2.3 声的利用 核心素养教案 2026-2027学年人教版八年级物理上册

该初中物理教学设计聚焦“声的利用”，围绕声传递信息（回声定位、B超等）和声传递能量（超声波清洗、碎石等）展开。通过回顾声音产生与特性，结合“雷声预警、铃声提示”等生活实例导入，搭建从“认识声音”到“利用声音”的学习支架。 资料以核心素养为导向，通过“扬声器烛焰”实验直观证明声传递能量，用对比表格和口诀突破信息与能量辨析难点。融入天坛建筑声学等跨学科内容，培养科学思维与文化自信。实验演示、案例分析等方法提升学生探究能力，为教师提供结构化教学流程与素养培养路径。

核心素养导向的初中物理教学设计 | 人教版（2024）八年级物理上册 第二章 声现象 第3节 声的利用 核心素养导向的初中物理教学设计 第二章 声现象 第3节 声的利用 教材版本 人民教育出版社《义务教育教科书·物理》八年级上册（2024版） 对应教材 第二章 第3节（P40—P45） 课标依据 《义务教育物理课程标准（2022年版）》 课时安排 1课时（45分钟） 一、教材分析 本节是《声现象》的第三节。学生在前两节已经学习了"声音的产生与传播"和"声音的特性"，本节在此基础上回答"声音有什么用"这一问题。教材从两个维度展开： 1. 声与信息（教材P40—P42）：从人类直接利用声音（交谈、铃声、雷声预警）、次声波传递信息（地震/海啸/台风预测）、超声波传递信息（回声定位→蝙蝠→倒车雷达/声呐/导盲仪、B超、工业探伤）三个层面说明声可以传递信息。 1. 声与能量（教材P43—P44）：通过"将扬声器对准烛焰播放音乐，烛焰摇曳"的演示实验，证明声波能传递能量，并介绍超声波清洗、超声波碎石、超声波雾化、次声波武器等应用。 教材最后通过"想想议议"和"练习与应用"（P45）帮助学生辨析"传递信息"与"传递能量"两类应用，并安排"科学世界——建筑声学的杰作"（天坛圜丘、回音壁、三音石）作为跨学科拓展阅读材料。 二、学情分析 学生已掌握声音的产生、传播和三个特性（音调、响度、音色），对"声音能传递信息"有丰富的生活经验（听铃声下课、听雷声知大雨将至），但"声音能传递能量"是全新概念，需要实验直观证明。 认知难点：①难以理解"看不见的声波"如何"携带信息"和"传递能量"；②容易混淆"声与信息"和"声与能量"的实例区分。教学中需通过演示实验和大量实例帮助学生建立"声波是一种波，既能传递信息也能传递能量"的物理观念。 三、核心素养目标 依据《义务教育物理课程标准（2022年版）》"2.3.2 了解现代技术中声学知识的一些应用"的要求，制定如下素养目标： 素养维度 具体目标 对应课标要求 物理观念 ①知道声音可以传递信息（回声定位、B超、声呐、听诊器等）；②知道声音可以传递能量（超声波清洗、碎石、雾化等）；③理解"声波"既是物理现象，也是信息和能量的载体。 2.3.2 了解现代技术中声学知识的应用 科学思维 ①通过"扬声器烛焰"实验推理"声波具有能量"，发展基于证据的科学推理能力；②通过对比"声与信息"和"声与能量"的实例，培养分类与归纳思维；③能运用回声测距公式 s=vt/2 解决实际问题。 科学推理、科学论证 科学探究 ①能观察"扬声器烛焰"演示实验，描述现象并得出结论；②能设计简单方案验证"声波传递能量"（如鼓面烛焰实验）；③能查阅资料了解超声波的应用原理。 问题、证据、解释、交流 科学态度与责任 ①通过了解我国古代建筑声学成就（天坛），增强文化自信；②认识到物理知识在医疗、工业、国防中的广泛应用，激发学习动力；③关注次声波对环境的危害，形成环境保护意识。 科学本质观、社会责任 四、教学重点与难点 教学重点 声音可以传递信息和能量；回声定位原理及实际应用。 教材依据 教材P40—P42 "声与信息"；P43—P44 "声与能量"。 教学难点 "声与信息"和"声与能量"的实例辨析；"声波传递能量"的微观理解。 突破策略 1. 用"扬声器烛焰"演示实验直观证明能量传递； 1. 用"信息vs能量"对比表格帮助学生分类； 1. 编口诀："探测、诊断、预警"→信息；"清洗、碎石、雾化"→能量。 五、教学方法与手段 1. 实验演示法："扬声器烛焰"实验（核心演示实验，教材P43） 1. 案例分析法：蝙蝠回声定位→倒车雷达→声呐的技术迁移 1. 对比归纳法："声与信息"vs"声与能量"实例对比表 1. 多媒体辅助：播放B超成像、超声波碎石、声呐探测等视频 1. 小组合作：分组讨论"生活中声的利用"并汇报 六、教学准备 教师 1. 扬声器（外接音频线）、蜡烛、打火机、多媒体课件 1. B超图像资料、超声波清洗器实物（或图片）、回声测距计算题卡 1. 天坛圜丘、回音壁、三音石图片或视频 学生 1. 课前查阅"超声波在生活中的应用"资料 七、教学过程 环节一：情境导入（约4分钟） 任务 教师活动 学生活动 设计意图 回顾旧知 引出新课 提问：①声音是怎么产生的？（振动）②声音的三个特性是什么？（音调、响度、音色）→追问：声音除了"被听到"，还有什么用处？展示教材P40"想想议议"：听到雷声意味着什么？听到铃声意味着什么？ 回顾前两节知识，思考"声音有什么用"，产生探究兴趣。 承上启下，从"认识声音"自然过渡到"利用声音"。 环节二：探究声与信息（约16分钟） 任务 教师活动 学生活动 设计意图 从声音直接 获取信息 列举教材P40实例：①远处雷声→大雨将至；②下课铃声→下课时间到；③铁路工人敲钢轨→判断螺栓是否松动；④医生用听诊器→了解心肺状况；⑤汽车修理师傅听发动机声音→判断故障。提问：这些例子中声音传递了什么？ 聆听并归纳：声音向人们传递了不同的信息。总结出"声音可以传递信息"。 从生活实例出发，让学生感受"声传递信息"的普遍性。 次声波 传递信息 讲解教材P41：大自然的许多活动（地震、火山爆发、台风、海啸）都伴有次声波产生。利用灵敏的声学仪器可以监测这些次声波，确定方位和强度，预测灾害。提问：哪些动物用次声波交流？（大象、海豚） 阅读教材，了解次声波的来源和应用。讨论大象用次声波"呼朋唤友"的交流方式。 拓展视野，认识次声波在自然灾害预警中的重要价值。 超声波 传递信息 与回声定位 讲解教材P41—P42：蝙蝠在飞行中发出超声波，遇到昆虫或障碍物反射回来，蝙蝠根据回声的方位和时间确定目标位置，这叫"回声定位"。人类模仿发明了：①倒车雷达（汽车）；②声呐（探测海底深度、鱼群、潜艇位置）；③超声导盲仪；④B超（医疗诊断）；⑤超声波探伤仪（工业检测）。 理解回声定位原理。举例说明生活中哪些设备利用了回声定位。阅读教材P42"科学·技术·社会"。 渗透"仿生学"思想，体现物理学对科技发展的推动作用。 环节三：探究声与能量（约12分钟） 任务 教师活动 学生活动 设计意图 演示实验： 扬声器与烛焰 演示教材P43实验：将点燃的蜡烛放在扬声器前方，播放音乐并调大音量。提问：①烛焰为什么会晃动甚至熄灭？②类比：石头扔进水里，水波使树叶起伏——声波是否也能传递能量？ 观察实验：烛焰随音乐节奏晃动。推理得出：声波具有能量，能使物体振动。结论：声音可以传递能量。 "烛焰摇曳"是教材经典演示实验，给学生强烈视觉冲击，突破"声传递能量"的抽象性。 声传递能量 的应用 讲解教材P44：①超声波碎石（击碎体内结石，无需开刀，不损伤软组织）；②超声波清洗（清洗眼镜、钟表、精密零件，不损坏被洗物体）；③超声波雾化（加湿器、雾化治疗仪，能耗低）；④次声波武器（军事应用，穿透能力强）。 阅读教材，了解超声波能量应用的原理：高频振动产生强烈能量。对比"传递信息"和"传递能量"的不同。 将"声传递能量"与科技应用结合，激发学生学习物理的兴趣。 环节四：辨析训练与回声测距计算（约8分钟） 任务 教师活动 学生活动 设计意图 信息vs能量 辨析训练 出示教材P45"练习与应用"第1题：判断下列实例是利用声传递能量还是信息。①超声波探伤——信息；②听诊器诊病——信息；③次声波判断地震——信息；④超声波碎石——能量；⑤倒车雷达——信息。总结判断口诀。 小组讨论后回答。总结判断方法："探测、诊断、预警"→信息；"清洗、碎石、雾化"→能量。 通过正例反例对比，帮助学生精准区分两类应用，突破本节难点。 回声测距 计算 出示例题（教材P45第2题改编）：用超声测位仪向海底垂直发射声波，经4s收到回波。已知海水中声速1500m/s，求海水深度。分析：声波走了一个往返，单程时间t=4s÷2=2s。 分析：s=vt=1500×2=3000m。将"声传递信息"与数学计算结合。 将"回声定位"原理与数学计算结合，培养建模能力。 环节五：课堂小结与拓展阅读（约5分钟） 任务 教师活动 学生活动 设计意图 知识梳理 引导学生用"思维导图"总结：声的利用分为两大类——传递信息（回声定位、B超、声呐、听诊器、次声波预警）和传递能量（清洗、碎石、雾化、武器）。 回顾本节内容，绘制思维导图，完成教材P45练习与应用剩余题目。 建构结构化知识体系，强化"声有两用"的核心观念。 科学世界 拓展阅读 介绍教材P45"科学世界——建筑声学的杰作"：北京天坛圜丘（站在台中央说话声音洪亮）、回音壁（墙边小声说话远处可闻）、三音石（鼓掌听到三次回声）。说明这些都是利用了声音的反射原理。 阅读"科学世界"，感受我国古代建筑中的声学智慧，增强文化自信。 跨学科融合（物理+建筑+历史），渗透文化自信与科学态度素养。 八、板书设计 第3节 声的利用 一、声与信息（声音传递信息） 1. 直接获取信息：雷声（大雨）、铃声（下课）、听诊器、敲钢轨 1. 次声波传递信息：地震/海啸/台风预测、大象/海豚交流 1. 超声波传递信息——回声定位：蝙蝠→倒车雷达、声呐、导盲仪、B超、探伤仪 二、声与能量（声音传递能量） 1. 演示实验：扬声器→烛焰摇曳（证明声波具有能量） 1. 超声波碎石（医疗）、超声波清洗（工业）、超声波雾化（生活） 1. 次声波武器（军事） 三、辨析口诀 1. "探测、诊断、预警" → 传递信息 1. "清洗、碎石、雾化" → 传递能量 四、回声测距公式 1. s = vt / 2（注意：声波走了往返路程，计算深度要除以2） 九、作业布置 基础巩固 教材P45 练习与应用 第1—2题（信息vs能量辨析 + 回声测距计算） 能力提升 教材P45 第3题（回声定位综合应用）；查阅"我国声呐技术发展"资料，写100字小报告。 拓展探究 阅读教材P45"科学世界——建筑声学的杰作"，查阅天坛圜丘、回音壁、三音石的声音现象原理，写一篇200字小报告。 十、教学反思（预设） 1. "声与信息"和"声与能量"的辨析是本节易错点，学生容易将"超声波探伤"误判为能量，需反复强化"探伤是获取信息（探测内部缺陷的位置和大小）"的判断逻辑。 1. "扬声器烛焰"实验效果受环境气流影响较大，需提前测试场地并准备挡风措施（可用硬纸板做挡风屏）。 1. 回声测距计算中"除以2"仍是易错点，需在板书和讲解中反复强调"往返路程"概念。 1. "科学世界"拓展阅读不应占用过多课堂时间，可作为课后自主阅读材料，课堂仅做引导。 十一、课程标准依据 内容要求 2.3.2 了解现代技术中声学知识的一些应用。知道噪声的危害及控制方法。 学业要求 能运用声的知识解释自然界和有关生活中的现象（如回声定位、B超原理）；能举例说明声在现代技术中的应用。 教学提示 在探究声音的产生和传播条件、声音的特性等学习活动中，注重发挥学生的积极性和主动性；鼓励学生发现问题、提出问题。 活动建议 例3 了解超声波在生产生活和科学研究等方面的应用，如超声雷达、金属探伤、医学检查等。 第 页 学科网（北京）股份有限公司 $