关于声音可视化实验的探讨与自制教具设计

王雄杰

摘   要：笔者结合光学知识，对声现象演示实验进行了三次设计与改进，利用激光笔与橡皮膜将蓝牙音箱的振动可视化为跳动的光斑，结合“旋转的八面体棱镜”与“视觉暂留原理”完成声音波形的可视化，最终完成自制教具的制作，并呈现了自制教具的实验效果，丰富了声学领域的实验教学方法。自制教具的设计将科学知识应用于实践，融入了教师的理解与思考，不仅可以有效提升教学效果，还能提升学生的科学素养。

关键词：声音可视化;自制教具;设计与制作;实验教学

中图分类号：G633.7 文献标识码：A     文章编号：1003-6148（2021）7-0052-3

科学教学始终离不开实验教学，实验有助于学生科学观念、科学思维的形成，进而培养学生假设、推理、验证的能力[1]。利用优良的自制教具对教材中的实验进行改进，使实验过程更有趣、操作更智能、现象更直观，能较大程度地激发学生的学习兴趣，增强实验效果，帮助学生更好地理解知识的内在逻辑。

1    声现象演示实验的缺陷

在“声音的产生与传播”教学中，传统的实验方案大致有三类（图1）：“音叉触击乒乓球”“发声的音叉放入水中”“扬声器或鼓面上撒碎纸屑”。

它们的共同点都是利用放大法将振动放大，从而达到了可视化的效果。但究其本质只能算振动的可视化，而非声音的可视化。

其缺陷主要体现在以下两个方面：

（1）以乒乓球为例，乒乓球的运动并非等同于音叉的实际振动，只是由于乒乓球受到了一个力而做单摆运动，发声的音叉仅提供一个初始的力。……