新课程理念下的创新教学设计-初中物理(4)

2019-03-22 17:25

(屏幕显示:噪声:嘈杂刺耳,令人烦躁的声音。)

(说明:因为教材后面将专门讲有关噪声的问题,所以此处不宜多讲,甚或举例,以免喧宾夺主。但课初又提出噪声的概念,其目的,一是为了利用噪声和乐音的强烈反差对比,突出乐音的概念,二是课初某些学生制造噪声的行为易引起其他学生的反感,从而达到引起学生注意的目的。)

师:下面同学们将听到几种声音。请同学们仔细辨别这些声音,看看有什么不同。 生:(大提琴、小提琴、长笛演奏,然后一学生独唱半曲。)

(说明:低沉、舒缓、优美的大提琴曲《化蝶》让学生陶醉,心境也顿时宁静。接着用小提琴拉同一首曲子,学生明显感到声音高低不同。荡气回肠的长笛曲无论从声音的高低还是音色,都让学生明显感到不同。而学生的一曲高歌不仅让同学们感到美妙,更感到亲切。同学们顿时轻松起来。在热烈、温馨、自豪的氛围中正式拉开了本课的序幕。)

师:刚才的声音好听吗? 生:好听。

(说明:学生一脸的轻松、愉悦和自豪。)

师:像这样优美动听,令人愉快的声音叫乐音。歌唱家的歌声,各种乐器发出的声音,都是乐音。刚才的乐音有哪些不同?

(屏幕显示:乐音:优美动听,令人愉快的声音。) 生:有大小不同,高低不同,还有用的乐器不同。

师:为什么同是乐音,会有高低不同,大小不同呢?要回答这个问题,我们一起来学习“音调、响度和音色”。

(屏幕显示:音调、响度和音色。) 二、新 授 1. 音 调 (1)音调的概念

师:我们把声音的高低叫音调。女生说话的声音高,音调高;男生说话声音低沉,沙哑,音调低。花腔女高音音调高,男低音音调低。刚才大提琴的演奏音调低,小提琴的演奏音调高。

(屏幕显示:一、音调 1. 音调:指声音的高低。)

(2)频率的概念

师:下面由同学们探究音调高低不同的原因。从哪里入手进行探究呢? (说明:稍稍停顿。) 师:声音是怎样产生的? 生:声音是由物体振动产生的。

师:(边演示边讲解)既然声音是由物体振动产生的,那么,声音不同的原因一定与发声体的振动有关。下面以同桌的三个同学为一组,探究锯条的振动和它发声的音调关系。方法是,分别将锯条的1/4长和3/4长垂直于桌面边缘伸出桌外,用手按住桌子边缘及其上面的所有锯条,拨动桌外的锯条,使其振动。观察锯条的振动,辨别锯条发出的声音,填写表1。

表1 锯条振动的快慢与声音之间的关系

振动锯条长 1/4锯条长 3/4锯条长 结论: 学生探究一:探究锯条振动的频率和音调之间的关系

(说明:学生进行探究时,教师到学生中间去及时了解情况,进行指导。学生往往不会放置锯条,手压锯条的位置也往往不正确。)

师:通过刚才的探究,你们发现音调不同的原因是什么了吗?

(说明:请一个实验小组派代表发言,并将该小组所填的实验表格通过视频展示台向全班展示。)

生:是因为锯条振动的快慢不同。

师:对。为了描述物体振动的快慢,我们引入“频率”这个物理量。频率指物体1s内振动的次数。物体振动越快,1s内振动的次数越多,频率越大;物体振动越慢,1s内振动次数越少,频率越小。

(屏幕显示:2. 频率:物体1s内振动的次数。) (3)初步建立音调和频率之间的关系

师:我们用频率表示物体振动的快慢,那么,音调跟发声物体振动的什么物理量有关?具体是什么关系?

振动快慢 声音高低

生:音调与发声物体振动的频率有关。振动频率越大,音调越高;振动频率越小,音调越低。

(说明:还是让刚才的小组代表回答。) 师:其他小组有没有不同的意见?

(屏幕显示:音调与发声物体的振动频率有关。振动频率越大,音调越高;振动频率越小,音调越低。)

生:没有。

(说明:虽然学生通过自己的探究得出了音调与频率之间的关系,其实,学生心里对概念并没有多少底。)

(4)用计算机辅助分析系统探究音调和频率的关系

师:(边演示边讲解)打开电脑,从桌面依次进入“计算机辅助分析系统”,“力学”,“振动和波”,打开“振动和波”。敲击音叉,音叉振动发出声音,声波通过传感器传输给计算机,计算机自动将声波信号转变为电信号并显示出来。取观察时间为0.1s,0.1s内波形图波峰的个数为几个,那么,声波的频率也就是音叉的振动频率为每秒振动几次。改敲不同的音叉,辨别音调的高低,计算音叉的振动频率。探究这个实验,会带给我们什么结论?请同学们边做实验,边填好表2。

表2 音叉振动的频率和音调之间的关系

音叉 音叉1 音叉2 结论: (说明:从学生一张张好奇、兴奋的脸上不难发现学生对先进科技设备的渴望。初中二年级的学生并不懂波形图,更不懂传感器和计算机辅助分析,但这不重要,重要的是,要带给学生现代科技意识,通过高科技设备潜移默化地让学生知道“科学技术是第一生产力”,引导学生爱科学,知道学好科学文化知识的重要意义。为避免造成学生将信将疑的局面,简要说明实验装置的原理是必要的,还要教学生如何利用声波图形计算音叉的振动频率。)

学生探究二:用物理实验计算机辅助分析系统探究音叉的音调和振动频率之间的关系 (说明:学生非常好奇,热情十分高,起初个个争先恐后地敲音叉,动电脑,看波形图,觉得好玩有趣,但是,没有出来实验结果。经过研究,他们最终采取轮流分工合作的方式,极好地实现了团队意识教育。学生以三人为一组进行探究活动时,教师到学生中间进行指导,及时了解情况。教师将实验做得好的小组的波形图,通过辅助系统的功能投影到屏幕上,供全班学生欣赏,并请该小组派代表回答教师的问题。)

声音音调 观察时间 波峰个数 音叉振动频率

师:你们选取的观察时间是多少?这段时间里波峰的个数是多少?音叉的振动频率是多少?

生:(逐一回答教师提出的问题。)

师:换一个音叉重做上面的实验。哪个音叉发出的声音音调高?这个音叉的振动频率又是多少?

生:(边依照教师的要求做实验,边回答教师的问题,屏幕上的波形图也随之改变。) 师:通过实验你们得出什么结论?

生:音调的高低与发声物体的振动频率有关。振动频率越大,发出的声音音调越高;振动频率越小,音调越低。

师:其他小组有没有不同结论? 生:没有。

师:大家通过对锯条和音叉的振动探究得出了相同的结论,那就是:音调的高低与发声物体的振动频率有关。振动频率越大,发出的声音音调越高;振动频率越小,音调越低。

(说明:此时,学生才真正掌握音调和频率之间的关系。)

师:(边讲解边演示)我这里有一个发音齿轮,四个齿片分别有40、50、60、80个齿,从上到下依次装在同一根轴上,轴连同齿轮每秒转10圈,用塑料片从上到下分别接触齿片,塑料片振动。塑料片的振动频率分别为多少?

(说明:选择适当的角度,用视频展示台将操作过程清晰地投影到屏幕上,便于后排学生观察。教师边演示边讲解。发音齿轮由经过改装的慢速可调电动机带动。)

生:每秒振动400次、500次、600次、800次。

师:塑料片振动的频率越来越大,它发出的声音怎样变化? 生:音调会越来越高。

(说明:这时学生已牢记了音调、频率的概念以及它们的相互关系。在学生的预测中,教师控制演示节奏,稍带神秘的演示塑料片的振动发声,结果应验了学生的预测。学生高兴极了,成功的喜悦立即洋溢在脸上。)

2. 响 度

(屏幕显示:二、响度 1. 响度:指声音的大小。) (1)振幅的概念

师:因为声音是物体振动产生的,所以,我们通过研究锯条和音叉的振动发声,找到了音调不同的原因。下面请同学们重新研究锯条和音叉的振动发声,探究乐音响度不同的原因。首先探究锯条的振动发声。(边演示边讲解)将锯条垂直于桌面边缘伸出桌外,用手按住桌子边缘及其上面的所有锯条,保持锯条位置不变,先后用手轻拨、重拨锯条,使锯条振动,仔细辨别声音,并同时观察锯条的振动。你们能得出什么结论?填写表3。

表3 锯条振动的幅度与声音响度之间的关系

拨动方式 轻轻拨 用力拨 结论: 学生探究三:探究锯条振动的振幅与响度之间的关系

(说明:学生因为有了前面的实验基础,做这个实验时,就显得驾轻就熟了。) 师:哪个小组愿意派代表说说你们的实验现象和探究结果?(说明:各小组为了本组荣誉,都积极推选代表,被推选人中胆大的直接站起来发言了,胆小而没有站起来发言的代表,则受到小组其他两名同学善意的责怪。)

生:(逐一回答教师的提问)声音的响度与发声物体振动的幅度有关。振动幅度越大,声音响度越大;振动幅度越小,声音响度越小。

(屏幕显示:声音的响度与发声物体振动的幅度有关。振动幅度越大,声音响度越大;振动幅度越小,声音响度越小。)

师:很好。为了描述物体振动的幅度,我们引入振幅这个物理量。振幅就是振动物体离开原来位置的最大距离。

(说明:教师振动手臂,形象地说明振幅的概念。)

(屏幕显示:2. 振幅:振动物体离开原来位置的最大距离。) (2)响度与振幅的关系

师:如果振动的幅度用振幅来表示,那么,响度与振动的什么物理量有关?是什么关系? 生:声音的响度与发声体振动的振幅有关。振幅越大,声音响度越大;振幅越小,声音响度越小。

(说明:相应的将原屏幕显示的“振动幅度”改为“振幅”。)

师:下面请同学们利用物理实验计算机辅助分析系统分析音叉的声音响度与振幅之间的关系。大家边做边想,看看怎样做,怎样分析,有怎样的结论。

振动幅度 声音响度


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