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第二章 聲音與環(huán)境 一、課標(biāo)要求 1．通過實驗探究，初步認(rèn)識聲產(chǎn)生和傳播的條件。 2．了解樂音的特性。 3．了解現(xiàn)代技術(shù)中與聲有關(guān)的應(yīng)用。 4．知道防治噪聲的途徑。 解讀： 1．關(guān)于“聲產(chǎn)生和傳播的條件”，《標(biāo)準(zhǔn)》既有過程性要求，即要求通過學(xué)生自己的“實驗探究”來學(xué)習(xí)；又有終結(jié)性的要求，即“認(rèn)識聲產(chǎn)生和傳播的條件”。因此要多設(shè)計聲音產(chǎn)生和傳播的實驗，讓學(xué)生通過實驗觀察探究聲音產(chǎn)生和傳播的條件，在探究過程中領(lǐng)悟其中的科學(xué)方法。 2．關(guān)于“樂音的特征”，《標(biāo)準(zhǔn)》要求達(dá)到“了解”的層次。除了通過聽覺，讓學(xué)生建立音調(diào)、響度和音色的初步概念，還可以讓學(xué)生在示波器上觀察不同聲音的波形，對音調(diào)、響度和音色有一個直觀的認(rèn)識。 3．關(guān)于“現(xiàn)代技術(shù)中與聲有關(guān)的應(yīng)用”和 “防治噪聲的途徑”，《標(biāo)準(zhǔn)》給出的終結(jié)性要求是“了解”和“知道”。這兩部分內(nèi)容與生產(chǎn)和生活聯(lián)系密切，可讓學(xué)生通過收集生產(chǎn)和生活中的實例，了解聲音的應(yīng)用和噪聲的防治途徑，認(rèn)識科學(xué)及其相關(guān)技術(shù)對于社會發(fā)展及人類生活的影響。 二、本章教材分析 1． 本章概述 本章主要學(xué)習(xí)聲的產(chǎn)生和傳播條件，樂音的三個主要特征：音調(diào)、響度和音色，探究影響音調(diào)、響度的因素，了解聲音在生活和技術(shù)中的應(yīng)用，以及減弱噪聲的方法、途徑。 本章主要介紹聲音的基本知識，這些知識在生活和生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。盡管本章涉及的現(xiàn)象大多是學(xué)生所熟悉的，但是學(xué)生又很少深入地思考和探討過。因此，把本章作為初中物理的開端，可以使學(xué)生感到身邊處處有物理，物理并不深奧，物理親切、有趣、有理，有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的強(qiáng)烈欲望；同時在學(xué)習(xí)本章知識的過程中，要用到研究物理問題的基本方法：觀察實驗、科學(xué)探究等，使學(xué)生從一開始學(xué)習(xí)物理，就可以得到良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣的訓(xùn)練和科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)。 教材是按照認(rèn)知事物的一般規(guī)律編排的，其編寫順序是：“我們怎樣聽到聲音”－“我們怎樣區(qū)別聲音”－“聲音的應(yīng)用”。本章第一節(jié)“追根求源”，首先讓學(xué)生探究聲音是怎樣產(chǎn)生的，接著探究聲音如何傳播。這些內(nèi)容既是學(xué)習(xí)聲學(xué)的基礎(chǔ)；同時一些實驗技巧和方法，又對接下來探究“影響音調(diào)和響度的因素”有很好的啟發(fā)和鋪墊作用?！拔覀冊鯓訁^(qū)分聲音”兩節(jié)課，從造成聲音千差萬別的原因出發(fā)，讓學(xué)生認(rèn)識樂音的特征，并通過“探究影響音調(diào)和響度的因素”的實驗過程，讓學(xué)生初步學(xué)習(xí)控制變量的思想方法。本章最后一節(jié)“讓聲音為人類服務(wù)”，則是對前面所學(xué)聲音知識的拓展和延伸，一方面，通過介紹聲現(xiàn)象的有關(guān)知識在音樂、建筑方面的應(yīng)用，以及人們利用超聲與次聲的成果，讓學(xué)生了解聲音可以為人類服務(wù)；另一方面，介紹了噪聲的危害及減弱噪聲的途徑，從而引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生產(chǎn)和技術(shù)中的物理，滲透“事物具有兩面性”的辨證思想。 本章教學(xué)重點：聲音的產(chǎn)生、傳播和樂音的特征（音調(diào)、響度和音色），是聲學(xué)的基礎(chǔ)知識；探究聲音的產(chǎn)生、傳播和影響音調(diào)、響度的因素，能夠培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。所以“聲音是怎樣產(chǎn)生的”、“聲音的傳播需要介質(zhì)”、“聲音的高低”、“聲音的強(qiáng)弱”，及其科學(xué)探究的過程，是本章教學(xué)的重點。 本章教學(xué)難點：探究影響聲音高低的因素、探究響度跟哪些因素有關(guān)，涉及到科學(xué)探究的方法以及控制變量的思想，對初學(xué)物理的學(xué)生來說比較困難，是本章教學(xué)的難點。 2． 編寫特點 本章教材在編寫上有以下特點： ⑴體現(xiàn)“從生活走向物理，從物理走向社會”的課程理念。全章緊密聯(lián)系生產(chǎn)生活實際，由淺入深，逐步探究，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，有利于培養(yǎng)學(xué)生的“問題”意識，激發(fā)探究興趣。如2.1節(jié)，由物理學(xué)家帕斯卡在小時候“敲打盤子發(fā)出聲音，用手按住盤子后聲音沒有了”這一事實，提出問題“你知道其中的奧秘嗎？”，引發(fā)探究。又如2.2節(jié)，從“我們周圍的聲音千差萬別”這一事實入手，自然地提出了學(xué)生關(guān)心的問題“聲音為什么會有這些差別？我們應(yīng)該怎樣區(qū)分它們呢？”引發(fā)學(xué)生進(jìn)一步探究“影響聲音高低和響度的因素”。2.4節(jié)又從物理走向社會，通過介紹聲音的利用和噪聲的危害，讓學(xué)生了解科學(xué)技術(shù)對社會發(fā)展的正面和負(fù)面影響，認(rèn)識事物的兩面性，培養(yǎng)學(xué)生可持續(xù)發(fā)展的意識和將科學(xué)知識服務(wù)于人類的使命感和責(zé)任感。 ⑵突出體現(xiàn)物理的學(xué)科特點，注重科學(xué)探究，全章以探究活動為主線，讓學(xué)生在一個個“活動”中獲得感性體驗，然后再上升到理性認(rèn)識。使學(xué)生在經(jīng)歷和體驗的過程中，不僅學(xué)到知識，還初步學(xué)到研究問題的方法。本章4節(jié)課中有實驗探究2個（探究影響聲音高低的因素、探究影響聲音響度的因素），這兩個探究讓學(xué)生初步熟悉實驗探究的主要方法以及控制變量的思想。除實驗探究外，本章還安排了課內(nèi)其他活動4個，課外活動3個，給學(xué)生提供了較多的活動機(jī)會。 ⑶課文中的插圖形象、直觀，代替了以往冗長的文字?jǐn)⑹觯o學(xué)生想象的空間，能夠啟迪思維，激發(fā)興趣，突破難點，有利于滲透情感、態(tài)度、價值觀的教育。例如每節(jié)課“活動”中的很多插圖，不但能夠生動地創(chuàng)設(shè)探究問題的情境，展示實驗活動的主要裝置，而且蘊(yùn)含著觀察、實驗、探究問題的方法和關(guān)鍵，例如圖2-1、2-2、2-3、2-6、2-7、2-8、2-17、2-20、2-26等。還有些插圖，如圖2-4、2-5、2-18、2-27、2-30等，能夠把抽象、難懂的“波”及有關(guān)特征，具體、直觀地描述出來，有利于學(xué)生對于“聲波”的認(rèn)識。另外一些插圖，如圖2-9、2-12、2-16、2-33、2-38、2-42等，能夠激發(fā)、培養(yǎng)學(xué)生熱愛大自然的情感，以及崇尚科學(xué)、關(guān)注現(xiàn)代科技發(fā)展的良好素養(yǎng)，養(yǎng)成關(guān)心生產(chǎn)、生活以及自然中的物理現(xiàn)象的習(xí)慣。 3． 課時安排 本章共4節(jié)，建議全章教學(xué)用5課時，其中新課每節(jié)1課時，復(fù)習(xí)總結(jié)用1課時。 三、各節(jié)教材說明與教學(xué)建議 2.1 我們怎樣聽見聲音 1．教學(xué)目標(biāo)： ◆知識與技能 ⑴知道聲音是由物體振動產(chǎn)生的。 ⑵知道聲音是以波的形式向外傳播，知道聲音的傳播需要介質(zhì)，不同介質(zhì)傳播聲音的快慢不同。 ⑶了解聲波進(jìn)入人耳后引起聽覺的過程。 ◆過程與方法 ⑷通過觀察和實驗，探究聲音的產(chǎn)生及傳播的條件，領(lǐng)悟其中的研究方法——轉(zhuǎn)換法。 5 通過觀察耳的結(jié)構(gòu)圖，并結(jié)合生活經(jīng)驗，了解人耳是如何聽到聲音的。 ◆情感態(tài)度與價值觀 ⑹通過探究聲音的產(chǎn)生及傳播的條件，感受實驗的嚴(yán)謹(jǐn)性及合作交流的重要性，養(yǎng)成樂于探索自然和日常生活中的物理道理的習(xí)慣。 7 理解保護(hù)耳朵的重要性，培養(yǎng)關(guān)心幫助聾啞人的愛心。 2．教材說明 本節(jié)主要研究聲音的產(chǎn)生及傳播，探究聲音的傳播需要介質(zhì)，認(rèn)識聲音傳播的快慢，了解人耳聽到聲音的全過程。 人們的生活離不開聲音，聲現(xiàn)象在生活中隨處可見，具有重要的實際意義。在生活中，學(xué)生對聲音的產(chǎn)生、傳播及人耳聽到聲音的過程，感到比較模糊，通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，可以把學(xué)生的感性經(jīng)驗上升為理性認(rèn)識。另外，從本章的知識體系來看，聲音的產(chǎn)生與傳播是本章的基礎(chǔ)，學(xué)好本節(jié)內(nèi)容能夠較好的理解下一節(jié)的內(nèi)容——“我們怎樣區(qū)分聲音”。 本節(jié)的編寫思路：首先通過小故事引起學(xué)生的求知欲，即通過帕斯卡敲盤子的實驗引起學(xué)生的興趣，進(jìn)而通過活動1中的A B兩個實驗，從觸覺和視覺上發(fā)現(xiàn)振動發(fā)聲，并知道什么是聲源。然后通過音叉振動引起聲波的圖示，使學(xué)生從理性上對聲波有所認(rèn)識；同時利用示波器把聲波直觀地顯示出來，加深學(xué)生對于波的特征的感性認(rèn)識。在學(xué)習(xí)了聲音的產(chǎn)生和聲波之后，又進(jìn)一步通過活動2中的三個小實驗，使學(xué)生知道聲音可以在氣體、液體和固體中傳播，聲音的傳播需要介質(zhì)，真空不能傳聲。同時，知道聲音在不同介質(zhì)中、不同溫度時傳播的快慢不同。接著，結(jié)合初一生物課中所學(xué)的耳朵結(jié)構(gòu)的內(nèi)容，認(rèn)識人耳聽到聲音的過程，使物理與生活及其它學(xué)科聯(lián)系起來。總之，新教材與舊教材相比，有著很大的改進(jìn)，新教材更加貼近學(xué)生，更符合學(xué)生的認(rèn)識規(guī)律。讓學(xué)生通過與生活現(xiàn)象密切相關(guān)的一系列“探究”活動，一步一步地認(rèn)知聲音的產(chǎn)生、傳播及人耳聽到聲音的過程，使學(xué)生學(xué)起來感到更輕松、更有趣、更積極主動。 本節(jié)教學(xué)重點：聲音產(chǎn)生的原因及傳播條件是研究聲現(xiàn)象的基礎(chǔ)，所以是本節(jié)的重點。 本節(jié)教學(xué)難點：聲音以波的形式傳播，由于難以真實直觀的顯現(xiàn)出來，比較抽象，只能根據(jù)一些圖示及類似情況加以分析，學(xué)生不易理解，所以是本節(jié)的難點。 3．教學(xué)建議 聲音是怎樣產(chǎn)生的 關(guān)于聲音的產(chǎn)生，可以用教材上“帕斯卡敲盤子”的故事引入；為了活躍課堂氣氛，也可以讓學(xué)生齊唱歌曲《黃河大合唱》，除進(jìn)行情感教育外，還可以通過其中的歌詞“風(fēng)在吼，馬在叫，黃河在咆哮”，為理解固體、液體和氣體都可以振動發(fā)聲埋下伏筆。 還可以用一個有趣的演示實驗引入：把一個揚(yáng)聲器放到紙盒里，紙盒上放兩個糊好的紙人，給揚(yáng)聲器通電后，兩個紙人就隨著揚(yáng)聲器發(fā)出的悠揚(yáng)樂曲翩翩起舞。然后問學(xué)生，你知道兩個紙人為什么會跳舞嗎？ 要揭開以上現(xiàn)象的奧秘，必須搞清聲音是怎樣產(chǎn)生的。 “活動1”的目的是：讓學(xué)生觀察體會聲音產(chǎn)生的條件，認(rèn)識聲音是由物體振動產(chǎn)生的。 對于實驗A，為了使活動更加豐富多彩，更具有普遍性，可以盡量讓學(xué)生多選擇些器材，如鑼、鼓、音叉、喇叭、鋼鋸條等，通過學(xué)生自己動手“制造”各種聲音，并激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。對于B實驗，所選用的收錄機(jī)，功率不要過小，實驗時可播放一些節(jié)奏歡快的音樂，讓學(xué)生感覺振動更明顯一些。實驗時，要求學(xué)生仔細(xì)觀察現(xiàn)象，認(rèn)真思考，并提出問題：發(fā)聲時米粒（或細(xì)砂、紙片等）會跳動、手指會感到振動，這種現(xiàn)象說明了什么？ 此外，還可以讓學(xué)生自主創(chuàng)新，做一些開放性的發(fā)聲小實驗： 做做: 用多種方法發(fā)出聲音。 看看: 物體發(fā)聲與不發(fā)聲時有何不同。 想想: 發(fā)聲時的共同特點。 由此引發(fā)學(xué)生討論和交流。通過活動和討論，使學(xué)生認(rèn)識聲音的產(chǎn)生的原因：聲音是由物體的振動產(chǎn)生的。并引出聲源的概念：正在發(fā)聲的物體叫聲源。同時，分析實驗中米粒、紙片或乒乓球的作用，讓學(xué)生認(rèn)識一個重要的物理方法——“放大法”。 為了更好地顯示發(fā)聲體在振動，可以打開電腦中的程序/娛樂/附件/錄音機(jī)/錄音程序，讓同學(xué)邊對著麥克風(fēng)說話，邊觀察電腦屏幕上顯示的圖像，效果很好。 聲音是怎樣傳播的 有關(guān)聲音是怎樣在空氣中傳播的這一問題，由于比較抽象，不易理解，可以先通過水滴入平靜的水面時產(chǎn)生的水波，使學(xué)生對“波”有一定的感性認(rèn)識，再利用多媒體播放“敲擊音叉時空氣振動”的動畫課件，引出聲波的概念。然后，再介紹“回聲”。 另外，還可以做如下實驗：把可樂瓶底去掉，用橡皮膜封閉，讓瓶口對著正在燃燒的酒精燈，敲擊橡皮膜使其振動，觀察酒精燈火焰的變化。從而說明，聲音是一種波，不僅能聽到，而且可以“看到”。 把聲音顯示出來 可以用示波器將聲波的波形顯示出來，再通過對比敲擊音叉的聲波和演員唱歌時的波形圖（有何不同），加深對聲波的認(rèn)識和了解，同時也為下一節(jié)學(xué)習(xí)“區(qū)分聲音”做鋪墊。 聲音傳播需要介質(zhì) “活動2”的目的是探究聲音的傳播需要氣體、液體、固體等作為介質(zhì)，而真空是不能傳聲的。 關(guān)于實驗A，要讓學(xué)生經(jīng)歷觀察、思考、推理的過程，教學(xué)建議如下： 1 猜想 針對本實驗提出的問題：把罩內(nèi)空氣抽掉還能聽到聲音嗎？可以先讓學(xué)生猜一猜。 一般對這一問題有兩種猜測，即“聽到”和“聽不到”；此時，學(xué)生的猜想并不一定是真明白，只是一種預(yù)見，但正確與否都沒關(guān)系，有了猜想就可減少活動的盲目性。 2 進(jìn)行實驗 該過程進(jìn)行時要充分考慮抽氣機(jī)的性能，玻璃罩的密閉性。另外，該過程具有一定的專業(yè)性，所以，可以讓老師操作，將抽氣機(jī)抽氣過程多重復(fù)幾次。讓學(xué)生去感知：隨著罩內(nèi)空氣的減少，聲音逐漸減小。 3 得出結(jié)論 根據(jù)實驗現(xiàn)象，通過推理可以得出結(jié)論：聲音不能在沒有空氣的空間傳播。 上述實驗做起來較為麻煩，沒有條件的學(xué)?？梢杂孟旅娴膶嶒炋娲?。 把手機(jī)放到普通口杯里，用另一手機(jī)撥打它，使其響鈴，聽其鈴聲大?。话咽謾C(jī)放到真空口杯中，響鈴后聽其聲音大小。讓學(xué)生通過比較、推理得出結(jié)論：空氣能夠傳聲，真空不能傳聲。 關(guān)于實驗B，除教材中的實驗方法外，還可以用塑料袋把手機(jī)包嚴(yán)，放在水中，使手機(jī)響鈴，學(xué)生聽到手機(jī)發(fā)出的鈴聲，說明液體可以傳聲。 關(guān)于實驗C，如果不方便在教室里完成，可以讓學(xué)生做做下面的實驗： （1）用力叩牙齒，聽到自己的叩牙聲很響，而對面的同學(xué)卻聽不到； （2）用棉線架起鐵絲，線頭兩端分別在左右手的食指纏繞兩圈，用食指堵嚴(yán)耳朵，鐵絲振動時不僅能聽到聲音，而且聲音比較洪亮。 以上實驗不僅能說明固體可以傳聲，而且傳聲效果很好。 聲音傳播有多快 本環(huán)節(jié)可讓學(xué)生閱讀“聲音在一些物質(zhì)中的傳播速度”，了解其中包含的一些信息：聲音在不同的介質(zhì)中傳播速度一般不同；聲音在固體中的傳播速度一般比在液體、氣體中的傳播速度大（或固體的傳聲性能比液體、氣體好）；聲音在空氣中的傳播速度為340米/秒；等等。 人耳怎樣聽見聲音 本段教材可以結(jié)合學(xué)生在生物課中學(xué)到的關(guān)于人耳結(jié)構(gòu)的知識，讓學(xué)生認(rèn)識聽到聲音的過程。最好讓學(xué)生在課前查閱相關(guān)資料，并在課上進(jìn)行交流討論，結(jié)合閱讀教科書，了解人耳聽到聲音的過程。然后讓學(xué)生閱讀貝多芬的故事，了解耳聾的成因、以及聽聲音的另一種方式——骨傳導(dǎo)，并進(jìn)行情感態(tài)度價值觀教育。 4．教學(xué)評價 ●課堂測評 1．聲音是由物體的＿＿產(chǎn)生的，正在發(fā)聲的物體叫做＿ ＿。 2．＿＿＿＿＿＿ 叫做聲速，聲音在空氣中傳播的速度是 m/s。 3．外界傳來的聲音由＿＿收集，通過＿＿進(jìn)入人耳，引起＿＿振動，這種振動經(jīng)＿＿傳給＿＿，它再把信號傳給＿＿，人就聽到聲音了。 4．通常我們聽到對方說話，是由＿＿來傳播聲音。岸上的魚兒會被人們的說話聲、腳步聲嚇跑，是因為＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。把耳朵貼近桌子的一端，讓一個同學(xué)敲擊桌子的另一端，會覺得聲音很大，說明＿＿也能傳聲，而且傳聲的性能較好。 5．在動畫片《星球大戰(zhàn)》中有這樣一個場景：神鷹號飛船在太空將來犯的天狼號擊中，神鷹號宇航員聽到“轟”地一聲巨響，見天狼號被炸毀，得意地笑了。 請根據(jù)你學(xué)過的聲學(xué)知識，對這段描寫進(jìn)行評價。 6．在一次郊游時，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)了一口枯井。小明向井里大喊一聲，經(jīng)過1.5s聽到回聲，那么這口枯井的深度大約是多少？（聲速按340m/s） 【參考答案】 1．振動 聲源 2．聲音每秒傳播的距離 340 3．耳廓 外耳道 鼓膜 聽小骨 聽覺神經(jīng) 大腦 4．空氣 水能夠傳播聲音 固體 5．太空中沒有大氣，真空不能傳聲，所以神鷹號宇航員不可能聽到天狼號的爆炸聲。 6．255m ●“自我評價與作業(yè)”指導(dǎo) 1．空氣柱的振動、弦的振動等。 2．三次 聽到的第一次響聲是水管傳來的，第二次響聲是水傳來的，第三次響聲是空氣傳來的 3．1020m 　　4．170m 5．A 6．敲擊左邊的音叉時，左邊的音叉振動發(fā)聲，壓縮或拉動周圍的空氣，聲音在空氣中便以疏密相間的聲波向外傳播，到達(dá)右邊的音叉，帶動右邊的音叉振動發(fā)聲，右邊的音叉就把泡沫塑料球彈起。 2.2我們怎樣區(qū)分聲音 1．教學(xué)目標(biāo) ◆知識與技能 ⑴知道聲音的高低叫音調(diào)；知道決定音調(diào)高低的因素。了解不同音調(diào)的聲音在波形上的差異。 ⑵了解影響弦樂器音調(diào)高低的因素。 ◆過程與方法 ⑶經(jīng)歷“探究影響聲音高低的因素”的實驗過程，培養(yǎng)學(xué)生仔細(xì)觀察的習(xí)慣。 ⑷通過探究弦樂器的音調(diào)與什么有關(guān)，讓學(xué)生學(xué)習(xí)控制變量的方法，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計實驗的能力。 ◆情感態(tài)度與價值觀 ⑸通過參與“探究影響聲音高低的因素”的活動，讓學(xué)生體驗成功的喜悅，養(yǎng)成善于觀察、樂于探索的習(xí)慣。 2.教材說明 本節(jié)主要研究聲音的高低——音調(diào)，并通過探究活動認(rèn)識音調(diào)的高低與什么有關(guān)。 本節(jié)知識具有承上啟下的作用：上節(jié)主要讓學(xué)生認(rèn)識聲音的產(chǎn)生、傳播及聽到聲音的過程，本節(jié)則對我們聽到的各種聲音進(jìn)行“區(qū)分”，首先研究聲音的一個特征：音調(diào)。只有學(xué)好本節(jié)知識，才能更好地理解下節(jié)的內(nèi)容：響度和音色。 本節(jié)編寫思路是：首先從圖2-16所示的四幅圖中認(rèn)識到聲音有差別，引起學(xué)生思考：怎樣科學(xué)地區(qū)分它們？接著通過活動1，先認(rèn)識聲音有高有低，然后探究并發(fā)現(xiàn)聲音的高低與什么因素有關(guān)。在此基礎(chǔ)上，提出了音調(diào)和頻率的概念，并從理論的角度讓學(xué)生認(rèn)識到：音調(diào)與聲源振動的頻率有關(guān)，然后用波形圖顯示物體振動的頻率，增加學(xué)生的感性認(rèn)識，再聯(lián)系實際讓學(xué)生認(rèn)識到：音樂中所說的C調(diào)、D調(diào)，就是指音調(diào)。接著，通過活動2，探究弦樂器的音調(diào)與什么因素有關(guān)。 本節(jié)教學(xué)重點：“探究影響聲音高低的因素”的實驗，既能加深學(xué)生對音調(diào)的認(rèn)識，提高學(xué)生的動手能力，又能讓學(xué)生體會設(shè)計實驗的方法，因而是本節(jié)的重點。 本節(jié)教學(xué)難點：單純說“聲音的高低叫音調(diào)”，學(xué)生并不能真正的理解，且容易和響度混淆，如何讓學(xué)生在頭腦中建立音調(diào)的初步概念，是本節(jié)教學(xué)的難點。 3.教學(xué)建議 關(guān)于課的引入，可以先讓學(xué)生觀察教材圖2-16所示的四幅插圖，學(xué)生從四幅圖中認(rèn)識到：同樣是樂音，也各不相同，引起學(xué)生思考：聲音為什么會有差別？怎樣科學(xué)地區(qū)分它們？ 也可以通過播放高山流水（古箏）、二泉映月（二胡）和鑼鼓喧天的音頻片斷，讓學(xué)生感受我們民族音樂美妙的同時，教師提出問題：你認(rèn)為應(yīng)該從哪些方面區(qū)分它們？ 還可以設(shè)計如下小活動引入課題： ⑴讓學(xué)生利用事先準(zhǔn)備的器材（吉他、鼓等等），發(fā)出簡單的聲音； ⑵比較自己的器材發(fā)出的聲音與其他同學(xué)發(fā)出的聲音有什么區(qū)別？ 讓學(xué)生匯報：你認(rèn)為聲音有哪些方面的不同？ 聲音的高低——音調(diào) 為了分解教學(xué)難點，可以把音調(diào)的初步概念提到“探究影響聲音高低的因素”之前來。 通過上一個環(huán)節(jié)的活動（即比較聲音的差別），引出“聲音有高低之分”，然后再讓學(xué)生嘗試分別發(fā)出高低不同的聲音，或教師用弦樂器發(fā)出音調(diào)不同的聲音，讓學(xué)生反復(fù)聆聽，從而建立“音調(diào)”的初步概念。 在這里還可以播放宋祖英的歌曲《好日子》和劉歡的歌曲《彎彎的月亮》，讓學(xué)生品味音調(diào)的不同。 總之，“音調(diào)”的初步概念是學(xué)生通過“聽”建立的，而不是單純靠語言描述學(xué)生就能理解的。 活動1的目的：探究影響聲音高低的因素，在探究的過程中要讓學(xué)生認(rèn)真觀察，仔細(xì)聆聽，感性認(rèn)識聲音的高低跟聲源振動的頻率有關(guān)。 提出問題：既然聲音是物體振動產(chǎn)生的，聲音的差別必然與振動有關(guān)，那么聲音的高低與振動的什么因素有關(guān)呢？ 設(shè)計實驗：一是讓一個物體發(fā)出兩次音調(diào)不同的聲音，進(jìn)行比較，這是分析問題常用的方法——比較法；二是在聽聲音的同時，注意觀察物體的振動情況，這是學(xué)習(xí)物理的基本方法——觀察法。 進(jìn)行實驗： 做一做：使物體發(fā)出音調(diào)高低不同的聲音。 看一看：音調(diào)不同時，物體振動有什么不同？ 活動時，改變尺子（鋼尺）伸出桌面的長度，分別撥動使其振動。通過對比可以聽出：幾次實驗聲音的高低不同；同時觀察發(fā)現(xiàn)：尺子振動的快慢不同。 如果有條件，還可以準(zhǔn)備幾把回聲口琴，去掉外殼，會看到一些長短不同的鋼片，吹奏時可以很清楚地聽出聲音高低的變化，也可以判斷出長彈簧片振動發(fā)聲的音調(diào)低，短彈簧片振動發(fā)聲的音調(diào)高，實驗現(xiàn)象非常明顯。 也可以用文具盒和橡皮筋進(jìn)行實驗，具體方法見本章“課程資源”之“1.文具盒彈出的樂音”。 活動后，讓學(xué)生討論“聲音的高低跟物體振動的快慢存在怎樣的關(guān)系？” 在活動1的基礎(chǔ)上，引入“頻率”的概念，完成教材中的填空：快，高；慢，低。 用波形比較頻率 用波形比較頻率有利于學(xué)生從感性上認(rèn)識頻率。有條件的學(xué)?？梢越o學(xué)生實際演示一下，加深學(xué)生的理解。 器材：示波器、音叉（256Hz、440Hz，頻率越低效果越好）、話筒（卡拉OK用600歐，最后是帶電源的）、導(dǎo)線若干。 操作：如圖2.2-1所示，話筒的插頭用兩根帶夾子的導(dǎo)線跟示波器的“Y輸入”、“地”相連，將交直流轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到“AC”檔，接通電源，將同步開關(guān)撥在“＋”檔，調(diào)節(jié)示波器的輝度，Y軸衰減旋到1，Y軸增益旋到最大，直到屏上出現(xiàn)橫線為止，對著話筒敲擊音叉，調(diào)節(jié)Y軸增益就會出現(xiàn)波形。敲擊兩根不同頻率的音叉，比較波形。 琴軸 琴枕 如果沒有示波器，可以打開電腦/程序/附件/娛樂/錄音機(jī)/錄音，讓男生和女生分別對麥克風(fēng)唱歌，觀察波形圖像的變化。 圖2.2-1 圖2.2-2 關(guān)于活動2的教學(xué)：可以先讓學(xué)生用二胡（或其他弦樂）演奏一段樂曲，引出弦樂器。讓學(xué)生列舉出見過的弦樂器，然后提出問題：弦樂器的音調(diào)與什么有關(guān)？ 讓學(xué)生根據(jù)自己的生活經(jīng)驗，提出自己的猜想和假設(shè)。 學(xué)生會提出許多猜想。那么怎樣對這些猜想一一驗證呢？首先讓學(xué)生討論，提出實驗的總體設(shè)計思路，如要研究音調(diào)的高低跟弦的粗細(xì)是否有關(guān)，可取兩根長度相同、粗細(xì)不同的琴弦，讓其張緊程度相同，分別彈拔，比較音調(diào)是否相同。如果學(xué)生設(shè)計的實驗沒有控制變量，教師提出質(zhì)疑，引起學(xué)生思考、補(bǔ)充，然后形成比較合理的實驗方案。 組織學(xué)生按教材上的方法進(jìn)行分組實驗，注意合理地控制變量，對音調(diào)的變化要注意分辨。學(xué)生分組實驗時教師輔導(dǎo)。 除教材提供的實驗外，還可以用二胡來做實驗：兩根琴弦一粗、一細(xì)，弦的松緊可通過旋轉(zhuǎn)琴軸來控制（如圖2.2-2所示），振動部分的弦長可通過移動琴枕來控制。用二胡進(jìn)行實驗，操作方便，效果較好。 最后引導(dǎo)學(xué)生分析實驗現(xiàn)象，完成教材中的填空：低；高；高。 關(guān)于“信息游覽”，可以讓學(xué)生看教科書圖2-22、圖2－23的相關(guān)內(nèi)容。為提高學(xué)生的興趣和應(yīng)用物理知識解決實際問題的能力，教師可以設(shè)計幾個問題（或讓學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)所隱含的信息）： ⑴人的發(fā)聲頻率和聽覺頻率范圍是否一樣？ ⑵為什么有時候在人沒有任何感覺時，狗卻能覺察出異常情況？ ⑶蜜蜂飛行時翅膀每分鐘振動三、四百次，而蝴蝶飛行時翅膀每分鐘只振動5、6次，據(jù)此說明為什么我們能聽到蜜蜂從我們身邊飛過，而聽不到蝴蝶從身邊飛過？ 最后告訴學(xué)生，他們在這個年齡階段正處于聲帶發(fā)育時期，有一段時期稱為‘變音期’，一定要注意自己聲帶的保健，不要模仿奇怪的聲音。 4.教學(xué)評價 ●課堂測評 1．什么是音調(diào)？音調(diào)的高低與什么有關(guān)？ 2．物體振動的快慢用什么表示？單位是什么？ 3．在學(xué)習(xí)吉他演奏的過程中，小雨發(fā)現(xiàn)琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)高低是受各種因素影響的，他決定對此進(jìn)行探究。經(jīng)過與同學(xué)們討論，提出了以下猜想： 猜想一：琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)高低，可能與琴弦的橫截面積有關(guān)； 猜想二：琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)高低，可能與琴弦的長短有關(guān)； 猜想三：琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)高低，可能與琴弦的材料有關(guān)。 編號 材料 長度/cm 橫截面積/mm2 A 銅 60 0.76 B 銅 60 0.89 C 銅 60 1.02 D 銅 80 0.76 E 銅 60 1.02 F 銅 100 0.76 G 鋼 80 H 尼龍 80 0.76 I 尼龍 100 1.02 為了驗證這些猜想，他們找來了一些琴弦，其規(guī)格分別如下表所示： ⑴為了驗證猜想一，可選用編號為_____、____、_____的琴弦進(jìn)行研究。 ⑵為了驗證猜想二，應(yīng)選用編號為____、____、_____的琴弦進(jìn)行實驗。 ⑶表中有的材料規(guī)格還沒有填全，為了驗證猜想三，請你填上該琴弦的橫截面積。 ⑷隨著實驗的進(jìn)行，小雨又覺得琴弦音調(diào)的高低，可能還與琴弦的松緊度有關(guān)。請你設(shè)計實驗，驗證這一猜想。 4．養(yǎng)蜂員為什么能根據(jù)蜜蜂的嗡嗡聲判斷它是正飛出去采蜜還是采蜜歸來？ 【參考答案】 1．在物理學(xué)中，聲音的高低叫音調(diào)。音調(diào)的高低與聲源振動的頻率有關(guān)。 2．用頻率表示，單位是赫茲。 3．（1）A B C （2）A D F ⑶0.76 ⑷選取兩根材料相同、長短相同、橫截面積一樣的琴弦，如C、E進(jìn)行對比實驗。使兩根琴弦的一端固定，另一端進(jìn)行松緊程度調(diào)節(jié)，要求一張一弛有所差異。用大小相同的力撥動琴弦，比較發(fā)音情況。如果兩根琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)不同，表明小雨的猜想是正確的；否則猜想錯誤。 4．蜜蜂去采蜜和采蜜歸來，翅膀振動的頻率不一樣，發(fā)出聲音的頻率就不一樣，音調(diào)就不一樣，養(yǎng)蜂員就是根據(jù)蜜蜂翅膀發(fā)聲的音調(diào)不同來判斷的。 ●“自我評價與作業(yè)”指導(dǎo) 1．音調(diào) 頻率 2．粗細(xì) 松緊 長短 改變琴弦的長度 3．B 4．B 5．指導(dǎo)：注意要保證杯子的形狀、材料、厚度等相同。 2.3我們怎樣區(qū)分聲音（續(xù)） 1．教學(xué)目標(biāo) ◆知識與技能 (1)知道什么是響度、音色。 (2)知道響度與振幅、距離的關(guān)系，了解響度的單位——分貝。 (3)了解不同響度和不同音色的聲音在波形上的差異。 ◆過程與方法 (4) 經(jīng)歷用實驗探究響度與振幅關(guān)系的過程，培養(yǎng)學(xué)生的實驗創(chuàng)新和動手操作能力。 ◆情感，態(tài)度，價值觀 (5)觀察了解身邊的聲現(xiàn)象，感受我國民族樂器優(yōu)美的音色，增強(qiáng)民族自豪感。 ２教材說明 本節(jié)研究聲音的響度，探究影響響度大小的因素，了解聲音的品質(zhì)——音色，利用波形來比較不同響度的聲音的振幅和不同樂器的音色。 通過上一節(jié)的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)認(rèn)識到聲音是有區(qū)別的，并且學(xué)習(xí)了音調(diào)這個特征，本節(jié)是上一節(jié)的延續(xù)，將繼續(xù)探究聲音在響度、音色上的差異，從而對聲音的三個主要特征有一個完整的認(rèn)識。 本節(jié)的編寫思路是：教材首先引出響度的概念，讓學(xué)生弄清楚什么是響度，然后經(jīng)過活動1的A、B兩組探究實驗，初步探究響度與振動幅度的關(guān)系，接著給出振幅的定義，并通過單擺讓學(xué)生對振幅有形象的認(rèn)識，再通過觀察波形認(rèn)識振幅。然后結(jié)合生活經(jīng)驗，提出響度與距離聲源的遠(yuǎn)近有關(guān)。教材給出響度的單位——分貝，讓學(xué)生了解生活中不同聲音的響度的大小。聲音的另一種特征是音色，教材先以活動2讓學(xué)生通過辨別不同樂器發(fā)出的聲音，弄清音色的概念，然后介紹了決定音色的因素，最后從波形的角度來區(qū)分音色。 本節(jié)教學(xué)重點：響度和音色是樂音的基本特征，是本節(jié)教學(xué)的重點。 本節(jié)教學(xué)難點：響度與上節(jié)學(xué)習(xí)的音調(diào)容易混淆，應(yīng)注意區(qū)分。另外，用波形來區(qū)分聲音，有一定的難度，也要注意引導(dǎo)學(xué)生理解。因此，響度與音調(diào)的區(qū)別以及怎樣用波形區(qū)分聲音的特征是本節(jié)的兩個難點。 3教學(xué)建議 聲音的強(qiáng)弱——響度 為了讓學(xué)生能從感性上認(rèn)識什么是響度，建議先讓學(xué)生聽一段音樂，然后調(diào)節(jié)音量旋鈕，讓學(xué)生感受聲音強(qiáng)弱的變化。或者輕輕敲擊鋼琴的1鍵，然后再重重的敲擊鋼琴的1鍵；也可以讓一位同學(xué)先輕聲說一句話，然后大聲地說同一句話等等。最后提問：這些聲音有沒有區(qū)別？讓學(xué)生體會聲音有強(qiáng)有弱，也就是聲音的響度不同。 教師提出問題：發(fā)出響度不同的聲音時，物體振動的情況有什么不同？然后讓學(xué)生通過活動1進(jìn)行探究。 “活動１”的目的是探究響度與聲源振動幅度的關(guān)系。 教學(xué)時，提高兩個探究實驗的可視性是關(guān)鍵，實驗A應(yīng)選用較大些的鼓，以便學(xué)生能看到紙屑的跳動，實驗B可視性不強(qiáng)，應(yīng)注意提醒學(xué)生仔細(xì)觀察。 對于實驗A，讓學(xué)生觀察后思考：⑴前后兩次敲擊時鼓發(fā)出的聲音在響度上有什么區(qū)別？⑵前后兩次敲擊時鼓面振動的幅度有什么區(qū)別？⑶聲音的響度與聲源振幅有怎樣的關(guān)系? 讓學(xué)生自己歸納出響度與發(fā)聲體振動幅度的關(guān)系。 然后再做活動Ｂ，加強(qiáng)對結(jié)論的認(rèn)識，讓學(xué)生認(rèn)識到發(fā)聲體振動幅度越大，發(fā)出的聲音的響度越大。 也可以用揚(yáng)聲器進(jìn)行實驗：把收錄機(jī)上的揚(yáng)聲器拆下來,外接到機(jī)身外（便于觀察），揚(yáng)聲器上放置一個乒乓球，揚(yáng)聲器通電發(fā)聲后，乒乓球就上下跳動，然后調(diào)教音量旋鈕，觀察乒乓球跳動幅度的變化。 如果沒有條件，用文具盒和橡皮筋進(jìn)行實驗效果也很好，具體方法見本章“課程資源”之“1.文具盒彈出的樂音”。 用波形比較振幅 用示波器將同一音叉發(fā)出的響度不同的聲音顯示出來，加以分析比較。如教材圖2-27所示，用較小的力敲擊甲音叉，其波形振幅較小，用較大的力敲擊乙音叉，其波形振幅較大。讓學(xué)生根據(jù)波形來理解響度與振幅的關(guān)系。 在以上感性認(rèn)識的基礎(chǔ)上，告訴學(xué)生什么是響度。響度又稱音量或聲量，是人耳對聲音感覺的強(qiáng)弱。在聲學(xué)上人們通常用分貝作為單位來計算聲音的強(qiáng)弱，其符號是dB，分貝數(shù)越大，表示聲音越強(qiáng)。讓學(xué)生閱讀課文，了解常見聲音的分貝。若能用分貝計測量同學(xué)們的喊聲，則既能增強(qiáng)學(xué)生對“分貝”的感性體驗，又能活躍課堂氣氛。 關(guān)于聲音與距離聲源遠(yuǎn)近的關(guān)系，可以根據(jù)學(xué)生自身在生活中的經(jīng)驗，得出結(jié)論：聲音與距離聲源的遠(yuǎn)近有關(guān)，并且距離聲源越遠(yuǎn)，聽到聲音的響度越小。讓學(xué)生多舉些例子，以加深理解。 聲音的品質(zhì)——音色 為了讓學(xué)生弄清音色的概念，可事先收集幾段不同樂器發(fā)出的聲音（或?qū)W生比較熟悉的幾位小品演員的聲音），在課堂上播放，讓學(xué)生聽后加以判別。這表明，聲音除了音調(diào)和響度這兩個特征外，還有第三個特征，那就是聲音的品質(zhì)，即音色，又叫音品。 活動2 辨別不同物體的聲音 讓學(xué)生欣賞一段器樂合奏，并分辨合奏中有哪些樂器，使學(xué)生明白，不同樂器發(fā)出的聲音的音色是不同的，然后讓學(xué)生思考：不同的樂器為什么發(fā)出不同音色的聲音呢？引導(dǎo)學(xué)生討論或閱讀教材，進(jìn)而讓學(xué)生認(rèn)識到發(fā)聲體的材料、結(jié)構(gòu)以及發(fā)生的方式?jīng)Q定了聲音的音色。 關(guān)于不同樂器的波形，除了用示波器顯示外，還可以打開電腦的音樂播放器Media Player，單擊右鍵，選擇波形/波浪，播放笛子、二胡、鋼琴演奏的音樂，即可清晰地顯示出響度、音調(diào)、音色不同時波形的變化情況。 學(xué)了音色后，可引導(dǎo)學(xué)生對聲音的三個主要特征——音調(diào)、響度和音色，進(jìn)行對比，簡要歸納總結(jié)。 ４.教學(xué)評價 ●課堂測評 1．人耳感覺到聲音的______叫響度,響度與_____________和_____________都有關(guān)系。 2．物理學(xué)中用________來描述物體振動的幅度,物體的________越大,響度就越大。 3．“引吭高歌”與“低聲細(xì)語”中的“高”與“低”指的是_________,“女高音歌唱家” 和“男低音歌唱家”中的“高”與“低”指的是__________。 4．在敲鼓時，用力敲可以使鼓發(fā)出的聲音 變大。 5．交響樂隊中有各種管弦樂器，當(dāng)我們聽交響樂時，能夠把這些樂器的聲音分辨出來，主要依據(jù)的是聲音的（ ） A.音調(diào) B.音色 C.頻率 D.響度 6．在聲學(xué)方面，你想搞哪方面的發(fā)明？ 【參考答案】 1．強(qiáng)弱 振幅 距離聲源的遠(yuǎn)近 2．振幅 振幅 3．響度 音調(diào) 4．響度 5．B 6．答案是開放的，如利用音樂誘導(dǎo)睡眠等。 ●“自我評價與作業(yè)”指導(dǎo) 1．B 2．B 3．C 4．響度 音調(diào) 音色 ●課外活動 提示:例如二胡,它是通過改變弦的長短、粗細(xì)、松緊程度來改變弦振動的頻率，從而調(diào)節(jié)音調(diào)的高低；通過改變彈拉的力度的大小來改變振幅，從而調(diào)節(jié)響度的大小。 2.4讓聲音為人類服務(wù) 1．教學(xué)目標(biāo)： ◆知識與技能 ⑴了解聲音的研究對音樂及建筑的影響；了解超聲和次聲在生活和現(xiàn)代技術(shù)中的應(yīng)用。 ⑵知道噪聲的來源以及控制、減弱噪聲的方法途徑。 ◆過程與方法 ⑶通過觀察、參觀、調(diào)查或觀看錄像等，獲得社會生活中聲的利用方面的知識。 ◆情感態(tài)度與價值觀 ⑷通過了解生產(chǎn)、生活和現(xiàn)代科技中聲音的利用以及噪聲的危害，認(rèn)識科學(xué)及其相關(guān)技術(shù)對于社會發(fā)展及人類生活的影響，培養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展的意識和將科學(xué)知識服務(wù)于人類的使命感。 2．教材說明 從全章看，本節(jié)內(nèi)容是前面所學(xué)知識的拓展和應(yīng)用。主要介紹了聲音在音樂、建筑方面的應(yīng)用；超聲、次聲的特點及其應(yīng)用；控制減少噪聲的方法和途徑。 本節(jié)的編寫思路是：每一部分內(nèi)容都聯(lián)系實際，以生產(chǎn)、生活、現(xiàn)代科技背景（大多數(shù)都是以圖片的形式）為載體，激發(fā)學(xué)生的探究興趣，介紹聲現(xiàn)象的知識對音樂、建筑和現(xiàn)代生活的影響。目的在于引導(dǎo)學(xué)生從“從物理走向社會”，了解科學(xué)技術(shù)對社會發(fā)展的正面和負(fù)面影響，認(rèn)識事物的兩面性，培養(yǎng)學(xué)生正確的價值觀。 本節(jié)教學(xué)重點：噪聲污染是當(dāng)今社會的四大污染之一，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注身邊的噪聲問題，有利于樹立良好的環(huán)境保護(hù)意識。因此“控制和減少惱人的噪聲”是本節(jié)課的重點。 3．教學(xué)建議 本節(jié)教材，一方面是豐富學(xué)生對聲現(xiàn)象的認(rèn)識和了解，另一方面意在對學(xué)生進(jìn)行STS教育。因此教學(xué)內(nèi)容不必拘泥于教材，可以鼓勵學(xué)生通過多種方式獲取信息，教師應(yīng)該創(chuàng)造條件，讓學(xué)生參與教學(xué)活動，在“活動過程”中學(xué)生獲得親身體驗，心靈受到震撼，思想受到教育，從而更好地實現(xiàn)“情感態(tài)度價值觀”的教學(xué)目標(biāo)。 聲音與音樂 可以由教科書圖2-32歌詠比賽圖片引入聲音與音樂的話題，然后播放一些不同風(fēng)格的樂曲片段，如熱烈奔放的《丹鳳朝陽》、纏綿凄涼的《蘇武牧羊》、舒緩柔和的《月光曲》、如泣如訴的《二泉映月》等，讓學(xué)生從樂曲的旋律和節(jié)奏中感受到音樂的美，最后讓學(xué)生結(jié)合課文內(nèi)容了解聲音與音樂的關(guān)系。 聲音與建筑 關(guān)于聲音與古代建筑，本部分知識較為簡單，可以讓學(xué)生自學(xué)教科書的內(nèi)容，通過討論、交流有關(guān)“回音壁”與“三音石”的聲現(xiàn)象，認(rèn)識聲音的反射，增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感。 關(guān)于聲音與現(xiàn)代建筑，可利用教科書圖2-36或收集到的其他相關(guān)圖片，介紹現(xiàn)代建筑中采用吸聲材料、設(shè)置不同方向的反射板等方式，增強(qiáng)音響效果及所涉及到的聲學(xué)知識。 聽不見的聲音 建議課前教師和學(xué)生共同收集超聲和次聲的有關(guān)資料，課上可以在學(xué)生自學(xué)教科書相關(guān)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，老師、學(xué)生共同交流討論收集到的資料，以便使學(xué)生了解超聲、次聲的特點、應(yīng)用以及次聲的危害等。 控制和減少惱人的噪聲 課前讓學(xué)生收集有關(guān)噪聲的知識，教師可收集或錄制一些噪聲，如工廠里機(jī)器的轟鳴聲、自由市場里嘈雜的聲音、電鋸聲、鞭炮聲等。課上可以充分利用這些資源，先讓學(xué)生認(rèn)識噪聲的來源及危害。然后再通過實驗或?qū)W生的生活經(jīng)驗引導(dǎo)學(xué)生尋找減弱噪聲的途徑和方法。由噪聲產(chǎn)生和傳播的過程，即聲源振動產(chǎn)生聲音→空氣等介質(zhì)的傳播聲音→鼓膜振動聽到聲音，通過分析可知：可以分別采取消聲、吸聲和隔聲的方法控制和減少噪聲。 4．教學(xué)評價 ●課堂測評 1．你對本節(jié)課的哪部分內(nèi)容感觸最深？為什么？ 2．你在收集與本節(jié)內(nèi)容相關(guān)的資料時有什么收獲和體會？獲得什么啟發(fā)? 3．如右圖所示，你見過這種裝置嗎？你從圖中得到什么信息？請查閱有關(guān)資料，判斷是否符合“環(huán)?！币?。 4．下列不屬于噪聲的是（ ） A．音樂廳里演奏的輕音樂 B．在家里，幾位同學(xué)旁若無人地引亢高歌 C．在空中低飛的噴氣式飛機(jī)發(fā)出的聲音 D．尖釘在鋁板上劃出的聲音 5．小明想比較幾種材料(衣服、錫箔紙、泡沫塑料)的隔音性能，除了待檢測的材料外，可利用的器材還有：音叉、機(jī)械鬧鐘、鞋盒。在本實驗中適合作聲源的是 ； 小明將聲源放入鞋盒內(nèi)，在其四周塞滿待測材料。他設(shè)想了兩種實驗方案，你認(rèn)為最佳的是 。 A．讓人站在距鞋盒一定距離處，比較所聽見聲音的響度。 B．讓人一邊聽聲音，一邊向后退，直至聽不見聲音為止，比較此處距鞋盒的距離L。 通過實驗得到的結(jié)果如下表所示，則待測材料隔聲性能由好到差的順序為__________。 材料 衣服 錫箔紙 泡沫 方案A 響度 較響 較響 弱 方案B 距離L 較長 最長 短 6．調(diào)查某工廠或某商業(yè)區(qū)噪聲污染情況及控制措施和建議。 【參考答案】 1．略 2．主要從情感態(tài)度價值觀的角度來談，比如在收集資料的過程中遇到了什么困難，如何解決的，自己在哪些方面得到了鍛煉等。 3．噪聲監(jiān)測設(shè)備 由圖可知該區(qū)域白天的噪聲為63dB。查閱資料可知：《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》（詳見“課程資源”之“12.我國噪聲的控制標(biāo)準(zhǔn)”）中規(guī)定，城市中的交通干道兩旁的噪聲白天不超過70 dB，晚上不超過55 dB。所以符合“環(huán)保”要求。 4．A 5．機(jī)械鬧鐘 B 泡沫、衣服、錫箔紙 6．略 ●“自我評價與作業(yè)”指導(dǎo) 1. 次 超 聽不見 2. 次 （提示：當(dāng)?shù)卣?、火山噴發(fā)、臺風(fēng)時都伴有次聲波產(chǎn)生，由于次聲波振動頻率低，不在人的聽覺頻率范圍內(nèi)，人聽不到，但動物可以聽到。） 3. 吸收 4. 禁止鳴笛 5. 隔音 6.學(xué)生自主回答 四、課程資源 1. 文具盒彈出的樂音 用一根橡皮筋和一個文具盒，就可以做成一個簡單悅耳的音樂盒，讓學(xué)生在實驗探究中認(rèn)識樂音的特征，融知識性、趣味性于一體，有效地調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。 圖2-1 把橡皮筋的一端放進(jìn)文具盒里，關(guān)上盒子并把橡皮筋卡?。ㄈ鐖D2-1所示）。輕輕拉住橡皮筋，用手指彈動后把耳朵貼在文具盒上，將聽到低沉悅耳的聲音，此時可觀察到橡皮筋的振動較慢，并能清楚地看到橡皮筋振動時留下的視覺暫留的效果（用紅色橡皮筋效果最好）。拉緊橡皮筋，使橡皮筋的振動加快，顫影的透明度增強(qiáng)。如果改變手拉橡皮筋的位置（例如抓住橡皮筋的中央并拉緊橡皮筋），將發(fā)現(xiàn)橡皮筋振動得更快，聽到音調(diào)更高的聲音。通過上述實驗，學(xué)生能深切地體會到音調(diào)與振動快慢（頻率）的關(guān)系。 如果加大彈撥力度，將聽到更大的聲音，同時看到橡皮筋振動幅度明顯加大，從而驗證響度與振動幅度的關(guān)系。如果把耳朵稍微遠(yuǎn)離文具盒，將發(fā)現(xiàn)響度明顯減弱。 由于鐵制文具盒的共鳴效果非常理想，所以實驗效果較好。 2．聲音的存儲 存儲聲音的技術(shù)，由原來的唱片、鋼絲錄音、碰磁錄音，發(fā)展到現(xiàn)在十分普及的光盤。 光盤由數(shù)字存儲介質(zhì)CD制成，能記錄文字、音樂和圖像。錄音時聲音通過話筒轉(zhuǎn)變成電信號，再通過"抽樣"以數(shù)字信號記錄下來，記錄儀每秒鐘測量聲波高低44100次，把測量結(jié)果用"0"和"1"組成的16位二進(jìn)制數(shù)字存儲起來；生產(chǎn)CD時，這些數(shù)字被轉(zhuǎn)變成一系列刻入光盤的凹痕和平面。 CD機(jī)的讀聲器是由一未很細(xì)的紅外線激光構(gòu)成，光線從里往外跟隨凹痕和平面組成多旋軌跡，光線照到無痕處，即被反射到光傳感器，而在凹痕處，光被散射幾乎沒有反光，這樣獲得的光信息是數(shù)字信號，然后轉(zhuǎn)換為模擬信號，經(jīng)放大送到揚(yáng)聲器，就能發(fā)出聲音。 3.純音、復(fù)合音與音色 只有一組頻率的聲音叫純音，有兩組以上頻率合成的聲音叫復(fù)合音。各種樂器發(fā)出的聲音就是復(fù)合音。在復(fù)合音中，頻率最低的音叫基音,其他的叫泛音?；舻念l率決定復(fù)合音的音調(diào)，而泛音的頻率和強(qiáng)度則決定它的音色。純音不存在音色問題，復(fù)合音才有音色的不同。因為各種樂器和每個人發(fā)音時的泛音不同, 所以才各有各的音色。 音色對電樂器的研制有非常重要的意義。目前正是根據(jù)各種樂器聲音的頻譜、基音和各次泛音的相對強(qiáng)度，用電聲的方法進(jìn)行模擬來制作電樂器。 4．電子合成器 我們的生活離不開音樂,自從電子合成器問世以來,電子音樂就進(jìn)入了一個新的天地。 20世紀(jì)50年代,出現(xiàn)了第一臺電子合成器。那時它還只是一個龐然大物。利用計算機(jī)技術(shù)輸入信息,可以改變音調(diào)、音量、速度、波形及包絡(luò)等。但是需要花費很多時間才能產(chǎn)生幾分鐘的音樂。到了20世紀(jì)60年代,合成器裝上了琴鍵,已進(jìn)入商品化,并且體積也大大縮小了。合成器實際上是一臺聲音的頻率合成儀,可以制作各種聲音,改變種種音色?？梢园阎谱骱玫囊羯A存起來取用,可以貯存在合成器里,也可以把制作好的音色貯存在只讀存貯器中或軟盤里。有一種采樣合成器,還可以采集某種聲音的音色,然后在整個音域里重放,重放時還可以改調(diào)、改速度、改音色。合成器可以當(dāng)作電子音樂的聲源,也可以作鍵盤輸入用,還可以通過MIDI (樂器數(shù)字接口)系統(tǒng)作為計算機(jī)音樂系統(tǒng)里的聲音發(fā)生器或控制別的部件的主機(jī)等等。 目前,由于電子音樂的普及,電子合成器可以解決相當(dāng)一部分的歌唱及舞廳的伴奏問題。可以事先由一個人制作伴奏音樂樂曲或背景音樂,而不需要樂隊,或者部分代替樂隊。 5.科學(xué)家宣稱發(fā)現(xiàn)"莫扎特效應(yīng)"原理 新華社北京2004年4月28日電 莫扎特的音樂能提高人的學(xué)習(xí)和記憶能力,這種現(xiàn)象被稱為“莫扎特效應(yīng)”。它的科學(xué)原理在哪里?發(fā)現(xiàn)這一效應(yīng)的美國科學(xué)家最近宣布,他們發(fā)現(xiàn)了其中的分子基礎(chǔ)。 1993年,美國威斯康辛州奧什科什大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)家羅謝等人發(fā)現(xiàn),大學(xué)生聽10分鐘的莫扎特《D大調(diào)雙鋼琴奏鳴曲》后,在空間推理測試中的得分有明顯的提高。這一發(fā)現(xiàn),激起了公眾對莫扎特音樂的熱情，但一些科學(xué)家對此表示懷疑。 據(jù)英國《新科學(xué)家》雜志網(wǎng)站報道,羅謝及其合作者最近在舊金山舉行的認(rèn)知神經(jīng)學(xué)研討會上說,莫扎特奏鳴曲也能提高大鼠的學(xué)習(xí)和記憶能力。研究人員希望,這一發(fā)現(xiàn)有助于為阿爾茨海默氏癥和其他神經(jīng)退化疾病的患者設(shè)計音樂療法。 此前一些科學(xué)家認(rèn)為“莫扎特效應(yīng)”的產(chǎn)生只是因為音樂能讓人的情緒變好, 或者這與莫扎特作品獨特的節(jié)奏有關(guān)。有研究發(fā)現(xiàn),這些節(jié)奏與人類大腦的一些節(jié)奏周期相符. 但是,不管"莫扎特效應(yīng)"的奧秘是什么,莫扎特音樂已在臨床上應(yīng)用。阿爾茨海默氏癥患者在聽了莫扎特奏鳴曲后,其空間推理和社交能力有明顯的提高。莫扎特音樂還被發(fā)現(xiàn)能緩解嚴(yán)重癲痛患者疾病發(fā)作的癥狀,而其他音樂則不能。 6.回聲 回聲是日常生活中常見的一種聲現(xiàn)象。聲音在傳播過程中,碰到大的反射面(如建筑物的墻壁等)，在界面處將發(fā)生反射,人們把聽到的反射聲波叫做回聲。人耳能辨別出回聲的條件是：反射聲具有足夠大的聲強(qiáng),并且與原聲的時間差須大于0.1 s。當(dāng)反射面的尺寸遠(yuǎn)大于入射聲波長時,聽到的回聲最清楚。 關(guān)于回聲的應(yīng)用,最典型的可謂聲吶裝置。用回聲測海深、測冰山的距離和敵方潛艇的方位,都是由不同功能的聲吶裝置完成的。 1912年,英國大商船“泰坦尼克”號在赴美途中發(fā)生了與冰山相撞沉沒的悲劇。這次大的海難事件引起了全世界的關(guān)注,為了尋找沉船,美國科學(xué)家最先設(shè)計并制造出第一臺測量水下目標(biāo)的回聲探測儀,用它在船上發(fā)出聲波,然后用儀器接收障礙物反射回來的聲波信號。測量發(fā)出信號和接收信號之間的時間,根據(jù)水中的聲速就可以計算出障礙的距離和海的深淺。第一臺回聲探測儀于1914年成功地發(fā)現(xiàn)了3 km 以外的冰山。實際上這就是現(xiàn)在被廣泛應(yīng)用于國防、海洋開發(fā)事業(yè)的聲吶裝置的雛形。 第一次世界大戰(zhàn)時,德國潛水艇擊沉了協(xié)約國大量戰(zhàn)艦、船只,幾乎中斷了橫渡大西洋的海上運(yùn)輸線。當(dāng)時潛水艇潛在水下,看不見,摸不著,一時橫行無敵。于是利用水聲設(shè)備搜索潛艇和水雷就成了關(guān)鍵的問題。法國著名物理學(xué)家郎之萬等人研究并造出了第一部主動式聲吶, 1918年在地中暉蘆次接收過(2～3) km以外的潛艇回波。這種聲吶可以向水中發(fā)射各種形式的聲信號,碰到需要定位的目標(biāo)時產(chǎn)生反射回波，接收回來后進(jìn)行信號分析、處理,除掉干擾,從而顯示出目標(biāo)所在的方位和距離。 第二次世界大戰(zhàn)期間,由于戰(zhàn)爭需要,聲吶裝置更趨完善。戰(zhàn)后,人們開始實驗使用軍艦上的聲吶探測魚群。不但測到了魚群,而且還能分辨出魚的種類和大小。人們在此基礎(chǔ)上研制出各種魚探機(jī)，極大地促進(jìn)了漁業(yè)的發(fā)展。 回聲在地質(zhì)勘探中也有廣泛的應(yīng)用。例如在石油勘探時,常采用人工地震的方法,即在地面上埋好炸藥包,放上一列探頭,把炸藥引爆,探頭就可以接收到地下不同層間界面反射回來的聲波,從而探測出地下油礦。 在建筑方面,設(shè)計、建造大的廳堂時,必須把回聲現(xiàn)象作為重要因素加以考慮。在封閉的空間里產(chǎn)主聲音后,聲被就在四壁上不斷反射,即使在聲源停止輻射后,聲音還要持續(xù)一段時間,這種現(xiàn)象叫做混響?；祉憰r間太長,會干擾有用的聲音。但是混響太短也不好,給人以單調(diào)、不豐滿的感覺。所以設(shè)計師們須采取必要的措施,例如,改善廳堂的內(nèi)部形狀、結(jié)構(gòu)、吸聲、隔聲等,以獲得適量的混響,提高室內(nèi)的音質(zhì)。 7. “雙耳效應(yīng)”的應(yīng)用之一——火炮無處藏身 要準(zhǔn)確地測出敵炮兵陣地的位置,主要用炮位偵察雷達(dá)和光測、聲測裝備。炮兵聲測系統(tǒng)一般由一個預(yù)報哨、4～6個聲測哨和一個中央所組成。在敵炮發(fā)射時,預(yù)報哨配置靠前,最先聽到炮聲, 立即按下開關(guān)，啟動中央所的記錄儀。聲測哨的作用是把收到的聲音信號經(jīng)過電線或無線電發(fā)給中央所。中央所一般安裝在機(jī)動能力很強(qiáng)的卡車上,由接收部分和計算部分組成。接收部分把聲測哨收音器收到的聲音記錄下來；計算部分按每對聲測哨收到敵炮聲的時間差,計算出敵炮方向,然后在圖上畫出每對聲測哨測定的方向,幾條方向的交點就是炮位。為什么炮兵聲測系統(tǒng)能準(zhǔn)確測出炮位呢?因為火炮發(fā)射時產(chǎn)生的聲音通過空氣向遠(yuǎn)處傳播,每秒鐘行程約340m, 3 s后可傳到1 km之外。假如我們把測量聲音的儀器按一定距離或一條弧線排列起來,保證它們能很好地收聽到發(fā)射的聲響。大炮發(fā)射時,由于各聲測哨距火炮遠(yuǎn)近不同,它們收到的聲音的時間就存在著差異。這個時間差乘以聲音在空氣中的傳播速度,就可得到這兩個測聲點距離敵炮兵陣地的距離差值。知道了兩個測聲點距炮位的差值,經(jīng)過計算或圖解,即可測得敵炮位置。 8.超聲波的應(yīng)用實例之一——不用洗衣粉的洗衣機(jī) 新華社2003年5月7日電 普通洗衣機(jī)一般是用洗滌劑與衣物上的污垢發(fā)生化學(xué)反應(yīng),再用清水將污垢排出機(jī)外,達(dá)到洗凈衣物的目的。但是，這種洗凈作用比較有限，只能清潔衣物表面,而且衣物表面殘留的洗衣粉或洗滌劑還會剌激人體皮膚。 超聲波洗衣機(jī)與傳統(tǒng)洗滌方式不同,它主要利用超聲波的“空化”作用,產(chǎn)生巨大能量,將污垢從衣物上“震”落下來溶解到水中,然后再通過內(nèi)桶的轉(zhuǎn)動對衣物進(jìn)行摔打和水流穿透,洗凈衣物。 用超聲波洗衣,最大的優(yōu)點是環(huán)保。普通洗衣粉中,起去污作用的是一種叫磷酸納的助劑,含磷酸鈾的污水排入地下后會造成水質(zhì)污染；無磷洗衣粉采用的代磷劑4A沸石也會污染水質(zhì)。超聲波洗衣機(jī)不僅無污染,而且比普通就衣機(jī)節(jié)水三分之一。 9.超聲醫(yī)學(xué) (1)超聲醫(yī)學(xué)的發(fā)展。雖然人類早已觀察到不少動物(如蝙蝠、鯨、海豚等)能發(fā)出及感受超聲,但壓電效應(yīng)發(fā)現(xiàn)后,人類才可能制造適用于醫(yī)學(xué)應(yīng)用的超聲波,超聲治療機(jī)和更為復(fù)雜的超聲診斷儀的發(fā)明均基于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。如“A型”超聲診斷是以曲線的幅度來反映反射回聲的強(qiáng)弱,必須用陰極射線示波器來實現(xiàn),而“B型”超聲診斷則除了掃描技術(shù)外,更須灰階調(diào)制,實時成像、聚焦、圖像的預(yù)處理和后處理等技術(shù)。1927年出現(xiàn)關(guān)于超聲波生物學(xué)效應(yīng)的文章后,次年就有人將超聲波試用于慢性耳聾的治療。以后超聲波治療不斷發(fā)展, 1950年超聲治療工作已經(jīng)成熟。但超聲診斷工作對儀器要求更高,故發(fā)展較慢。直至于1950年隨著電子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,超聲脈沖反射技術(shù)和陰極射線示波器的采用,幅度調(diào)制型(Amplitude Mode, A型)超聲診斷才得以用于臨床。在輝度調(diào)制型(Brightness Mode, B型)超聲診斷中,運(yùn)動型或時間—運(yùn)動型(M型或T-M型)出現(xiàn)較早,此即日后稱為超聲心電圖的心臟診斷技術(shù)。二維聲像圖則需要更高級、更尖端的技術(shù),故出現(xiàn)更晚。 (2)超聲的生物、生理效應(yīng)及醫(yī)學(xué)實驗研究。超聲波對人體可以產(chǎn)生熱的作用。這種熱作用在很長一段時間內(nèi)被當(dāng)作超聲治療的主要機(jī)理。此后又發(fā)現(xiàn)過聲振動會引起組織內(nèi)細(xì)微的按摩作用(又稱細(xì)胞按摩),雖然人體不能感覺,但它起到治療的作用,其他的理論效應(yīng)以及熱作用均源于此。 超聲能改變神經(jīng)系統(tǒng)(中樞和周圍神經(jīng)系統(tǒng))興奮性、傳導(dǎo)功能和動作電位等, 甚至引起結(jié)構(gòu)、形態(tài)的變化。超聲可引起肌張力變化、肌原纖維凝集,其中出現(xiàn)空泡、變性；可引起消化液增加,胃腸蠕動增強(qiáng)、水腫,滲出、淤血,甚至出血。小劑量 (安全量)超聲波對生殖、泌尿、內(nèi)分泌、骨骼、心血管等系統(tǒng)有促進(jìn)功能的作用,但大劑量(損害量)則造成不可逆的損傷。超聲對人體組織有選擇作用,如超聲只去除堅硬的牙垢而不損傷柔軟的牙齦，故超聲潔齒有不出血操作的美稱。體外震波(壓電效應(yīng)震波)對結(jié)石的粉碎作用遠(yuǎn)大于對周圍組織的破壞。超聲對某種細(xì)胞有特殊的“親和力”, 或某些細(xì)胞對超聲特別敏感,在一定條件的超聲作用下，一些細(xì)胞破壞、死亡,而夾雜其間的其他細(xì)胞卻安然無恙。如腦垂體直射治療能選擇性地破壞腫瘤細(xì)胞而不波及其他細(xì)胞,是一種治療肢端肥大癥的安全方法。 10.次聲波 次聲波又稱亞聲波,它是一種頻率低于人的可聽聲波頻率范圍的聲波。次聲波的頻率范國大致為10－4Hz～20Hz。 次聲波產(chǎn)生的聲源是相當(dāng)廣泛的,現(xiàn)在人們已經(jīng)知道的次聲源有：火山爆發(fā)、墜入大氣層中的流星、極光、地震、海嘯、臺風(fēng)、雷暴、龍卷風(fēng)、電離層擾動,等等。利用人工的方法也能產(chǎn)生次聲波,例如核爆炸、火箭發(fā)射