A。 （3）由控制变量法可知，声源发出的声音的响度应控制不变； A．振动的音叉不能持续发出声音，不方便操作，故A不符合题意； B．播放校歌的手机，由于歌曲的响度不稳定，不能保持响度不变，故B不符题意； C．机械闹钟能持续发出声音，且声音的响度不变，故C符合题意。 故选C。 6．在“制作隔音房间模型”的跨学科实践中，小宇用鞋盒作为房间模型进行了以下探究： （1）为了比较不同材料的隔声性能，小宇应选择 （选填“音叉”或“手机”）充当房间中发声的声源，并保证每次实验时声源发出声音的 相同。 （2）小宇在家里找到了以下材料：报纸、棉花、泡沫板、海绵、棉布，他分别用报纸和棉花放在鞋盒内侧做了如图所示的隔音盒。该制作的错误之处是 。 （3）他纠正错误后，选择了一个安静的房间，在模型外1m处摆放分贝仪 材料 报纸 泡沫板 棉花 海绵 棉布 分贝仪显示声音的大小/dB 83 72 78 70 75 由实验数据可知，这些材料中消音性能最好的是 。由此可见，好的吸音材料具有以下这些特点：（ ） A．疏松多孔　　B．硬度较大　　C．柔韧性好 （4）在实际工程中，隔音房间除了考虑材料的消音和隔音效果外，需要考虑的因素还有（写一个即可） 。 【答案】（1）手机，响度；（2）没有控制隔音盒的厚度相同；（3）海绵，A；（4）见解析 【详解】（1）根据控制变量法，为了比较不同材料的隔声性能，应保证每次实验时声源发出声音的响度相同，手机比音叉更容易控制响度，故选手机。 （2）小宇在家里找到了以下材料：报纸、棉花、海绵，他分别用报纸和海绵放在鞋盒内侧做了如图所示的隔音盒，显然没有控制隔音盒的厚度相同，不符合控制变量法要求。 （3）由表中数据可知，同等距离处，用海绵做隔音材料时，分贝仪测到的响度小；这是因为海绵具有疏松多孔的性质，能够刚好的吸音，故A符合题意，BC不符合题意，故选A。 （4）在实际工程中，隔音房间除了考虑材料的消音和隔音效果外,还应考虑材料的空间占有率。 板书设计 第5节 跨学科实践：制作隔音房间模型 一、项目提出：将家中的一个房间改造为隔音房间。 二、项目分析 ①充当房间的物品；②隔音材料；③隔音材料的放置；④测试隔音材料的性能。 三、项目实施 ①选择制作材料；②进行制作；③测试隔音房间模型的隔音性能。 四、展示交流 ①对模型进行评价；②进行改进；③其他问题。 课堂总结 第5节 跨学科实践：制作隔音房间模型 作业 教学反思 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $