《声音的产生与传播》的教学设计与学习兴趣的培养

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  摘要::在“声音的产生与传播”的教学设计中,通过设计一系列有趣的实验和学生感兴趣的问题,引导学生在观察实验和解决问题的过程中,培养学生的学习兴趣和创新能力,使学生的心理品质和物理知识实现同步发展.
  关键词:声音的产生与传播;教学设计;学习兴趣;培养
  1引言
  兴趣是指人们对某些事物总是带着愉悦、喜欢等肯定情感的认识倾向,它是人们积极参加对应实践活动的内部动力之一.如果学生对物理有了兴趣,它将促使学生怀着喜悦的心情主动积极地开展物理学习.在这个教学设计中,我们设计了一系列有趣的物理实验和学生感兴趣的物理问题,激发学生积极思考,引导学生在观察实验和解决问题的过程中,培养学生的学习兴趣和创新能力.
  2声音的产生与传播的教学设计
  “声音的产生与传播”是与人们的日常生活紧密相关的物理知识,掌握“声音的产生与传播”的规律,既是深入学习后继声学知识的基础,也是提高人们生活品位和保护人们身心健康必备的知识.
  2.1利用实验,引入新课
  [教师演示1]敲击音叉,音叉可以发声;奇怪的是:用手抓住音叉,声音立即停止.
  [教师演示2] 事先准备一个真空杯子、一个单层玻璃杯子和一个小闹铃.使小闹铃发出声音,将开着声音的小闹铃放进单层玻璃杯子里,慢慢拧紧杯盖,让学生感受小闹铃发出声音(现象是:当将杯盖慢慢拧上时,声音几乎没有多大的变化);再将开着声音的小闹铃放进真空杯子里,再慢慢拧紧杯盖,让学生再次感受小闹铃发出声音.(有趣的是:将杯盖慢慢拧上时,声音明显变弱最后消失)
  利用这两个有趣的实验,引入新课——声音的产生与传播.
  设计意图:利用有趣的实验现象,激发学生思维,吸引学生的注意力,唤起学生的探究热情和培养学生的学习兴趣.
  2.2构建活动,探究声音产生
  [体验活动1] 给每两个同桌的同学发一根橡皮筋.一个同学将其拉伸,另一个同学对橡皮筋进行拨动,观察橡皮筋来回振动,同时聆听橡皮筋发出的声音;用手握住橡皮筋,橡皮筋停止振动,它发出的声音随即停止.
  [体验活动2]学生将刻度尺一端按在桌子边上,另一端伸出桌边,拨动伸出桌边的部分,观察到刻度尺发生明显的振动而发声;刻度尺的振动停止时,发声随即消失.
  [体验活动3]学生用大拇指和食指触摸自己的喉头,朗诵一段课文,感受喉头发生的运动状态.
  设计意图:构建学生实验,让学生在熟悉的活动中体验声音的来源,使学生感到新知识亲切、有趣.
  [体验活动4] 敲击音叉使音叉发声,将音叉接触水面,观察音叉可以溅起水花,感知音叉的振动;再用大拇指和食指轻轻接触发声音叉的顶部,感受音叉的振动.
  设计意图:通过实例让学生体验到,不同物体虽然都可发声,但它们的振动幅度不同,有些可以看到,有些难以察觉.对于不容易观察到的现象,我们可以利用放大或者转化的方法来展示.以此对学生进行研究方法的渗透和训练.
  [体验活动5] 取一个小孩子的玩具——“喜洋洋小鼓”,敲击鼓面发声,但看不到鼓面振动.要求学生思考并讨论:有什么办法可以检验鼓面是否振动?(可取的办法至少有:方法一,用手指轻轻触摸鼓面,感受鼓面是否振动.方法二,将鼓面放置水平,在鼓面上放一些细纸屑,通过观察细纸屑是否跳动来判定鼓面是否振动.方法三,将小鼓竖直放置,在鼓面上端固定一段细线,在细线的另一端吊一个乒乓球,乒乓球静止时接触鼓面,敲击鼓面发出声音时,可通过观察乒乓球是否在跳动来判定鼓面是否振动.)
  设计意图:利用“检验鼓面是否振动”这一问题,构建交流讨论的学习环境,促使学生发散思维,培养学生的思维兴趣和创新能力.同时引导学生学习又一种有效的研究方法——放大法或者转化法,利用它可以展示不容易观察到的现象.
  教师引导学生归纳总结:声音是由物體振动产生的.当物体停止振动时,物体就不发出声音了.
  [实验与讨论] 有一种烧水壶,在壶中的水被烧开时壶嘴就会发出尖叫声,以此实现报警.现用此水壶进行烧水实验,观察并讨论:该水壶为什么会在水沸腾时发出声音?(参考答案:在壶嘴上套着一个开着小缝的“帽子”.烧水时,把壶盖盖严,水沸腾时会产生大量的水蒸气只能从壶嘴的小缝喷出,气流迫使壶嘴附近的空气振动,从而发出声音.)
  设计意图:将新知识和学生生活中的实际问题联系起来,让学生感到新知识亲切有用,激发学生学习新知识的兴趣.
  2.3创设情境,体验声音传播
  [思考和讨论]若把一个正在响铃的闹钟放在一个密封的玻璃罩内,聆听闹钟的声音.学生思考并讨论:现将玻璃罩内的空气逐步抽掉,如果听到的铃声不变,这说明什么?如果听到的铃声变强,这说明什么?如果听到的铃声逐渐变弱,这又说明什么?
  设计意图:利用实际问题促使学生思考,激发学生的学习兴趣,培养学生的逻辑思维能力和交流表达能力.
  [感受和总结] 将玻璃罩内的空气逐步抽掉,感受铃声的变化;再让空气逐步进入玻璃罩,感受铃声又有什么变化.学生根据自己的感受、思考和讨论,可以总结得到什么结论?
  [教师引导]总结得出:空气可以传播声音,但真空不可以传播声音.我们平时能够和他人自由交谈,是由于空气帮助我们传播了声音;在没有空气的太空,航天员哪怕离得再近,也只能通过无线电交谈.
  设计意图:指导学生观察、思考、交流、总结,培养学生的观察能力、逻辑思维能力、交流表达能力和归纳总结能力.
  [教师提问] 实验已经证明,一切气体都可以传播声音.那么,液体、固体是否可以传播声音呢?请设计可以用于检测的实验方法,与同学交流并改进自己的实验方法,并按照自己确定的方案进行实验和总结.
  设计意图:以具体问题为牵引,训练学生设计实验方案的能力和交流表达的能力.   [演示实验] 用塑料袋包住正在响铃的闹钟,指导学生感受它在空气中的声音;再把它放进水中,感受是否听到的声音,并与闹钟在空气中产生的声音进行对比.
  指导学生分析和交流,得出结论:声音在液体中也能传播.
  [学生体验]学生用笔头在课桌上写字,感受是否听到写字的声音?(没有或者很弱).再把耳朵贴在桌面上倾听,感受是否听到写字的声音?(奇怪的是:居然能清楚地听到了写字的声音).
  指导学生归纳总结并推广,并得出结论:声音的传播需要物质,这样的物质叫做介质;固体、液体、气体都可以传播声音;声音在固体中传播得最快、最远,能量损失最少.
  设计意图:指导学生感受奇特的现象,培养学生探究大自然的欲望和兴趣.
  2.4开展自学,学习声音速度
  [学生自学] 学生自学教材:什么是声波?声音在各种介质中传播的速度有何规律?人耳是怎样听到声音的?
  (1)物体振动会带动其周围的介质振动,形成疏密相间的波动,并向远处传播,这个过程跟水波的传播相似.也就是说,声音是以波的形式传播的,因此,声音也叫做声波.
  (2)声音在各种介质中传播具有确定的速度,这个速度叫做声速.声速的大小跟介质的种类和介质的温度有关.声速在固体中最大,声速在气体中最小.在15℃的空气中声速是340m/s,在常温的水中声速是1500m/s,在铁棒中声速是5200m/s.
  (3)外界传来的声音引起鼓膜振动,这种振动产生的信号经过听小骨及其他组织传给听觉神经,听觉神经把信号传给大脑,人就听到了声音.
  设计意图:指导学生自学教材,培养学生的自学能力.
  [教师讲解] 1976年7月28日的我国唐山发生了大地震,导致24万人死亡,16万人重伤,是迄今为止世界地震史上最悲惨的一页.有关专家指出,地震后,人们缺乏必要的自救知识,是丧生人数增多的一个重要原因.如果当时被淹没的人们知道声音能够在固体中传播得更快、更远(因而更容易被营救人员听到),他们就会用硬物敲击墙壁或管道,及时向营救人员发出求救信号,从而可以得到救助获得生命.
  设计意图:用悲壮的历史故事说明声学知识的重要性,进一步激发学生学习新知识的欲望和兴趣.
  2.5利用问题,研讨新知应用
  [学生讨论1]在开始上课时,我们都看到:(1)用手握住振动的音叉,音叉发出的声音会立即停止,为什么?(2)将开着声音的小闹铃放进真空杯子里,慢慢拧紧杯盖,会听到小闹铃发出的声音变小最后消失,为什么?[参考答案:(1)由于声音来自振动,用手抓住音叉,音叉不再振动,因而音叉不再发声.(2)这是因为小闹铃发出的声音要想被人们听到,它必须穿越杯中的真空区域,但真空不传播声音.]
  [学生讨论2] 古代行军打仗晚上睡觉时,要求士兵经常将耳朵贴在地上,这是为什么?(参考答案:军队在行进过程中,他的脚步会发出声音.如果是晚上,士兵正在熟睡,很难感觉到空气中的声音,如果将耳朵贴在地面,那么声音就会通过地面传播到耳朵,而且这种传播速度比在空气中的更快,引起耳膜的震动幅度更大,因此,更容易感觉到异常情况,便于采取紧急措施,应对偷袭.)
  [学生讨论3] 我国南极科学考察工作者为了探测海底某处的深度,向海底垂直发射超声波,经过4s收到回波信号,已知声音在海水中的传播速度是1 500m/s,试求海洋中该处的深度是多少?这种方法能否用来测量月亮和地球之间的距离?为什么?
  (参考答案:因为声音传播过去又返回来,所以声音从海面传播到海底所用的时间只是总时间的一半,即2s,所以海水的深度為1 500m/s×2s=3 000m.由于声音的传播需要介质,但在地球大气层之外的空间基本上是真空,真空不能传播声音,因此,不能用这种方法测量月亮与地球之间的距离.)
  设计意图:设计一系列学生感兴趣的问题,通过讨论和求解,加深学生对新知识的理解,培养学生学习物理的兴趣和解决实际问题的能力.
  2.6引导总结,把握知识要点
  [师生互动] 教师引导学生总结本节的知识要点,并让学生交流各自的心得体会,然后板书:
  (1)声音是由物体振动产生的.当物体停止振动时,物体就不发出声音了.
  (2)声音的传播需要介质,固体、液体、气体都可以传播声音,声音在固体中传播得最快、最远,能量损失最少.
  (3)声波:声音是以波的形式传播的,声音也叫做声波.
  (4)声速:声音在各种介质中传播具有确定的速度,这个速度叫做声速.声速的大小跟介质的种类和介质的温度有关.声速在固体中最大,都大于3000m/s;声速在液体中都大于1000m/s;声速在气体中最小.在15℃的空气中声速是340m/s,在常温的水中声速是1500m/s,在铁棒中声速是5200m/s.
  3教学体会
  在此“声音的产生与传播”的教学设计中,我们设计了一系列有趣的物理实验和学生感兴趣的物理问题,引导学生在观察实验和解决问题的过程中,培养学生的学习兴趣和创新能力,引导学生的心理品质和物理知识达到同步发展.这个教学设计,我们已经在岳阳市第十二中学八年级进行了教学实践,得到了学生们的普遍好评.
  参考文献:
  [1] 人民教育出版社,课程教材研究所,物理课程教材研究开发中心 编著.物理(八年级上册).北京:人民教育出版社,2012年6月第1版,27-30.
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