二、实验探究 讲解新课(35分钟)
1.通过探索性活动探究声音的产生(7分钟)
这个活动过程分三个步骤进行:探索性活动──小结──事例交流。
(1)探索性活动(3分钟)。
教师向学生介绍桌上的器材,特别是音叉以后,组织学生活动:怎样利用桌上的器材并使它们发出声音?比比看,谁的发声方法多,谁的发声方法最有创意。
在活动过程中要求学生:
体验:你是如何让物体发声的,你用手指触摸发声的物体时,有什么感觉?
思考:①物体发声时与不发声时有什么不同?②物体发声时有什么共同的特征?
活动:用桌上的器材研究如何使物体发声,教师参与讨论,适当给予提示或引导。然后请学生代表上台表演研究结果,对独特的发声方法表示赞赏和鼓励。
共同体验:摸着自己的喉头,说一句话,体会手上的感觉。
(2)小结(1分钟):在以上感性认识的基础上总结物体发声的原因,即:声音是由于物体的振动产生的,一切发声的物体都在振动。
板书:1.声音是由于物体的振动产生的,一切发声的物体都在振动。
(3)交流(2分钟):物体的发声现象真是太多了,哪位同学能向大家介绍一种比较奇特的发声方法?
注意:交流有趣的发声方法时,如果学生难以调动,教师可提出有趣的发声问题让学生讨论。例如:①动物的发声方法:鸟类是怎么发声的?蝉是怎么发声的?蚊子和苍蝇发出的嗡嗡声是怎么回事?猴子和大象是怎么交流的?②同一物体不同的发声方法:怎样让一个气球发出不同的声音来?人体除了声带外,还可以怎样发音?
(4)联系生产、生活实际,及时巩固所学知识(1分钟)。
振动可以发声,如果将发声体的振动记录下来,需要时再让物体按照记录下来的振动规律去振动,就会产生与原来一样的声音。教师通过多媒体课件展示早期机械唱盘表面的放大图,从图中可以看出唱片表面上一圈圈不规则的沟漕,当唱片转动时,唱针随着划过的沟漕振动,这样就把记录的声音重现出来。随着时代的进步,人们还发明了用磁带和激光唱盘记录声音的方法。
2.通过类比引出声波的概念(2分钟)
教师重复刚才得出的结论,提出新的问题:振动物体所发出的声音是如何向远处传播的?通过多媒体课件向学生展示水波的形成与传播过程。引导学生思考:水滴落入水中时出现了什么现象?水波是怎样产生的?(水滴使平静的水面发生了振动,形成了水波。)能否以水波作一个类比,思考一下:振动物体所发出的声音可能会以什么形式向远处传播?
板书:2.振动物体发出的声音以声波的形式向外传播。
3.创设情境、提出假设,通过分组实验加以验证,从而突出教学重点,突破教学难点(35分钟)
(1)提出问题,激发思维(4分钟)
有了上面这些知识,我们现在就来研究一下怎样防御声波枪。假如声波枪所发出来的声音正无声无息地向我们袭来,我们怎样才能把自己保护起来呢?注意:声波枪所发出来的声音我们人耳听不到,但它却仍然能对我们的身体造成伤害。
教师动员学生大胆猜想:用什么样的方法才能防御声波枪?
学生可能提出的办法有:
①用隔音材料做成盾牌(教师评议:声波枪所发出的次声波很特殊,它在传播的过程中损耗很少,用一般的材料很难吸收,到现在还没有攻克。)
②将声波枪发出的声波反射回去(教师评议:把次声波反射回去或想办法对它进行干扰,从理论上讲是可行的,但是,我们这些中学生暂时还没有能力去进行研究。)
③潜入水中,用水隔住声波枪发出的声波。
④进入真空,用真空隔住声波枪发出的声波。
⑤用固体物质隔住声波枪发出的声波。
(2)分析方案,提出假设(2分钟)
教师引导学生对同学们提出的方法加以分类,区别对待(前两种方法尽管偏离了我们的课堂研究方向,教师也要向学生简要解答一下,并予以鼓励,以免挫伤学生的积极性),把学生的思路引导到探究哪些物质可以传播声音上来,根据学生提出的方法进行假设:
假设一:固体不能传播声音。
假设二:液体不能传播声音。
假设三:气体不能传播声音。
假设四:真空不能传播声音。
(3)分组实验,验证假设(5分钟)
教师提问:同学们的猜想是不是一定正确呢?不是,那么你打算用什么办法来验证呢?动手实验。现在我们就分成三组来研究这个问题:第一组验证固体能否传播声音,第二组验证液体能否传播声音,第三组验证气体能否传播声音。
教师分组发放实验器材,同时提醒学生:在实验过程中,要相互协作,搞好配合。
教师提示:不管我们研究的是哪一个问题,都要尽量避免其它因素的干扰。例如在验证固体能否传播声音时,要尽量避免液体、气体影响到我们的实验;同样,在验证液体能否传播声音时,要尽量避免固体、气体对我们实验的影响。这种研究方法在科学上叫做控制变量法。
学生分组实验,教师巡回指导。
(4)相互交流,得出结论(5分钟)
教师引导学生进行交流:请各小组推荐1-2名代表,从三个方面交流实验感受。(1)你的假设是什么?对不对?(2)你是如何验证的?(3)你的结论是什么?同学们在说的时候,可以根据自己的生活经验,也可以创造性地利用老师提供的器材,或者想出其它办法,只要能验证自己的假设就可以了。
学生代表交流验证过程时,教师给予适当引导,并与学生一起总结出结论:声音能够在固体、液体、气体中传播。能够传播声音的物质叫介质。
板书:3.声音能够在固体、液体、气体中传播。
(5)联系生活,巩固新知(5分钟)
气体可以传播声音。我们的周围充满了空气,空气为人类和动物传递信息提供了便利条件,因此,地球上的动物大多数都具有听觉。而月球上没有空气,登上月球的宇航员就只能通过无线电交流。
液体也可以传播声音。在河边钓鱼的人最怕别人在旁边追逐打闹,唐代诗人胡令能的诗《小儿垂纶》中写道:蓬头稚子学垂纶,侧坐莓苔草映身。路人借问遥招手,怕得鱼惊不应人。意思是说:一个小孩儿学大人们钓鱼,侧着身子坐在水边的青苔上,身影掩映在野草丛中。听到有人问路连忙远远地招手,因为害怕惊跑了鱼而不敢回答。
固体也能够传播声音。据说德国著名音乐家贝多芬在30多岁时患上了严重的耳疾,听力完全丧失,但是他并没有向命运屈服,他用牙齿咬住木棒的一端,将木棒的另一端顶在钢琴的键盘上感受旋律,继续自己的创作。
教师通过多媒体课件播放贝多芬的《田园交响曲》,让学生感受美妙的旋律。
现在同学们听到的《田园交响曲》就是贝多芬在完全丧失听力的情况下创作的,这部作品细腻动人,朴实无华,宁静而安逸,表达了作者丧失听力以后对大自然深沉的眷恋之情,与《命运交响曲》一起成为最受人们欢迎的交响曲之一。同学们,在人生的道路上,我们可能会经历种种挫折和不幸,但是,只要我们能像贝多芬那样,不向命运低头,敢于迎接挑战,就一定能取得令人瞩目的成绩。
教师指出:虽然我们刚才的假设都是错误的,但我们却通过实验得出了正确的结论。也就是说,在我们的日常生活中,是无法找到材料来阻断次声波的。那么,我们用什么办法才能防御声波枪呢?
教师演示真空铃实验(3分钟):有空气时,发声体发声,说明空气可以传播声音。当用抽气筒抽出部分气体以后,发声体发出的声音变小,教师引导学生通过进一步推导得出结论:真空不能传播声音。声音的传播离不开介质。
板书:真空不能传播声音。
教师提出问题:假如现在有人要用声波枪向我们袭击,我们该怎样防御呢?教师引导学生讨论,并得出结论:在我们周围设立一道真空。教师讲述一个小故事:1995年,美国士兵在索马里使用了一种高粘度的泡沫,企图将示、威的群众粘在地上,但是聪明的索马里人却很快地发现,只要在地上铺上报纸,人就可以大摇大摆地走过去,让花费了巨资来研制泡沫的美国人无可奈何。现在,美国人又研制出了新式武器──声波枪,但是,我们这些只有十几岁的中学生,仅仅用了半节课的时间,就想出了防御的办法,不知那些美国人听到这些消息后,会做何感想?同学们是不是特别有成就感哪?
4.创设情境,提出问题,引入声速(2分钟)。
创设情境:有时候会在电影里看到这样的画面,演员的口型与我们听到的话不同步,我们听到的声音比演员的口型慢了半拍。这是因为声音的传播需要一定的时间。我们把声音在每秒种传播的距离叫声速。声音在不同介质中的传播速度是不同的。
通过多媒体课件展示:几种物质中的声速表。教师引导学生快速地熟悉声音在空气、水、钢铁中的传播速度。从表中可以看出,声速跟介质的种类有关,还跟介质的温度有关。
从表中还可以看出:声音在固体、液体中比在气体中传播得快。
思考:北宋著名科学家沈括在《梦溪笔谈》中记载着:行军宿营时,让士兵头枕着牛皮制成的箭筒睡觉,可以及时听到夜袭敌人的马蹄声。这则记载与我们今天所学习的内容有什么联系吗?