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        基于核心素養(yǎng)的物理教學(xué)

        2024-06-28 11:59:45陳占民
        新課程·上旬 2024年11期
        關(guān)鍵詞:鋸條傳播速度試管

        陳占民

        隨著教育改革的不斷推進(jìn),我國基礎(chǔ)教育的目標(biāo)已轉(zhuǎn)化為培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力、實(shí)踐應(yīng)用能力、科學(xué)精神和創(chuàng)新能力,以及合作交流能力和正確的價(jià)值觀,全面促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展,培養(yǎng)具備競爭力和適應(yīng)未來社會(huì)需求的人才。這不僅有助于學(xué)生的個(gè)人成長,也為社會(huì)的進(jìn)步和可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

        【教材分析】

        滬科版八年級物理第三章“聲的世界”包括三節(jié)內(nèi)容,本章主要探討聲音產(chǎn)生的原因及傳播條件,講述聲音的分類、特征(音調(diào)、響度、音色),以及噪聲的防治,最后介紹了超聲、次聲在現(xiàn)在技術(shù)中的應(yīng)用。第一節(jié)課“聲音的產(chǎn)生與傳播”在本章起到至關(guān)重要的作用,它既是學(xué)生學(xué)習(xí)聲學(xué)的基礎(chǔ),又為后續(xù)學(xué)習(xí)聲音的特征、超聲與次聲作鋪墊。這節(jié)課通過將學(xué)生熟悉的生活情境引入物理知識的探究中,讓學(xué)生親身體驗(yàn)科學(xué)探究的過程,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。

        【教學(xué)過程】

        一、動(dòng)手制作玩具,導(dǎo)入新課

        學(xué)生活動(dòng):教師教學(xué)生制作一個(gè)小玩具:先用剪刀裁一個(gè)長18 cm,寬6 cm的矩形紙張,用膠帶做成一個(gè)圓形紙筒,再用膠帶把掃帚下的塑料絲斜著固定在圓筒的一側(cè),這樣就做好了。我們把做好的“小玩具”放在正在唱歌的音箱上,可以看到“小玩具”紙筒旋轉(zhuǎn)起來。音箱停止唱歌,“小玩具”紙筒不再旋轉(zhuǎn)??吹竭@種現(xiàn)象,學(xué)生感到很驚奇!

        教師提出問題:紙筒為什么會(huì)旋轉(zhuǎn)?音箱停止唱歌,紙筒不再旋轉(zhuǎn),又為什么呢?

        學(xué)生回答:歌聲讓紙筒旋轉(zhuǎn)。

        教師:音箱發(fā)出的歌聲是怎樣產(chǎn)生的?

        二、新課教學(xué)

        (一)聲音的產(chǎn)生

        教師:請你將一只手放在桌面上,用另一只手拍打桌面,桌面發(fā)出聲音,桌面上的手有什么感覺?

        學(xué)生:有振動(dòng)的感覺。

        教師繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生:把手掌放在喉部,大聲地說:“我要好好學(xué)習(xí),報(bào)效祖國!”說話時(shí)你的手掌有什么感覺?

        學(xué)生:喉部在振動(dòng)。

        由此得出結(jié)論:聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的。

        教師播放課件上的視頻:“小溪流水”“五星紅旗在風(fēng)中飄揚(yáng)”。

        教師:我們能聽到溪水流動(dòng)的聲音嗎?聲音是怎樣產(chǎn)生的?

        學(xué)生回答:能聽到潺潺的流水聲,聲音是水在流動(dòng)過程中振動(dòng)發(fā)出的。

        教師:紅旗在風(fēng)中飄揚(yáng),我們能不能聽到聲音?它又是怎樣產(chǎn)生的?看到這種畫面,聽到這種聲音,我們又想到了什么?

        學(xué)生:我們能聽到紅旗在風(fēng)中飄動(dòng)的聲音,是風(fēng)吹紅旗振動(dòng)發(fā)出的。

        教師:在生活中你還見過哪些現(xiàn)象能說明聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的?

        學(xué)生積極討論思考,紛紛舉手回答:彈古箏時(shí),撥動(dòng)箏弦,箏弦在振動(dòng),古箏發(fā)出優(yōu)美的聲音;秋天,凜冽的寒風(fēng)吹在樹葉上,會(huì)發(fā)出“嘩啦啦”的聲音,說明風(fēng)吹樹葉,樹葉振動(dòng)發(fā)聲;蜜蜂飛行時(shí),發(fā)出“嗡嗡”聲,是蜜蜂翅膀振動(dòng)發(fā)出的聲音;用嘴吹哨子,哨子發(fā)聲,是哨子內(nèi)的空氣柱振動(dòng)發(fā)聲;用棍棒敲杯子時(shí),杯子振動(dòng)發(fā)聲;走路時(shí),腳踏地面振動(dòng)發(fā)聲……

        教師:很好!同學(xué)們很棒!每個(gè)學(xué)生再做一個(gè)實(shí)驗(yàn)。拿起我們桌面上的鋸條,一端用手按在桌面上,撥動(dòng)鋸條,鋸條發(fā)出悠揚(yáng)的聲音,如果用手按在正在發(fā)聲的鋸條上,同學(xué)們猜猜看有什么現(xiàn)象發(fā)生。

        學(xué)生猜想。

        教師:通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證一下,看看結(jié)果與你的猜想是否一致,這說明了什么?

        學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)探究后回答:鋸條的聲音停止,這是因?yàn)槁曇羰怯捎阡彈l振動(dòng)產(chǎn)生的,如果把手按在鋸條上,鋸條就停止振動(dòng),聲音隨之消失!這充分說明聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的。

        (二)聲音的傳播

        教師提出問題:聲音是如何傳到我們耳朵的呢?

        學(xué)生猜想。

        實(shí)驗(yàn)探究:

        1.學(xué)生每4人為一小組,每個(gè)小組內(nèi)的學(xué)生協(xié)作完成實(shí)驗(yàn):把試管豎直固定在鐵架臺上,用細(xì)線系住發(fā)聲的音樂芯片,放入試管中(音樂芯片不得與試管接觸),用帶孔的塞子塞緊試管,把注射器活塞推到底部,再把注射器的嘴插入塞孔中,使其嚴(yán)密連接,聽一下此時(shí)音樂芯片發(fā)出的聲音大小。再用注射器向外抽氣,聽一下聲音有什么變化?繼續(xù)抽氣,聲音又會(huì)怎樣變化?為什么會(huì)有這種現(xiàn)象產(chǎn)生呢?再把注射器內(nèi)的空氣壓進(jìn)試管內(nèi),聲音又有什么變化?

        各個(gè)小組的學(xué)生認(rèn)真自主探究實(shí)驗(yàn),教師巡視,發(fā)現(xiàn)問題,及時(shí)糾正。

        學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后回答:用注射器向外抽氣,音樂芯片聲音越來越小,是由于試管中的空氣越來越少。再把注射器內(nèi)的空氣壓進(jìn)試管內(nèi),音樂芯片聲音越來越大,是由于試管中的空氣越來越多,說明空氣能傳播聲音。

        教師繼續(xù)提問:假如把試管內(nèi)的空氣都抽凈,我們還能不能聽到聲音了?

        學(xué)生回答:不能聽到音樂芯片的聲音了,說明聲音在真空中不能傳播。

        2.課件播放視頻“水中芭蕾”。水中芭蕾是一種獨(dú)特而美妙的表演形式,它將經(jīng)典芭蕾舞與水中的優(yōu)雅和流動(dòng)性結(jié)合在一起。在水中芭蕾中,舞者們在一個(gè)裝有水的舞臺或游泳池中表演舞蹈動(dòng)作。

        教師提出問題:水中的表演人員在岸上的音樂聲中起舞,整齊劃一,說明了什么?

        學(xué)生思考后回答:水中的表演人員在水中能聽到岸上的聲音,說明水中能傳播。

        教師:你們能用課桌上的器材探究水能傳聲嗎?哪位同學(xué)能把你的探究方案講一下?

        教師引導(dǎo)學(xué)生,討論交流后回答:把發(fā)聲的音樂芯片用塑料薄膜包裹嚴(yán)密,用細(xì)線系住懸于水中,我們?nèi)绻茉谒媛牭揭魳沸酒l(fā)出的聲音,說明水能傳聲。

        教師:生活中還有哪些現(xiàn)象說明水能傳聲?舉例說明。

        學(xué)生回答:釣魚時(shí),大聲喧嘩會(huì)驚嚇魚群;游泳時(shí)潛入水中能聽到岸上同伴的講話聲。

        3.教師講故事:小明家住在30多層的高層小區(qū)。星期天,小明在家寫作業(yè),由于家的門窗封閉得好,室外的講話聲、車輛轟鳴聲等都聽不到,在這樣的環(huán)境中做作業(yè)小明不會(huì)受到影響。突然刺耳的聲音傳來,小明感到很驚奇,這個(gè)聲音來自哪里呢?放下作業(yè)就去查看,結(jié)果發(fā)現(xiàn)是樓頂?shù)墓と嗽诖蜚@,小明百思不得其解,為什么離他家比較近的汽車鳴笛聲聽不到,而頂樓離他家很遠(yuǎn),聲音卻聽得很清晰呢?

        學(xué)生思考后回答:聲音是沿著樓體傳下來的,固體能傳播聲音。

        教師提出:能不能用身邊的課桌探究一下。

        學(xué)生兩兩合作,在教師的指導(dǎo)下自主探究。

        課件播放視頻:2022年神舟十四號航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲在短短三個(gè)月內(nèi)執(zhí)行三次出艙任務(wù)的畫面。

        教師提出問題:出艙后太空中的航天員能不能像我們在教室內(nèi)一樣對話?在太空艙內(nèi)又怎樣對話?

        學(xué)生思考后回答:太空中是真空,沒有空氣,可以利用電子通信設(shè)備進(jìn)行通話。在太空艙內(nèi),里面充滿空氣,可以像我們地球上一樣面對面講話。

        師生共同總結(jié):通過前面的學(xué)習(xí),我們知道聲音在真空中不能傳播,在氣體、液體、固體中可以傳播。它們都可以作為傳聲介質(zhì)。

        (三)聲速

        教師:聲音在氣體、液體、固態(tài)中傳播速度都相同嗎?

        學(xué)生活動(dòng):自行閱讀課本,查看課本中提供的速度數(shù)據(jù),了解聲音需要通過物質(zhì)傳播,不同物質(zhì)的傳播速度不同。一般來說,聲音在空氣中的傳播速度最慢,其次是液體,在固體中的傳播速度最快。聲音的傳播速度除了與物質(zhì)有關(guān)外,溫度對聲音的傳播速度也有顯著影響。

        教師:除了傳播介質(zhì)之外,影響聲速的主要因素還有哪些?

        學(xué)生:除了介質(zhì)的狀態(tài)之外,介質(zhì)的溫度也是影響聲音傳播速度的一大重要因素。一般來說,溫度越高,聲音的傳播速度越快;反之,溫度越低,聲速也越慢。

        教師繼續(xù)提問:相信同學(xué)們對聲音的傳播速度已經(jīng)有了一些簡單的認(rèn)識,那么接下來大家討論一下聲速在實(shí)際生活中有哪些應(yīng)用?

        學(xué)生積極討論,并紛紛舉手回答:聲速最常見的應(yīng)用就是測量距離,我們經(jīng)常用到的超聲波測距儀就是利用聲波反射回波的時(shí)間來計(jì)算物體的距離,如可以用它測量車子和墻壁的距離,這樣就不會(huì)撞車了;在海洋里,聲吶系統(tǒng)用于測量水深和探測水下物體的位置……

        教師總結(jié):超聲波測距儀和聲吶都是用于測量距離的典型應(yīng)用。除此以外,聲速還在氣象預(yù)報(bào)、醫(yī)學(xué)成像、工業(yè)檢測等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。總的來說,聲速在我們生活的各個(gè)角落都扮演著重要的角色。

        (四)回聲

        學(xué)生活動(dòng):閱讀信息窗——天壇回音壁。其特殊設(shè)計(jì)使得聲音在墻上產(chǎn)生回音和傳輸?shù)男Ч?。?dāng)你站在墻的一端,面向墻壁大聲說話或發(fā)出聲音,聲音會(huì)沿著曲線反射,并在墻的另一端清晰地回響。這種回音效應(yīng)使得你可以在一端聽到來自另一端的聲音,產(chǎn)生有趣的聲音交互和反射。天壇回音壁是中國古代智慧的杰作,它的存在讓學(xué)生對古代文化的卓越成就贊嘆不已,并激發(fā)了他們對科學(xué)的好奇心和對學(xué)習(xí)的熱情。這種涉及聲學(xué)的奇妙建筑為學(xué)生打開了探索科學(xué)世界的大門,鼓舞著他們積極學(xué)習(xí)物理學(xué)和其他學(xué)科,拓寬他們的知識視野,培養(yǎng)他們的科學(xué)素養(yǎng)和文化修養(yǎng)。

        【教學(xué)反思】

        本節(jié)課中,我讓學(xué)生自制玩具,并將其放置在發(fā)聲的音箱上,小玩具旋轉(zhuǎn)起來,引出新課。這樣的導(dǎo)入方法既鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力,又能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,讓他們在玩中學(xué)習(xí),實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)與娛樂的結(jié)合。這種教學(xué)方式符合核心素養(yǎng)下的新課改思想,注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)造力。

        在教學(xué)過程中,教師將愛國主義教育、情感教育、環(huán)境保護(hù)與物理課堂教學(xué)相結(jié)合。在探究聲音產(chǎn)生時(shí),學(xué)生用手按在發(fā)聲的鋸條上,鋸條聲音停止,進(jìn)一步驗(yàn)證了聲音產(chǎn)生的原因。這樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)既培養(yǎng)了學(xué)生思維的全面性和逆向思維,還讓他們能夠通過實(shí)際操作理解聲音產(chǎn)生的原理。

        此外,在探究聲音在空氣和真空中傳播時(shí),沒有使用傳統(tǒng)的“聲音演示儀”(實(shí)驗(yàn)室僅有一個(gè)供教師演示用的“聲音演示儀”),而是創(chuàng)造性地運(yùn)用鐵架臺、試管、注射器和音樂芯片等器材,讓學(xué)生親自參與到實(shí)驗(yàn)探究中去。這種創(chuàng)新的方式能夠激發(fā)學(xué)生的探究欲望,提高他們的實(shí)驗(yàn)效果和參與度。

        不足之處:

        1.在用課桌探究固體能傳播聲音時(shí),參與實(shí)驗(yàn)的學(xué)生過多,學(xué)生拍桌子聲音過大,桌子長度過短,誤把沿空氣傳播的聲音當(dāng)作沿桌面?zhèn)鞑サ穆曇?,?shí)驗(yàn)效果不是太好。做該實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)控制聲音的大小或增長固體的長度。(如用長竹竿代替桌面)

        2.在探究聲音在真空中不能傳播時(shí),有個(gè)別小組注射器嘴與試管塞孔封閉不好,還有些同學(xué)在實(shí)驗(yàn)時(shí)音樂芯片與試管接觸了,抽氣前后聲音變化不是太明顯。因此實(shí)驗(yàn)前應(yīng)檢查其氣密性,實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)規(guī)范操作。

        (作者單位:安徽省碭山縣第六中學(xué)〈民族學(xué)?!担?/p>

        編輯:溫雪蓮

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