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1、基于实验探究的“声音的特性”教学设计作者：马静/喻梅琴/张轶炳作者简介：马静，宁夏大学物理与电子电气工程学院（宁夏银川750021）；喻梅琴，宁夏银川市第六中学（宁夏银川750021）；张轶炳，宁夏大学物理与电子电气工程学院教授。原文出处：《物理教师》（苏州）2018年第20184期第14-17页内容提要：实验是学习物理知识的核心，在“声音的特性”教学设计中，注重提高学生的动手能力，将科学探究的思想贯穿于整个课堂，让学生通过“做”“看”“感受”“听”“思考”等多种多样的活动全方位地感知“声音”，进一步了解乐音的特性，同时知道许多物理规律和概念都是通过实验探究的方式学习的。期刊名称
2、：《中学物理教与学》复印期号：2018年07期关键词:音调/响度/声音传感器标题注释:【基金项目】本文受国家白然科学基金项目（项目批准号:71663042）资助。教育部新颁发的《普通高中物理课程标准(2017年版)》中提出：物理核心素养是学生在接受物理过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力,是学生通过物理学习内化的带有物理学科特性的品质。物理核心素养主要由"物理观念"〃科学思维"〃科学探究〃"科学态度与责任"等4个方面的要素构成。其中,提出科学探究的目的就是为了培养学生的设计实验能力、获取处理信息的能力以及会利用证据得出结论、做出解释的能力，意在提醒教
3、师从本质上培养学生的科学思维。物理探究实验可以培养学生观察、动手、动脑的能力，其最重要的一个特点是加强学生对知识的理解和巩固”但是把物理实验现象转换为物理学的原理是一个艰难的过程,如果转换不到位,实验就成了学生看热闹的过程,实验过后并不能帮助学生理解概念,实验和理论成”两张皮””概念仍然是死记硬背。例如"音调"与"响度"的概念，音调是指声音的高低，而“响度"是指声音的大小，如果不让学生通过探究实验去理解"音调〃与“响度"的概念，就很容易混淆，从而导致概念错误。二、〃声音的特性"教学设计”声音的特性”是在学生完成声音的产生与传播等物理知识的基础上,对声音的进一步描述,既是前面知识的
4、拓展与延伸,也为后面的学习打下基础,这部分知识对整个章节起到引领和铺垫的重要作用。下面笔者通过设计一系列相关实验和探索活动”引导学生学习和理解声音的特性。(-)用高脚杯发声，引入新课演示实验1:教师出示一个装满水的高脚杯，沾湿手扌旨，轻轻摩擦高脚杯杯口，让高脚杯发出声音，再出示一个装水较少的高脚杯，让高脚杯发出声音，如图1所示”请学生们听这两个声音有什么不同。（高脚杯装水量不同”抚摸杯沿发出声音的高低不同）学生聆听，并结合自己的感受体会，装满水的高脚杯发出声音较低沉,装水较少的高脚杯发出声音较尖细。引出概念：通过实验我们发现,声音是有高低之分的,在物理学中,我们把声音的高低就叫做
5、音调。演示实验2:利用手机作为教具，（下载琴音练习软件）如图2所示。教师弹奏音阶，学生判断音调高低，并判断"那么高的音我唱不上去，那么低的音我唱不出来"这句话指的是什么。归纳总结引导：利用手机作为教具来强化音调的概念，要求学生理解物理学中的用语要清楚准确，含义唯一，不能产生歧义。本环节主要实现知识与技能目标，让学生说出音调的概念。（二）探究音调的影响因素演示实验3:由于钢尺振动速度较快，学生不易观察（下页图3）,因此利用改进实验仪器发音齿轮来探究音调与发声体振动的关系。使两个不同的齿轮同轴转动,一个齿轮有80个齿，另一个齿轮有40个齿，接通电源，把硬纸板轻轻放在齿轮边上，使纸板振
6、动，如下页图4所示，仔细聆听纸板发声的音调，为什么会有高低不同的声音？小组交流，完成下页表lo归纳总结引导：由表1可知，音调的高低与振动的快慢有关。振动越快音调越高,振动越慢音调越低。音调的高低是由物体的振动快慢来决定的,在物理学中,有一个专用的名词——频率来描述物体的振动快慢，频率是指物体1S内振动的次数,它的单位是赫兹（Hz）。设计意图：本环节将主要实现过程与方法目标，让学生经历发音齿轮实验，知道影响音调的因素。学生探究：体会物体振动快慢对音调的影响,如图5所示。小组讨论思考并亲自实验,如何用硬纸片和梳子来证明音调的高低是由物体的振动快慢来决定的？分析原因：用硬纸片拨动尺子,
7、通过快拨和慢拨梳子来验证音调的高低是由物体的振动快慢来决定的，拨动越快，纸片振动越快，音调就越高；反之，音调越低。学生活动:向学生介绍不同频率的音叉，如图6所示。让学生猜测那个音叉发出的声音音调更高，明0个更低/最后再通过实验演示。归纳总结引导：这是实验室标准的音叉,较短的音叉频率为512Hz,它表示这个音叉在Is内能够振动512次；而较长的音叉频率是256Hz。这就表明这个音叉在Is内能够256次。我们先分别敲击512Hz的音叉和256Hz的音叉，可以听出512Hz的音叉的音调
