“声音的产生与传播”教学设计与学习兴趣培养

李哲君

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

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2017）1-0074-3

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，激发学生思维，引导学生在观察实验和解决问题的过程中，形成学习兴趣和创新能力。

2 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，既是深入学习后续声学知识的基础，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，引入新课知识

[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，将发出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）；再将发出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，引入新课内容——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，集中学生的注意力，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，探究声音的产生

[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，使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，朗诵一段课文实现发声，感受喉头发声时的状态。

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，使学生感到新知识的亲切、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教育和训练。

[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运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，促进学生的发散思维，培养学生的思维兴趣和创新能力。同时，引导学生学习又一类有效的研究方法——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：声音是由物体振动产生的。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，在壶中的水被烧開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有小缝的“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：通过学生的观察、思考、交流和总结，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：居然清楚地听到了写字的声音）。

指导学生归纳总结并推广，以得出结论——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，学习声音的传播速度

[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，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，在气体中最小。在15 ℃的空气中声速是340 m/s，在常温的水中声速是1 500 m/s，在铁棒中声速是5 200 m/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，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，或许可以得到救助，重获新生。

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

[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）将发出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，引起耳膜的振动幅度更大，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4 s收到回波信号，已知声音在海水中的传播速度是1 500 m/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2 s，所以海水的深度为1 500 m/s× 2 s=3 000 m。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

[師生互动] 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3 000 m/s；声速在液体中都大于1 000 m/s；声速在气体中最小。在15 ℃的空气中声速是340 m/s，在常温的水中声速是1 500 m/s，在铁棒中声速是5 200 m/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形成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.物理（八年级上册）[M].北京：人民教育出版社，2012：27-30.

[2]李科敏，李奇云，等.教学设计要注重三维教学目标的和谐达成[J].物理教学探讨，2015，33（10）：69-71.

[3]喻彬彬. “密度”的教学设计与三维教学目标的和谐达成[J].物理教学探讨，2016，34（5）：68-74.

（栏目编辑 邓 磊）