李佩寧

聲音是由于物體的振動(dòng)產(chǎn)生的波，波通過一定的傳播媒介，如空氣、水、木頭等，到達(dá)我們的耳朵，產(chǎn)生聲覺。在小學(xué)低齡段，并不要求掌握聲音的具體物理性質(zhì)和參數(shù)，但可以通過實(shí)驗(yàn)，對聲音的基本性質(zhì)產(chǎn)生一個(gè)概念上較為直觀的認(rèn)識(shí)。

一、課程重點(diǎn)

學(xué)生將會(huì)從實(shí)驗(yàn)中了解到，如同水、木頭等有實(shí)體的介質(zhì)，空氣也是一種介質(zhì)。但在空氣中傳播的聲音會(huì)因?yàn)檎駝?dòng)的不定向性，而迅速衰減。通過學(xué)生小組的團(tuán)結(jié)協(xié)作，發(fā)現(xiàn)管道可以防止聲音能量的消散，然后設(shè)計(jì)方案，動(dòng)手制作，鍛煉學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作解決實(shí)際問題的能力。

【涉及領(lǐng)域】工程、物理

【建議年級(jí)】小學(xué)中年級(jí)

【建議時(shí)間】120分鐘

【材料】硬紙（厚繪圖紙或者報(bào)紙）、紙杯、線、鋁箔紙、剪刀、膠帶

二、課程任務(wù)

教師先通過三個(gè)實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入聲音傳播規(guī)律的相關(guān)知識(shí)，然后讓學(xué)生制作一個(gè)設(shè)備，在不提高音量的情況下，能夠從一個(gè)教室向另一個(gè)教室傳遞消息。有的小組可能會(huì)制作線傳播的“土電話”，但是在遇到中間有墻的情況時(shí)，土電話就很難達(dá)成任務(wù)。而通過“聲音通道”，可以制作出更實(shí)用的“土電話”。請學(xué)生小組演示自己的作品，并比較兩種設(shè)計(jì)方式之間的異同點(diǎn)，從而更深入地理解聲音的性質(zhì)。

三、課程步驟

1.導(dǎo)入：聲音傳播的規(guī)律（40分鐘）

【實(shí)驗(yàn)一】教師站在教室正中說話，請前后左右四位學(xué)生進(jìn)行觀察記錄。首先是正常說話，然后將一本書卷成擴(kuò)音器形狀小聲說話。用相同的音量反復(fù)試驗(yàn)幾次，學(xué)生交換位置體會(huì)觀察。各小組討論：發(fā)生了什么現(xiàn)象？為什么會(huì)發(fā)生這樣的現(xiàn)象？教師可以用以下問題進(jìn)行引導(dǎo)。

（1）為什么正面聽到的聲音大，背后聽到的聲音小？

（2）為什么使用擴(kuò)音器以后，正面聽到的聲音更大，背后聽到的聲音更小了？

（3）這一現(xiàn)象反映了聲音的哪些基本性質(zhì)？

該實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚍从陈曇魝鞑サ囊粋€(gè)特點(diǎn)：聲音是向四周擴(kuò)散的，但如果使用擴(kuò)音器形狀的工具，把本來向四周擴(kuò)散的聲音進(jìn)行一定程度上的反射，可以將一部分聲音的能量集中在一個(gè)方向上，讓聲音傳得更遠(yuǎn)。

【實(shí)驗(yàn)二】請一位學(xué)生站在墻后，另一位學(xué)生站在同樣距離的沒有障礙物的前方，教師逐漸降低音量說話，要求學(xué)生在聽不見教師說話時(shí)舉手示意。交換位置再試一次。教師提問：障礙物能不能阻擋聲音的傳播？為什么墻后面能夠聽到聲音，但是聲音小很多？該實(shí)驗(yàn)反映了聲音傳播的另一特點(diǎn)：聲音能夠越過障礙物傳播，但是會(huì)消耗一部分能量。

【實(shí)驗(yàn)三】利用教學(xué)樓的樓梯扶手或類似的鐵欄桿，請一位學(xué)生把耳朵貼在扶手上，另一位學(xué)生站在他身邊，教師站在相隔幾層的樓上用硬物輕輕敲擊扶手，要求聽到聲音的學(xué)生立即舉手示意。交換進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。教師提問：為什么扶手里傳來的聲音更快并且更大？該實(shí)驗(yàn)反映了聲音傳播的又一特點(diǎn)：聲音傳播需要介質(zhì)?？諝馐且环N特殊的介質(zhì)，但聲音在固體中比在空氣中傳播得更快，能量損失更小。

三個(gè)實(shí)驗(yàn)完成后，教師通過圖片或視頻向?qū)W生展示：在沒有發(fā)明電話前，古人如何傳播聲音信息。而在生活中，也會(huì)遇到類似的現(xiàn)象，如醫(yī)生的聽診器可以聽到胸腔內(nèi)細(xì)小的聲音；在一些沒有電子設(shè)備的船內(nèi)，傳遞命令是通過一套管道系統(tǒng)。展示一些類似設(shè)備的圖片，請學(xué)生討論：這些設(shè)備如何幫助聲音傳播？總結(jié)每個(gè)圖片反映了聲音的哪些性質(zhì)。

2.宣布任務(wù)及評價(jià)量規(guī)（5分鐘）

【宣布任務(wù)】出示可以使用的材料，要求學(xué)生小組合作設(shè)計(jì)并制作一個(gè)聲音傳播裝置，要達(dá)成在一個(gè)教室說話而另一個(gè)教室可以聽到的效果。宣布任務(wù)后，呈現(xiàn)評價(jià)量規(guī)（見表1）。

3.工程設(shè)計(jì)和試制（15分鐘）

請各個(gè)小組進(jìn)行創(chuàng)意方案設(shè)計(jì)，并畫出設(shè)計(jì)圖。設(shè)計(jì)圖要考慮到實(shí)際尺寸和障礙物，詳細(xì)標(biāo)記在設(shè)計(jì)圖紙上。當(dāng)有小組設(shè)計(jì)完成后，要向教師匯報(bào)，并換取相應(yīng)材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

教師不應(yīng)將所有的材料一次性地發(fā)給學(xué)生，而應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的設(shè)計(jì)方案，與學(xué)生商討試制方案，然后要求學(xué)生首先制作一個(gè)試制品進(jìn)行試驗(yàn)。通過試驗(yàn)，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)當(dāng)前設(shè)計(jì)方案中存在的問題，提出修改方案，最后再進(jìn)行制作。

在試制過程中，教師應(yīng)進(jìn)行巡視，并用下列問題對學(xué)生進(jìn)行啟發(fā)。

（1）你們選擇用什么介質(zhì)來傳播聲音？

（2）在不同介質(zhì)中傳播聲音有什么異同？

（3）如何防止聲音在傳播中迅速減弱？

（4）打算怎么繞過障礙物？（教室之間的墻）

（5）這種設(shè)計(jì)能不能達(dá)成最終的要求？（障礙物情況；距離要求；效果要求）

在現(xiàn)實(shí)中，一次性完成一個(gè)大型工程的所有設(shè)計(jì)是不符合實(shí)際情況的，需要通過一系列的試驗(yàn)和驗(yàn)證，逐步修改原來的設(shè)計(jì)以達(dá)成更好的效果。通過試制，學(xué)生也將學(xué)會(huì)這種思維方式，通過承受挫折、解決困難來改進(jìn)設(shè)計(jì)和作品。

4.再設(shè)計(jì)和制作成品（30分鐘）

學(xué)生用修改好的最終方案，到教師處領(lǐng)取材料并進(jìn)行制作。對于制作完成的小組成品，教師要進(jìn)行測試，并記錄其表現(xiàn)形式和性能。測試方法可以是教師在一端說出一句話，學(xué)生報(bào)告聽到的內(nèi)容。

5.展示和總結(jié)（30分鐘）

在所有小組都完成實(shí)驗(yàn)后，給每個(gè)小組至少5分鐘的時(shí)間進(jìn)行展示。要求說明小組分工協(xié)作的情況、創(chuàng)意方案設(shè)計(jì)的過程、試制和設(shè)計(jì)方案的調(diào)整過程、成品的形式和性能，并適當(dāng)闡述成品的效果和應(yīng)用。

特別指出的是，有的小組可能會(huì)采用拉線紙杯的方案。而如果沒有小組使用這一方案，教師可以提前準(zhǔn)備一個(gè)，然后向全班演示。引發(fā)學(xué)生討論：這兩種聲音傳播方式有什么異同？收集全班的意見，在黑板上采用雙泡圖的形式進(jìn)行記錄。最后由教師補(bǔ)充完整。

（責(zé)任編輯 張慧籽）endprint