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        “聲音的產(chǎn)生與傳播”教學設計與學習興趣培養(yǎng)

        2017-04-01 17:56:14李哲君
        物理教學探討 2017年1期
        關鍵詞:教學設計學習興趣培養(yǎng)

        李哲君

        摘 要:在“聲音的產(chǎn)生與傳播”的教學設計中,通過設計一系列有趣的實驗和學生感興趣的問題,引導學生在觀察實驗和解決問題的過程中,培養(yǎng)學生的學習興趣和創(chuàng)新能力,使學生的心理品質(zhì)和物理知識實現(xiàn)同步發(fā)展。

        關鍵詞:聲音的產(chǎn)生與傳播;教學設計;學習興趣;培養(yǎng)

        中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A 文章編號:1003-6148(2017)1-0074-3

        1 引 言

        興趣是指人們對某些事物總是帶著愉悅、喜歡等肯定情感的認識傾向,它是人們積極參加對應實踐活動的內(nèi)部動力之一。如果學生對物理有了興趣,它將促使學生懷著喜悅的心情主動積極地開展物理學習。在這個教學設計中,我們設計了一系列有趣的物理實驗和學生感興趣的物理問題,激發(fā)學生思維,引導學生在觀察實驗和解決問題的過程中,形成學習興趣和創(chuàng)新能力。

        2 教學設計

        “聲音的產(chǎn)生與傳播”是與人們的日常生活緊密相關的物理知識,掌握聲音的產(chǎn)生與傳播的規(guī)律,既是深入學習后續(xù)聲學知識的基礎,也是提高人們生活品位和保護人們身心健康必備的知識。

        2.1 利用實驗,引入新課知識

        [教師演示1]敲擊音叉,音叉可以發(fā)聲;奇怪的是——用手抓住音叉,聲音立即停止。

        [教師演示2] 事先準備一個真空杯子、一個單層玻璃杯子和一個小鬧鈴。使小鬧鈴發(fā)出聲音,將發(fā)出聲音的小鬧鈴放進單層玻璃杯子里,慢慢擰緊杯蓋,讓學生感受小鬧鈴發(fā)出聲音(現(xiàn)象是當將杯蓋慢慢擰上時,聲音幾乎沒有多大的變化);再將發(fā)出聲音的小鬧鈴放進真空杯子里,再慢慢擰緊杯蓋,讓學生再次感受小鬧鈴發(fā)出聲音。(有趣的是:將杯蓋慢慢擰上時,聲音明顯變?nèi)踝詈笙В?/p>

        利用這兩個有趣的實驗,引入新課內(nèi)容——聲音的產(chǎn)生與傳播。

        設計意圖:利用有趣的實驗現(xiàn)象,激發(fā)學生思維,集中學生的注意力,喚起學生的探究熱情和培養(yǎng)學生的學習興趣。

        2.2 構(gòu)建活動,探究聲音的產(chǎn)生

        [體驗活動1] 給每兩個同桌的同學發(fā)一根橡皮筋,一個同學將其拉伸,另一個同學對橡皮筋進行撥動,觀察橡皮筋來回振動,同時聆聽橡皮筋發(fā)出的聲音。(用手握住橡皮筋,橡皮筋停止振動,它發(fā)出的聲音隨即停止)

        [體驗活動2]學生將刻度尺一端按在桌子邊上,另一端伸出桌邊,撥動伸出桌邊的部分,使刻度尺發(fā)生明顯的振動而發(fā)聲。(刻度尺的振動停止時,發(fā)聲隨即消失)

        [體驗活動3]學生用大拇指和食指觸摸自己的喉頭,朗誦一段課文實現(xiàn)發(fā)聲,感受喉頭發(fā)聲時的狀態(tài)。

        設計意圖:構(gòu)建學生實驗,讓學生在熟悉的活動中體驗聲音的來源,使學生感到新知識的親切、有趣。

        [體驗活動4] 敲擊音叉使音叉發(fā)聲,將音叉接觸水面,觀察音叉可以濺起水花,感知音叉的振動;再用大拇指和食指輕輕接觸發(fā)聲音叉的頂部,感受音叉的振動。

        設計意圖:通過實例讓學生體驗到,不同物體雖然都可發(fā)聲,但它們的振動幅度不同,有些可以看到,有些難以察覺。對于不容易觀察到的現(xiàn)象,我們可以利用放大或者轉(zhuǎn)化的方法來展示,以此對學生進行研究方法的教育和訓練。

        [體驗活動5] 取一個小孩子的玩具——“喜洋洋小鼓”,敲擊鼓面發(fā)聲,但看不到鼓面振動。要求學生思考并討論:有什么辦法可以檢驗鼓面是否振動?(可取的辦法至少有:方法一,用手指輕輕觸摸鼓面,感受鼓面是否振動;方法二,將鼓面放置水平,在鼓面上放一些細紙屑,通過觀察細紙屑是否運動來判定鼓面是否振動;方法三,將小鼓豎直放置,在鼓面上端固定一段細線,在細線的另一端吊一個乒乓球,乒乓球靜止時接觸鼓面,敲擊鼓面發(fā)出聲音時,可通過觀察乒乓球是否在跳動來判定鼓面是否振動。)

        設計意圖:利用“檢驗鼓面是否振動”這一問題,構(gòu)建交流討論的學習環(huán)境,促進學生的發(fā)散思維,培養(yǎng)學生的思維興趣和創(chuàng)新能力。同時,引導學生學習又一類有效的研究方法——放大法或者轉(zhuǎn)化法,利用它可以展示不容易觀察到的現(xiàn)象。

        教師引導學生歸納總結(jié):聲音是由物體振動產(chǎn)生的。當物體停止振動時,物體就不發(fā)出聲音了。

        [實驗與討論] 有一種燒水壺,在壺中的水被燒開時壺嘴就會發(fā)出尖叫聲,以此實現(xiàn)報警?,F(xiàn)用此水壺進行燒水實驗,觀察并討論:該水壺為什么會在水沸騰時發(fā)出聲音?(參考答案:在壺嘴上套著一個開有小縫的“帽子”。燒水時,把壺蓋蓋嚴,水沸騰時會產(chǎn)生大量的水蒸氣只能從壺嘴的小縫噴出,氣流迫使壺嘴附近的空氣振動,從而發(fā)出聲音。)

        設計意圖:將新知識和學生生活中的實際問題聯(lián)系起來,讓學生感到新知識親切有用,激發(fā)學生學習新知識的興趣。

        2.3 創(chuàng)設情境,體驗聲音傳播

        [思考和討論]若把一個正在響鈴的鬧鐘放在一個密封的玻璃罩內(nèi),聆聽鬧鐘的聲音。學生思考并討論:現(xiàn)將玻璃罩內(nèi)的空氣逐步抽掉,如果聽到的鈴聲不變,這說明什么?如果聽到的鈴聲變強,這說明什么?如果聽到的鈴聲逐漸變?nèi)?,這又說明什么?

        設計意圖:利用實際問題促使學生思考,激發(fā)學生的學習興趣,培養(yǎng)學生的邏輯思維能力和交流表達能力。

        [感受和總結(jié)] 將玻璃罩內(nèi)的空氣逐步抽掉,感受鈴聲的變化;再讓空氣逐步進入玻璃罩,感受鈴聲又有什么變化。學生根據(jù)自己的感受、思考和討論,可以總結(jié)得到什么結(jié)論?

        [教師引導]總結(jié)得出:空氣可以傳播聲音,但真空不可以傳播聲音。我們平時能夠和他人自由交談,是由于空氣幫助我們傳播了聲音;在沒有空氣的太空,航天員哪怕離得再近,也只能通過無線電交談。

        設計意圖:通過學生的觀察、思考、交流和總結(jié),培養(yǎng)學生的觀察能力、邏輯思維能力、交流表達能力和歸納總結(jié)能力。

        [教師提問] 實驗已經(jīng)證明,一切氣體都可以傳播聲音。那么,液體、固體是否可以傳播聲音呢?請設計可以用于檢測的實驗方法,與同學交流并改進自己的實驗方法,并按照自己確定的方案進行實驗和總結(jié)。

        設計意圖:以具體問題為牽引,訓練學生設計實驗方案的能力和交流表達的能力。

        [演示實驗] 用塑料袋包住正在響鈴的鬧鐘,指導學生感受它在空氣中的聲音;再把它放進水中,感受是否聽到聲音,并與鬧鐘在空氣中產(chǎn)生的聲音進行對比。

        指導學生分析和交流,得出結(jié)論:聲音在液體中也能傳播。

        [學生體驗]學生用筆在課桌上寫字,感受是否聽到寫字的聲音?(沒有或者很弱)。再把耳朵貼在桌面上傾聽,感受是否聽到寫字的聲音?(奇怪的是:居然清楚地聽到了寫字的聲音)。

        指導學生歸納總結(jié)并推廣,以得出結(jié)論——聲音的傳播需要物質(zhì),這樣的物質(zhì)叫做介質(zhì);固體、液體、氣體都可以傳播聲音;聲音在固體中傳播得最快、最遠,能量損失最少。

        設計意圖:指導學生感受奇特的現(xiàn)象,培養(yǎng)學生探究大自然的欲望和興趣。

        2.4 開展自學,學習聲音的傳播速度

        [學生自學] 學生自學教材:什么是聲波?聲音在各種介質(zhì)中傳播的速度有何規(guī)律?人耳是怎樣聽到聲音的?

        (1)物體振動會帶動其周圍的介質(zhì)振動,形成疏密相間的波,并向遠處傳播,這個過程跟水波的傳播相似。也就是說,聲音是以波的形式傳播的,因此,聲音也叫做聲波。

        (2)聲音在各種介質(zhì)中傳播具有確定的速度,這個速度叫做聲速。聲速的大小跟介質(zhì)的種類和介質(zhì)的溫度有關。聲速在固體中最大,在氣體中最小。在15 ℃的空氣中聲速是340 m/s,在常溫的水中聲速是1 500 m/s,在鐵棒中聲速是5 200 m/s。

        (3)外界傳來的聲音引起鼓膜振動,這種振動產(chǎn)生的信號經(jīng)過聽小骨及其他組織傳給聽覺神經(jīng),聽覺神經(jīng)把信號傳給大腦,人就聽到了聲音。

        設計意圖:指導學生自學教材,培養(yǎng)學生的自學能力。

        [教師講解] 1976年7月28日,我國唐山發(fā)生了大地震,導致24萬人死亡,16萬人重傷,是迄今為止世界地震史上最悲慘的一頁。有關專家指出,地震后,人們?nèi)狈Ρ匾淖跃戎R,是喪生人數(shù)增多的一個重要原因。如果當時被淹沒的人們知道聲音在固體中傳播得更快、更遠(因而更容易被營救人員聽到),他們就會用硬物敲擊墻壁或管道,及時向營救人員發(fā)出求救信號,或許可以得到救助,重獲新生。

        設計意圖:用悲壯的歷史故事說明聲學知識的重要性,進一步激發(fā)學生學習新知識的欲望和興趣。

        2.5 利用問題,研討新知

        [學生討論1]在開始上課時,我們都看到:(1)用手握住振動的音叉,音叉發(fā)出的聲音會立即停止,為什么?(2)將發(fā)出聲音的小鬧鈴放進真空杯子里,慢慢擰緊杯蓋,會聽到小鬧鈴發(fā)出的聲音變小最后消失,為什么?[參考答案:(1)由于聲音來自振動,用手抓住音叉,音叉不再振動,因而音叉不再發(fā)聲。(2)這是因為小鬧鈴發(fā)出的聲音要想被人們聽到,它必須穿越杯中的真空區(qū)域,但真空不傳播聲音。]

        [學生討論2] 古代行軍打仗晚上睡覺時,要求士兵經(jīng)常將耳朵貼在地上,這是為什么?

        參考答案:軍隊在行進過程中,他的腳步會發(fā)出聲音。如果是晚上,士兵正在熟睡,很難感覺到空氣中的聲音,如果將耳朵貼在地面,那么聲音就會通過地面?zhèn)鞑サ蕉?,而且這種傳播速度比在空氣中的更快,引起耳膜的振動幅度更大,因此,更容易感覺到異常情況,便于采取緊急措施,應對偷襲。

        [學生討論3] 我國南極科學考察工作者為了探測海底某處的深度,向海底垂直發(fā)射超聲波,經(jīng)過4 s收到回波信號,已知聲音在海水中的傳播速度是1 500 m/s,試求海洋中該處的深度是多少?這種方法能否用來測量月亮和地球之間的距離?為什么?

        參考答案:因為聲音傳播過去又返回來,所以聲音從海面?zhèn)鞑サ胶5姿玫臅r間只是總時間的一半,即2 s,所以海水的深度為1 500 m/s× 2 s=3 000 m。由于聲音的傳播需要介質(zhì),但在地球大氣層之外的空間基本上是真空,真空不能傳播聲音,因此,不能用這種方法測量月亮與地球之間的距離。

        設計意圖:設計一系列學生感興趣的問題,通過討論和求解,加深學生對新知識的理解,培養(yǎng)學生學習物理的興趣和解決實際問題的能力。

        2.6 引導總結(jié),把握知識要點

        [師生互動] 教師引導學生總結(jié)本節(jié)的知識要點,并讓學生交流各自的心得體會,然后板書:

        (1)聲音是由物體振動產(chǎn)生的。當物體停止振動時,物體就不發(fā)出聲音了。

        (2)聲音的傳播需要介質(zhì),固體、液體、氣體都可以傳播聲音,聲音在固體中傳播得最快、最遠,能量損失最少。

        (3)聲波:聲音是以波的形式傳播的,聲音也叫做聲波。

        (4)聲速:聲音在各種介質(zhì)中傳播具有確定的速度,這個速度叫做聲速。聲速的大小跟介質(zhì)的種類和介質(zhì)的溫度有關。聲速在固體中最大,都大于3 000 m/s;聲速在液體中都大于1 000 m/s;聲速在氣體中最小。在15 ℃的空氣中聲速是340 m/s,在常溫的水中聲速是1 500 m/s,在鐵棒中聲速是5 200 m/s。

        3 教學體會

        在此“聲音的產(chǎn)生與傳播”的教學設計中,我們設計了一系列有趣的物理實驗和學生感興趣的物理問題,引導學生在觀察實驗和解決問題的過程中形成學習興趣和創(chuàng)新能力,引導學生的心理品質(zhì)和物理知識達到同步發(fā)展。這個教學設計,我們已經(jīng)在岳陽市第十二中學八年級進行了教學實踐,得到了學生們的普遍好評。

        參考文獻:

        [1]人民教育出版社課程教材研究所,物理課程教材研究開發(fā)中心.物理(八年級上冊)[M].北京:人民教育出版社,2012:27-30.

        [2]李科敏,李奇云,等.教學設計要注重三維教學目標的和諧達成[J].物理教學探討,2015,33(10):69-71.

        [3]喻彬彬. “密度”的教學設計與三維教學目標的和諧達成[J].物理教學探討,2016,34(5):68-74.

        (欄目編輯 鄧 磊)

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