跨学科实践：乐器的调查与制作（培优教学课件）物理新教材苏科版八年级上册

该初中物理课件围绕声现象，通过乐器调查与制作实践，系统展示声音三要素、发声原理及传统乐器文化，搭建从理论到实践的学习支架，帮助学生衔接声现象基础与应用。 其亮点在于融合物理观念与科学探究，以编钟、贾湖骨笛调查及水瓶琴制作等实例，结合视频辅助与小组合作，提升学生实践能力与文化认同，为教师提供丰富教学资源与跨学科活动设计。

苏科版八年级上册 第一章 声现象 风声、雨声，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，可以帮助医生诊断病情。 ………… 声音是平常的，又是奇特的。 声音是什么？它有哪些特性？ 自然界中存在人耳听不到的声音吗？ 苏科版八年级上册 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，尝试制作和演奏乐器，十分有趣且有意义。 跨学科实践：乐器的调查与制作 播放视频 学习目标 物理观念 了解中国传统乐器的历史由来、特点和简单的声学原理；了解不同类型乐器的结构、发声原理以及怎样实现对声音三要素的控制等。 科学思维 通过调查和实践制作，在分析乐器发声原理时，能将复杂乐器简化为物理模型；在探究“弦乐器音调影响因素”时，能运用控制变量法；在制作过程中，能根据乐器发声效果推理可能的原因，并提出改进假设。 科学探究 能基于调查发现提出可探究的问题，并作出合理猜想；能根据猜想设计具体制作方案，规范完成制作步骤；利用生活中常见的材料，自制一种简易乐器进行一些有趣的探究活动；能客观评估自制乐器的优缺点。 科学态度 与责任 在小组合作中主动承担任务，和同学分享设计思路与问题，通过讨论达成共识；尝试用生活常见材料制作乐器，体现变废为宝的创新意识，制作失败不气馁，反复调试直至完成。此外，通过调查传统乐器，能感受物理知识与传统文化的联系，体会科学知识在生活中的应用价值，增强对物理学科的兴趣。 重点难点 重点 1．物理知识与工程实践的结合； 2．简易乐器的设计与制作。 难点 1．原理转化为实践的操作； 2．跨学科知识、多方面能力的综合运用。 学习内容 1. 中国传统乐器的调查 2. 乐器对声音三要素的控制 3. 自制简易乐器 4. 交流与评估 探究新知 一、中国传统乐器的调查 【任务要求】对一种中国传统乐器进行调查，如编钟、骨笛、古琴等。了解它的历史由来、特点和简单的声学原理。 中国古代拥有丰富多样的传统乐器，这些乐器源远流长，承载着深厚的文化底蕴，例如二胡、琵琶、编钟、箫、笛、瑟、琴、埙、笙和鼓等，它们常用于宫廷、民间及宗教场合，展现了中国古代音乐的独特魅力。 探究新知 【历史由来】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。 编钟 一、中国传统乐器的调查 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。 一钟双音 探究新知 编钟 一、中国传统乐器的调查 【显著特点】（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。 【发声原理】 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。 播放视频 探究新知 【历史由来】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宝（如图所示）。 贾湖骨笛 一、中国传统乐器的调查 【显著特点】（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。 播放视频 探究新知 一、中国传统乐器的调查 【显著特点】（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。 【发声原理】 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。 播放视频 贾湖骨笛 探究新知 一、中国传统乐器的调查 选择一种自己喜爱或擅长的乐器，如二胡、竹笛、小提琴等，研究它的结构、发声原理以及怎样实现对声音三要素的控制等。走访与乐器有关的职业人员，如音乐教师、演奏家、乐器生产维修人员等，了解他们使用乐器的工作感受与职业要求。 调查一种乐器 探究新知 二胡对声音三要素的控制 【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。 二、乐器对声音三要素的控制 【发声原理】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。 【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。 播放视频 探究新知 我国常见传统乐器的发声部位 二、乐器对声音三要素的控制 分类 乐器 主要发声原理 弹拨类 古筝、琵琶、古琴、扬琴、瑟等 _________的振动 吹管类 笛子、洞箫、唢呐、长号、排箫等 _________的振动 簧管类 笙、巴乌、葫芦丝等 _________的振动 拉弦类 二胡、板胡、中胡、京胡、马头琴等 _________的振动 打击类 锣、鼓、梆子、木鱼、钹、编钟、编磬等 _________的振动 吹腔类 埙、篪等 _________的振动 琴弦 空气柱 空气柱 琴弦 乐器表面 空气柱 探究新知 二胡对声音三要素的控制 二、乐器对声音三要素的控制 控制响度 控制音调 控制音色 1. 二胡下方的共鸣箱，‌可以增大二胡所发出声音的响度。 2. 演奏时‌通过运弓的速度、压力、弓段，来控制响度。 ‌演奏时，‌演奏家通过调节琴轴来调整弦线的松紧程度，‌从而改变琴弦振动的频率，‌左手调节琴弦的长度，以及摩擦粗细不的内外弦来控制音调。 在二胡演奏中，‌音色由琴弦的材料、‌二胡的制作材料以及结构共同决定。 探究新知 我国常见传统乐器对声音三要素的控制 二、乐器对声音三要素的控制 示例 图示 发声方式 控制音调 控制响度 控制音色 竹笛   空气柱振动发声 琵琶   琴弦振动发声 鼓   鼓面振动发声 用手指按压不同的孔，改变空气柱的长度 改变琴弦的松紧、粗细、振动部分的长度 改变鼓面皮膜的张紧度或击打位置 改变吹奏的力度 改变拉动琴弦的力度 改变敲击的力度 竹的材质 制作琴弦等的材质 制作鼓面皮膜和鼓身的材料 探究新知 三、自制简易乐器 乐音与噪声 利用生活中常见的材料，自制一种简易乐器，如单弦琴、竹笛、排箫、活塞音哨、酒杯打击乐器等。在制作过程中进行一些有趣的探究活动。 探究新知 1. 自制活塞式音哨 三、自制简易乐器 【器材】筷子、棉花（或碎布）、水、塑料管（或竹筒）。 【制作过程】 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。 【发声原理】用嘴吹塑料管的上端时，管内的空气柱振动发出声音。向上推活塞，空气柱变短，音调变高，向下拉活塞，空气柱变长，音调变低。 播放视频 探究新知 2. 自制水瓶琴 三、自制简易乐器 【器材】相同玻璃瓶 8 个、筷子、清水。 【制作过程】1. 往 8 个瓶子依次加水，从左到右水位由高到低摆放； 2. 用筷子敲击瓶身；左→右敲击：水量逐渐变少，音调越来越高；水量越少，音调越高； 右→左敲击：水量逐渐变多，音调越来越低；水量越多，音调越低。 【发声原理】敲击瓶子时，发声物体是玻璃瓶 + 瓶内的水，不是空气柱！ 水位高（水多）：水的质量大，瓶子整体振动阻力大，振动速度慢，振动频率低，音调低； 水位低（水少）：水的质量小，瓶身更容易振动，振动速度快，振动频率高，音调高。 播放视频 探究新知 3. 自制迷你鼓 三、自制简易乐器 【器材】筷子、棉花（或碎布）、水、塑料管（或竹筒）。 【制作过程】 1. 找一个空的罐头瓶，打开盖子，将气球剪开，稍稍用力绷开，套在瓶口上； 2. 一次性筷子和粘土（或橡皮泥）做鼓槌； 3. 敲击鼓面，发出声音。 【发声原理】用嘴吹塑料管的上端时，管内的空气柱振动发出声音。向上推活塞，空气柱变短，音调变高，向下拉活塞，空气柱变长，音调变低。 播放视频 探究新知 4. 自制简易古筝 三、自制简易乐器 【器材】废弃纸盒（或玻璃容器）、小皮筋、筷子（或笔杆）。 【制作过程】 1. 纸盒（或玻璃容器）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。 【发声原理】用手指或小棒拨动橡皮筋，橡皮筋就会振动发声音。由于橡皮筋长度不同，发声音调不同，长度长音调低，长度短音调高。 播放视频 探究新知 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。 四、交流与评估 播放视频 【制作案例】小组合作，用PVC管自制打击乐器。 课堂小结 课堂练习 1. 如图所示是古时的一种乐器排箭，又叫做“参差”，是由长短不一的竹管组成，故成语有云“参差不齐”。竹管参差不齐，目的是改变声音的（　 　） A．音调　　　　B．音色　　　　C．响度　　　　D．传播速度 【详解】不同长度的竹管内空气柱长短不同，吹奏时空气柱的振动频率不同，发出声音的音调不同，因此竹管参差不齐的目的是改变声音的音调，故选A。 A 课堂练习 2. 中国古乐中一般使用“宫、商、角、徵、羽”五个音阶，如图是跨学科实践小组用不同长度的吸管制作的“宫、商、角、徵、羽”五音排箫，这五音指声音的（　 　） A．响度　　　　B．音色　　　　C．音调　　　　D．振幅 【详解】不同长度的吸管内空气柱长度不同，吹奏时空气柱振动的频率不同，发出声音的音调不同，因此“宫、商、角、徵、羽”五个音阶指的是声音的音调，故选C。 C 课堂练习 3. 如图所示是小北用纸盒、橡皮筋、木棒制作的吉他。下列有关说法正确的是（　 　） A．设计粗细不同的橡皮筋是为了改变吉他发声的音调 B．设计粗细不同的橡皮筋是为了改变吉他发声的响度 C．小北自制的吉他与商店售卖的吉他发声的音色是相同的 D．橡皮筋振动时变得“越胖”，发出声音的响度越小 【详解】粗细不同的橡皮筋振动时频率不同，设计粗细不同的橡皮筋是为了改变吉他发声的音调，A正确，B错误；自制吉他和售卖吉他的制作材料、结构不同，发声的音色不同，C错误；橡皮筋振动时变得“越胖”，说明振幅越大，发出声音的响度越大，D错误。 A 课堂练习 4. 图甲是贾湖骨笛，出土于中国河南省漯河市舞阳县贾湖遗址，用鹤类尺骨制成，距今7800至9000年。骨笛管开七孔，它能吹奏出完备的“宫、商、角、徽、羽”五声音阶，发出“角”音和“羽”音时测得其对应的频率信息如图乙所示，据此信息可推断（　 　） A．“角”音比“羽”音的响度一定更大 B．“角”音比“羽”音的音调一定更高 C．发出“角”音时，发声体的振动比发出“羽”音时慢 D．发出“角”音时，发声体每秒振动的次数更多 【详解】由图乙可知：“羽”音的频率比“角”音的频率高，即“羽”音的音调比“角”音的音调高，每秒钟振动的次数更多，振动得更快，而响度跟振幅有关，题干中没有提供关于振幅的信息。 故选C。 C 课堂练习 5. 如图所示是小刚在课余时间制作的一支竹笛，各部分名称：①竹管开口；②管侧劈形小口；③竹管；④木劈；⑤布团；⑥铁丝。在竹管开口处①向管内吹气时，竹笛可以发出美妙的笛声，推拉铁丝环⑥时，音调可以改变。 （1）当布团分别位于 a、b、c 三个位置时，竹笛发出声音音调最高的 位置是_______，增大响度的办法有__________________。 （2）在民族乐器中，_______（二胡/腰鼓/古筝/箫）的发声原理与此相似。 【详解】（1）吹奏竹笛时，竹笛内的空气柱振动发声，布团在a位置时，空气柱长度最短，振动频率最快，因此发出声音的音调最高；响度与振幅有关，振幅越大响度越大，因此增大响度可以通过增大吹奏的力度实现。 （2）竹笛是依靠空气柱振动发声，题目给出的四种乐器中，箫同样依靠空气柱振动发声，发声原理与竹笛相似。 a 用更大力吹 萧 课堂练习 6. 如图所示，四个相同的瓶子中注入不等量的水，用筷子从左向右依次敲击，它们发出声音的音调逐渐上升（简谱“┈6 7 1 2 3 4 5 6 7┈”的发声中，音调从低到高）。 （1）敲击_______（选填“甲”“乙”“丙”“丁”）瓶时，发声体每秒振动次数最多； （2）根据以上信息，能否判断敲哪个瓶子的发声最响？答：_________； （3）在相同的另一空瓶中装适量的水，可敲出简谱“2”音调的声音。请在 空瓶中画出大致的水面位置。 【详解】（1）用筷子敲击时发声体是瓶子和水，当瓶子里装水量较少时，振动的速度越快，频率越高，即发声体每秒振动次数最多，所以敲击丁瓶时，频率最高，音调最高。 （2）响度是指声音的大小，发声最响，说明响度最大，响度与振幅有关，即与敲击的力度有关，根据以上的信息，没有说明敲击力度的大小，故不能判断敲哪个瓶子的发声最响。 （3）“2”音调比“1”音调高，比“4”音调低，则水量比乙瓶少，比丙瓶多，又在“1”音调和“4”音调之间还有“2、3”音调，所以空瓶水面的位置跟乙瓶的水面近，跟丙瓶的水面远，如图所示。 丁 否 谢谢大家！ Lavf58.46.101 Lavf57.83.100 Lavf57.83.100 Lavf57.83.100 Lavf57.83.100 Lavf57.83.100 Lavf57.83.100 $