学生探究四: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 (说明:这对学生的发散实验能力是很大的挑战,个别小组边做边摸索,很快找出了方法。他们的成功激励着邻组。有的小组干脆过来讨教,只有极个别的小组一筹莫展,教师及时辅导。)
师:你们是怎样操作的?又是怎样分析的?结果怎样?
(说明:将实验做得又快又好的小组的波形图反馈到屏幕上,并请该组代表回答问题。) 生:敲击音叉,采集声波波形图。通过实验发现:轻敲音叉,音叉振幅小,波形图的幅度小,这时音叉发出的声音也小;重敲音叉,音叉的振幅大,波形图的幅度大,这时音叉发出的声音也大。以上现象说明:响度跟音叉振动的振幅有关。振幅越大,响度越大;振幅越小,响度越小。波形图的幅度越大,说明音叉振幅越大,波形图幅度越小,音叉振幅越小。 (屏幕显示:响度跟发声物体振动的振幅有关。振幅越大,响度越大;振幅越小,响度越小。)
师:该小组同学肯动脑筋,思路清晰,配合得好,实验做得又快又好,值得大家学习。 (说明:同学们都把羡慕的目光不自觉地投向该小组,而该小组的同学露出无法掩饰的得意的微笑。正当此时,有一名学生举手要求发言。)
师:(面对举手的学生,充满肯定的、鼓励的语气)请说。
生:其实只敲一次音叉就可以。敲一次音叉后,当声音逐渐减小时,发现声波波形图的幅度越来越小,就能说明“响度与发声物体的振幅有关”。
(说明:话音刚落,教室里立即爆发雷鸣般的掌声,刚才有些得意的同学也为自己的骄傲有点不好意思了。)
(3)响度与距离发声体远近的关系
师:通过对锯条和音叉的研究,我们得出了相同的结论,那就是:响度跟发声物体振动的振幅有关。振幅越大,响度越大;振幅越小,响度越小。那么,乐音的响度还会不会跟其他因素有关呢?下面,我说一句话,请同学们仔细听,看谁能重复出来。
(说明:实验虽然简单,但颇具挑战性。学生们聚精会神,有的甚至伸长脖子侧耳倾听。) 师:深高好。
(说明:“深高”是深圳高级中学的简称。教师说话时略带神秘,注意不要让学生看到口形,否则,有被后排学生猜出来的可能。)
生:(后排的)听不到。(前排的)深高好。
师:同样都是我说的话,距离我远的同学听不到,而距离我近的同学却能准确地重复出来,这一现象说明了什么?
生:声音的响度还跟距离发声体的远近有关。距离发声体越远,响度越小;距离发声体越近,响度越大。
(屏幕显示:声音的响度还跟距离发声体的远近有关。距离发声体越远,响度越小;距离发声体越近,响度越大。)
师:请同学们利用计算机辅助分析系统验证声音的响度与距离发声体远近有关的结论,做出来就请举手。
(说明:因为这个实验本身很简单,加之同学们已有一定的实验基础,所以,不需要教师过多指导。)
学生探究五:用计算机辅助分析系统验证“声音的响度与距离发声体远近有关” (说明:有了前面的实验基础,以及有良好表现会受到表扬的好胜心理,各小组更加愿意独立思考,更有竞争意识了,实验氛围空前紧张,不一会儿,很多小组举手表示完成实验要求了。)
(4)响度与音调的区别
师:我们讲了音调与响度的概念及其影响因素。那么,是不是音调高的声音响度一定大,音调低的声音响度一定小呢?
(说明:音调和响度是学生很容易混淆的两个概念。很多学生认为声音小就是音调低。) 生:不是。
(说明:其实,学生此时的回答还带有一定的盲从性,可信度并不高。) 师:能不能说出理由或者举出事例进行说明?
(说明:同学们个个一副绞尽脑汁的样子,少倾,有学生举手。) 生:(分别小声唱高音,大声唱低音。) (说明:同学们热烈鼓掌,对她的表现很钦佩。) 3. 音 色
师:刚才那名同学如果在教室外唱歌,你们能听出是她的声音吗? 生:能。
师:如果那名同学在教室外拉小提琴,你们能听出那是小提琴的声音吗? 生:能。
师:我们之所以能听出熟悉的人、熟悉的乐器的声音,是因为不同的人、不同的乐器发出的声音有不同的特色,叫做音色不同。
(屏幕显示:三、音色)
师:不同的发声体音色不同,音色是由发声体本身决定的。影响音色的具体因素将在高中阶段学习。
(屏幕显示:不同的发声体音色不同,音色是由发声体本身决定的。) 三、探究巩固练习
师:这节课,我们学习了区别乐音的三个特征:音调、响度和音色。乐音不同的原因都与发声体的振动有关。音调由发声体的振动频率决定,响度与发声体振动的振幅有关。现在请同学们利用橡皮筋、木板、铅笔、小铁锤做橡皮筋的振动探究。改变橡皮筋的振动长度,看看橡皮筋发声有什么不同。重拨、轻拨橡皮筋,看看橡皮筋发出的声音有什么不同。通过实验回答下列练习。
(屏幕显示:
1. 弦乐演奏者演奏前常常调弦。音高时,要使弦发出的声音音调变低,应把弦调 ___________ 一些,以使它振动的 ___________ 。
A. 紧 B. 松 C. 频率变大 D. 频率变小
2. 二胡演奏者演奏时,按在弦上的手指向下移动,弦振动的,发出的声音。) (说明:学生针对提出的问题专注的做实验。问题回答得相当准确。可见,通过系列的探究活动,确实很好地实现了教育教学能力培养的目的。)
学生探究六:利用橡皮筋、木板、铅笔、小铁锤进行橡皮筋的振动研究(说明:学生往往向上拨动橡皮筋,欲使橡皮筋上下振动。应提醒学生左右拨动橡皮筋使其振动。学生往往会通过固定两根松紧不同的橡皮筋改变橡皮筋的振动长度,观察橡皮筋的振动和发声,不能充分利用铅笔改变振动橡皮筋的长度。学生开始实验时会为图钉钉紧橡皮筋,橡皮筋没有振动空间而烦恼,然后会思索着用铅笔解决困难。)
四、学生课后小制作
师:请同学们根据橡皮筋的实验研究制作一个“皮筋琴”。 (屏幕显示:扬琴画面,用以暗示指导学生的小制作。)
教学设计说明
1. 这节课教师打乱教材结构,打破常规教学新课引入法。首先让学生在玻璃上摩擦泡沫,通过发挥学生多才多艺的特点,让学生拉大、小提琴,吹长笛,唱歌,激发学生的兴趣,得出乐音和噪声的概念。在要求学生通过对以上乐音仔细辨别的基础上,导入新课,明确课堂任务。
2. “锯条振动发声”的“土实验”简单易做、可见度大、通俗易懂。从生动的直观开始,学生获得生动而具体的感性知识后得出频率、振幅的概念,学生再通过对“土实验”的分析、推理,初步得出音调与频率的关系、响度与振幅的关系。进一步让学生通过使用“物理实验计算机辅助分析系统”这一尖端科学技术的“洋实验”。通过对音叉的振动探究,得出音调和频率的关系以及响度和振幅之间的关系,实现土、洋实验的有机结合,从感性认识到理性认识的自然过渡,从而揭示现象的本质,完成由具体到抽象的高度和谐统一。学生在研究状态下学习的主体作用得以充分体现。
3. 这节课的启发式教学方法贯穿教学的每个环节,而且环环紧扣,步步深入,承上启下,自然流畅,令人深思。开始通过学生吹长笛得出乐音的概念,继而又通过仔细辨别学生发出的不同乐音,发掘问题,激发学生的求知欲,得出音调、响度和音色的概念。接着学生通过土、洋两个实验分析总结出音调、响度与振动的关系。教师再次利用视频成像器演示发音齿轮现象,使学生深刻理解频率的概念,音调和频率的关系更加形象,学生记忆牢固。在教学过程中,围绕本节教学目的,连续设问,层层深入,不断给学生指出思考的方向和线索,并且抓住生活现象与物理知识的联系,引导学生联想和推理,从而得出新结论。总之,教师的主导作用通过学生的主观能动性起了积极有效的作用。
4. “创新是一个民族的灵魂”。学生是祖国的未来,培养学生的创新思维方法、创新思维能力是教师的责任。课堂教学方法必须服务于人才素质的培养,应追求教学的最佳效果。这节课彻底改变了“教师教,学生学”的注入式和“物理课堂数学化”的教学模式。学生“在探究状态下学习”贯穿整个课堂教学。不同的知识、不同的能力要求采取不同的活动、不同的教法。整节课教法灵活,构思新颖别致,引人入胜,效果好。教师充分发挥学生的特长引入新课,使学生一开始就置身于兴趣浓、求知旺的情景中。土实验让学生感到亲切可信,洋实验使学生大开眼界,豁然开朗,发音齿轮惟妙惟肖。教师一句“深高好”,远处的同学听不清,妙趣横生,轻而易举地说明了响度与距离发声物体远近有关的道理。学生的一句小声高唱,生动形象地区分了音调和响度这两个概念,化难为易。学生通过研究橡皮筋的振动发声,找出弦乐发声的原理,并制作出“皮筋琴”,将对学生的科学素质培养、实践能力培养推向高潮。
点 评
1. 课堂设计科学、流畅,艺术享受美。
2. 学生身边的“土实验”和应用尖端科学技术的“洋实验”有机结合,相映生辉美。 3. 培养学生的科学素质、实践能力、观察能力、分析思维能力、研究问题等能力,独具匠心美。
4. 现代教育技术设备合理、高效利用,人机对话美。
5. 针对学生生理、心理特征,充分刺激感官,学生兴趣浓厚美。 6. 教师口头语言、形体语言、综合素质美。
2 “趣味发声”
广东省深圳市华侨城中学 方 兴(中教高级)
教材依据
人民教育出版社义务教育课程标准实验教科书八年级上册第一章。 人民教育出版社九年义务教育三年制初级中学教科书第一册第三章。
教学流程
引入:诱导实验———自主实验———诱导归纳总结。 深入:诱导实验———自主实验———自主归纳总结。 提高:自主探索———自主实验———自主归纳总结。
按以上螺旋上升式的循环,将学生活动不断推向新的高潮,最终实现学生能应用与创新本课的新知识的目的。
教学简案
本课出发点
1. 物体靠振动发声。
2. 改变物体振动的频率可以改变音调。 本课中心问题
1. 物体靠振动发声。怎样才能使物体振动? 2. 扩大物体发声响度的方法。
3. 物体振动频率的改变决定了音调的改变。如何改变物体的振动频率?