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八年級物理上冊聲現(xiàn)象教材分析 王磨學(xué)校 石利民第一章 聲現(xiàn)象（全章概述和課時建議） (一)全章概述 這一章主要是通過對生活、生產(chǎn)中豐富多彩的聲現(xiàn)象的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解：聲音是怎樣產(chǎn)生和傳播的?聲音有哪些特性?以及人們是怎樣利用和控制聲音的。通過這一章的學(xué)習(xí)，應(yīng)該使學(xué)生了解振動使物體發(fā)聲，聲音的傳播需要介質(zhì)，聲是一種波，頻率越高，音調(diào)越高；振幅越大，響度越大；實際中既要合理地利用聲音，同時也要有效地控制噪聲。這一章特別注意使學(xué)生了解聲音在生活(12、17、18、24、25等頁)、生產(chǎn)(13、27等頁)和社會(25、26、29頁)等方面的應(yīng)用和對人類生活的影響，教學(xué)中應(yīng)注意結(jié)合本地的實際情況，加強與實際的聯(lián)系，使學(xué)生獲得更多的實際知識，培養(yǎng)他們學(xué)習(xí)科學(xué)的樂趣。這一章的教學(xué)，很多處可以通過實驗和探究進行，使學(xué)生在學(xué)習(xí)知識的同時，培養(yǎng)他們的觀察能力、初步的探究物理規(guī)律的能力，以及應(yīng)用物理規(guī)律解釋簡單現(xiàn)象的能力等。(二)課時建議第一章 聲現(xiàn)象（全章概述和課時建議）(一)全章概述這一章主要是通過對生活、生產(chǎn)中豐富多彩的聲現(xiàn)象的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解：聲音是怎樣產(chǎn)生和傳播的?聲音有哪些特性?以及人們是怎樣利用和控制聲音的。通過這一章的學(xué)習(xí)，應(yīng)該使學(xué)生了解振動使物體發(fā)聲，聲音的傳播需要介質(zhì)，聲是一種波，頻率越高，音調(diào)越高；振幅越大，響度越大；實際中既要合理地利用聲音，同時也要有效地控制噪聲。這一章特別注意使學(xué)生了解聲音在生活(12、17、18、24、25等頁)、生產(chǎn)(13、27等頁)和社會(25、26、29頁)等方面的應(yīng)用和對人類生活的影響，教學(xué)中應(yīng)注意結(jié)合本地的實際情況，加強與實際的聯(lián)系，使學(xué)生獲得更多的實際知識，培養(yǎng)他們學(xué)習(xí)科學(xué)的樂趣。這一章的教學(xué)，很多處可以通過實驗和探究進行，使學(xué)生在學(xué)習(xí)知識的同時，培養(yǎng)他們的觀察能力、初步的探究物理規(guī)律的能力，以及應(yīng)用物理規(guī)律解釋簡單現(xiàn)象的能力等。(二)課時建議本章共分五節(jié)，建議6課時。第一節(jié)聲音的產(chǎn)生與傳播1課時第二節(jié)我們怎樣聽到聲音1課時第三節(jié)聲音的特性1課時第四節(jié)噪聲的危害和控制1課時第五節(jié)聲的利用1課時復(fù)習(xí)和總結(jié)1課時說明與建議章首圖及配文本章的章首圖是大象，并給這幅圖配了文字。這樣安排主要是為了引起學(xué)生的興趣。雖然大象的圖片不像其他一些圖(如編鐘、鑼鼓)更具有明顯的聲特征，但是由于立意比較新鮮、奇特，有意想不到的效果，對激發(fā)學(xué)生進一步學(xué)習(xí)和探究的欲望可能會有較好的作用。對章首圖文字中的問題，本書在第20頁交待了“大象可以用我們?nèi)祟惵牪坏降穆曇暨M行交流”的問題。此書各章前的章首圖及與之相配的文字主要是為了引起學(xué)生的興趣而編寫的，注意了與其他學(xué)科間的滲透。這部分內(nèi)容對學(xué)生沒有具體的教學(xué)要求，有些詞語個別學(xué)生不懂也無關(guān)緊要。本章內(nèi)容的引入可以從不同的角度、不同的方面來設(shè)計，不一定拘泥于課本。如果想從課本介紹的“大象是如何進行交流的?”角度引入，可以按下面的方式進行教學(xué)。學(xué)生看過課本第10頁大象的圖后，可讓學(xué)生思考、討論如下的問題：關(guān)于大象你了解多少?(大小、種類、生活習(xí)性等)你認(rèn)為大象之間如何進行交流?(多數(shù)學(xué)生可能只能說出大象用聲音交流，而提不出次聲的問題。如果學(xué)生提出大象可以用皮膚接觸進行交流也是對的。)讓學(xué)生閱讀課本第11頁的文字，然后讓學(xué)生討論、猜測“大象可以用人類聽不到的聲音進行交流”中的“聲音”指的是什么聲?還可提出如下的問題讓學(xué)生思考、討論：你知道還有哪些動物能產(chǎn)生人類聽不到的聲嗎?你知道哪些動物能聽到人類聽不到的聲嗎?然后告訴學(xué)生，這些問題學(xué)過這一章后就都可以解決了。閱讀指導(dǎo)“閱讀指導(dǎo)”可讓學(xué)生在學(xué)習(xí)之前，對這一章有個概括的了解，也可以在學(xué)過這一章之后讓學(xué)生以此為綱自己總結(jié)這一章所學(xué)的主要內(nèi)容。第一章 聲現(xiàn)象（一、聲音的產(chǎn)生和傳播）目 標(biāo)1、知識與技能通過觀察和實驗初步認(rèn)識聲音產(chǎn)生和傳播的條件。知道聲音是由物體振動發(fā)生的。知道聲音傳播需要介質(zhì)，聲音在不同介質(zhì)中傳播的速度不同。2、過程與方法通過觀察和實驗的方法探究聲音是如何產(chǎn)生的?聲音是如何傳播的?通過學(xué)習(xí)活動，鍛煉學(xué)生初步的觀察能力和初步的研究問題的方法。3、情感、態(tài)度與價值觀通過教師、學(xué)生雙邊的教學(xué)活動，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和對科學(xué)的求知欲望，使學(xué)生樂于探索自然現(xiàn)象和日常生活中的物理學(xué)道理。注意在活動中培養(yǎng)學(xué)生善于與其他同學(xué)合作的意識。說明與建議聲的產(chǎn)生聲現(xiàn)象豐富多彩，教材通過圖111中的四幅圖，從不同的方面給出了聲音產(chǎn)生的情況，意在給學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個情景，使學(xué)生可以就這幾幅圖或圖以外其他物體發(fā)聲的情況，談?wù)勎矬w發(fā)聲時都要振動的共同特征。教學(xué)中最好是組織學(xué)生互相討論、交流。課本圖111中左上圖人是通過聲帶的振動發(fā)聲的，右上圖主要是水撞擊石頭，引起空氣的振動發(fā)出聲音，右下圖青蛙是通過氣囊的振動發(fā)聲的，左下圖主要是工件和砂輪相互磨擦，引起工件和砂輪的振動發(fā)出聲音。探究 聲是怎樣產(chǎn)生的?在學(xué)生討論的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生動手做一些活動(如尺子振動發(fā)聲、聲帶振動發(fā)聲、擊打紙片發(fā)聲等)，來進一步探究物體發(fā)聲時的共同特征?；顒又袘?yīng)盡可能地發(fā)揮學(xué)生的主動性，最好讓學(xué)生自己想出做什么樣的活動，并觀察物體是怎樣發(fā)聲的。也可以將學(xué)生間的討論與探究聲音是怎樣產(chǎn)生的活動結(jié)合在一起展開教學(xué)，讓學(xué)生邊活動、邊探討，最后歸納出“聲音是由物體的振動產(chǎn)生的”結(jié)論。想想議議“想想議議”這個欄目中，應(yīng)該盡量讓學(xué)生互相交流。這里，如果學(xué)生能夠說一些新奇的關(guān)于發(fā)聲的現(xiàn)象，不僅可以調(diào)動學(xué)習(xí)的興趣，而且也是鍛煉學(xué)生交流能力的機會。若學(xué)生之間的討論調(diào)動不起來，教師也可提些有趣的發(fā)聲問題讓學(xué)生討論。例如“笑樹是怎么發(fā)出笑聲的?”(果實的外殼上面有許多小孔，經(jīng)風(fēng)一吹，殼里的籽撞擊殼壁發(fā)出聲音)“長頸鹿為什么總是那么安靜?”(長頸鹿沒有發(fā)聲器官)課本圖112中的蟬是通過腹部的發(fā)聲器官來發(fā)聲的。只有雄蟬才會鳴叫，因為雄蟬腹部有發(fā)音器，而雌蟬則沒有發(fā)音器，在腹部只有接收聲音的器官。圖11為雄蟬腹部發(fā)聲器官的結(jié)構(gòu)圖。雄蟬腹部下方有一層薄薄的發(fā)音膜，當(dāng)發(fā)音肌收縮時，引起發(fā)音膜振動，這些振動通過共鳴室的放圖11雄蟬腹部發(fā)聲器官的結(jié)構(gòu)大，最后發(fā)出非常響亮的聲音來。課本圖113是早期的“粗紋”唱片的表面放大圖，它記錄的振動是橫向的，唱片轉(zhuǎn)動時，唱針左右擺動?，F(xiàn)在還有一些唱機可以使用機械唱片，但是多數(shù)機械唱片都是“密紋”的，唱片上記錄的振動是縱向的，唱機工作時，唱針上下振動。聲音的傳播教學(xué)中應(yīng)使學(xué)生體會到，要想使聲音從發(fā)聲地傳播出去，必須要有傳播的載體介質(zhì)。教材對固、氣、液三態(tài)物質(zhì)傳聲的教學(xué)安排是，重點讓學(xué)生自己探究固體傳聲，教師演示氣體傳聲，學(xué)生設(shè)計液體傳聲。這樣安排是因為固體傳聲實驗易做，氣體傳聲實驗條件要求高。固體傳聲的實驗比較好做，關(guān)鍵是讓學(xué)生領(lǐng)悟到聲音可以在固體中傳播，聲音傳播需要介質(zhì)。探究用課桌做實驗的目的是器材易得，不會發(fā)生危險。這一章的“探究”相對后面的幾章而言比較容易，教學(xué)中應(yīng)注意讓學(xué)生體會探究問題的一般方法。演示空氣是傳播聲音的一種重要介質(zhì)，容易被人們忽視，所以教學(xué)中要做好空氣傳聲的實驗。學(xué)校如果有課本圖114所示的真空罩實驗儀，把響鈴的鬧鐘放在罩外和放在漸漸被抽空的真空罩內(nèi)，聽起來音樂聲的強弱有著明顯的不同，因而學(xué)生很容易理解“空氣是傳播聲音的一種重要介質(zhì)，真空不能傳播聲音”。如果鬧鐘的鈴聲不強或響的時間不夠長，可換用小收音機或電鈴。如果學(xué)校沒有真空罩實驗儀，也可讓學(xué)生自己做如圖12所示的實驗，來體驗真空不能傳播聲音。實驗做法如下：圖12真空不能傳聲把小鈴鐺拴在線上，線的上端穿出橡皮塞(如圖12甲所示)。照圖乙那樣，把橡皮塞塞到燒瓶上，然后搖動燒瓶，聽小鈴鐺此時的響聲。取下橡皮塞，向燒瓶中倒少許水，給燒瓶加熱，使燒瓶中水沸騰，大量水蒸氣涌出后，停止加熱，并迅速照圖乙那樣塞緊橡皮塞。冷卻一會兒，待燒瓶中水蒸氣大部分凝結(jié)，瓶中氣體稀薄時再搖動燒瓶，聽小鈴鐺此時的響聲。比較兩次鈴鐺響聲的強弱，可以明顯地感到氣體稀薄時響聲弱。由此可推得，真空不傳聲。課本圖116重在讓學(xué)生理解聲音也是一種波。波是物質(zhì)運動非常重要的一種形式，應(yīng)讓學(xué)生了解。這里將聲波與水波做類比，便于學(xué)生理解，同時也為后面用示波器顯示聲波的波形打下了基礎(chǔ)。想想議議對于學(xué)生設(shè)計液體傳聲的實驗要求不可過高，重點應(yīng)放在學(xué)生相互討論和實驗方案的提出上。液體傳聲的實驗可以將一振源(機械表、電鈴等)放在塑料袋里，然后把塑料袋密封后放在水里，看看水是否傳聲。聲速自然界中的許多現(xiàn)象可以說明聲音的傳播需要時間，例如回聲、雷電等。田徑比賽時，在遠(yuǎn)處先看到發(fā)令槍的煙霧，后聽到槍的聲音，也是很好的例子。關(guān)于速度的概念，盡管本書是放在后面講，但是學(xué)生在小學(xué)數(shù)學(xué)和科學(xué)中就已學(xué)過這一概念，因此一般性地使用速度這一概念是可行的。這一觀點和處理方法本書在后面還將用到，例如能量的概念也是直接使用的。物體的彈性好，聲音在其中傳播的速度就快。一般來說，在固、液、氣三種物態(tài)中，固體的彈性最好，氣體的最差，因此聲音在固體中傳播得最快，在氣體中傳播得最慢。小數(shù)據(jù)中，銅、鋁和鐵后面都標(biāo)有(棒)的字樣，這是因為一般來說金屬有兩種聲速，一種是在有限棒中傳播的速度，一種是在無限大金屬中傳播的速度。銅(棒)、鋁(棒)和鐵(棒)后面的聲速值給出的就是聲音在有限棒內(nèi)傳播速度的大小。想想做做對“想想做做”中說的“每組想出一個測量聲速的方法”，不要誤解為每組的方法必須是不同的。其實初中階段學(xué)生也只能想出類似測量發(fā)令槍的發(fā)令地點到觀測地點的距離，以及看到發(fā)令槍發(fā)令時的煙霧到聽到槍聲的時間的方法來測量聲速。當(dāng)然如果學(xué)生想出類似用鐵錘擊打鋼板、鐵片等，然后測量鐵錘落下和聽到鐵錘擊打鋼板的聲音的時間，再測量擊打點到測量點的距離的方法來測聲速也應(yīng)該給予鼓勵。動手動腦學(xué)物理1、學(xué)生想出的辦法只要能說明桌子是振動的就可以。比如在桌子上固定一個彈性較好的細(xì)棍，當(dāng)用手敲桌子時，就可以看到細(xì)棍振動，可以說明桌子是振動的。2、此題是一個開放性的問題。首先在實際中聲音是不可能從北京傳播到上海的，這里題目的設(shè)問，只是一種假設(shè)。另外聲速、北京到上海的距離、火車的速度、大型噴氣式客機的飛行速度等數(shù)據(jù)，都沒有直接告訴學(xué)生，需要學(xué)生自己查找數(shù)據(jù)。實際上，由于這種計算不必太精確(也不可能太精確)，根據(jù)查找到的數(shù)據(jù)，或者自己知道大致的數(shù)值，最后估算即可。如果學(xué)生對火車和飛機從北京到上海的時間是直接查到或自己知道的，也是允許的。有關(guān)數(shù)據(jù)如下：北京到上海的鐵路線距離約為1500km(實為1463km)北京到上海的航線距離約為1200kmK14(北京上海）快車平均每小時運行105km737客機平均每小時行駛約600km3、會聽到兩次敲打的聲音，一次是從鐵管中傳來的，一次是從空氣中傳來的。第一章 聲現(xiàn)象（二、我們怎樣聽到聲音）目 標(biāo)1、知識與技能了解人類聽到聲音的過程。知道骨導(dǎo)的原理了解雙耳效應(yīng)及其應(yīng)用。2、過程與方法通過實驗和生活經(jīng)驗，體驗人是如何聽到聲音的。3、情感、態(tài)度與價值觀學(xué)會關(guān)心他人，特別是關(guān)心殘疾人。說明與建議學(xué)過聲音的產(chǎn)生與傳播之后，學(xué)習(xí)我們自己是如何聽到聲音的，非常必要。體現(xiàn)了物理是“生活中的物理”，是“身邊的物理”的思想。人耳的構(gòu)造學(xué)生在初中一年級下學(xué)期的生物課上，已經(jīng)從生理學(xué)的角度學(xué)習(xí)了人耳的結(jié)構(gòu)。物理課中要充分利用學(xué)生已有的知識，重點學(xué)習(xí)聲音傳播的“物理過程”。一般來說，耳聾分兩類。一類是神經(jīng)性的，是由于聽覺神經(jīng)損壞而引起的；一類是非神經(jīng)性的，是聲音的傳導(dǎo)發(fā)生了障礙(如耳膜損壞)而引起的。前者不易治愈，后者比較容易治療。人耳的構(gòu)造非常奇妙，其中有非常典型的物理原理的利用。例如與耳膜相連的聽小骨就是利用杠桿的原理來放大聲音的。想想做做這個實驗最好兩個學(xué)生一組，輪換聽音叉的聲音。如果音叉數(shù)量有限，也可用少數(shù)的音叉輪流做此實驗，盡可能讓所有的學(xué)生都能親自感知這個實驗。骨傳聲的實驗，把發(fā)聲的音叉放在牙齒上體驗，實驗的效果最好。其他的幾個實驗，由于音叉不直接跟骨頭相接觸，所以“聽”到的聲音較弱?？茖W(xué)世界雙耳效應(yīng)對于理解立體聲有很好的作用。這部分內(nèi)容可讓學(xué)生自己查找資料，然后開個小研討會，說說雙聲道和多聲道是怎么回事，實際中是如何實現(xiàn)的。兩只耳朵可以分辨聲源的方向主要有三方面的原因。一是對同一聲音，兩只耳朵感受到的強度的不同。假如聲源在右方，則右耳聽到的聲音就比左耳強。這種響度的差別，在實踐中就形成了辨別方向的感覺。這時，我們會轉(zhuǎn)動頭顱，直到兩耳聽到同樣的響度為止，此時聲源便處在我們的正前方或正后方。二是對同一聲音，兩只耳朵感受到的時間有先后。假如聲源在右方，右耳比左耳離聲源近，聲音傳來，右耳先聽到，左耳后聽到。這個聲音到達(dá)右耳和左耳的時間差別，同樣在實踐中形成了聲源方向的感覺。時間差別越大，越易辨別，感覺越準(zhǔn)確。在這一點上，大象比人更有利，因為它的兩只耳朵間的距離比人的大得多。三是對同一聲音，兩只耳朵感受到的振動的步調(diào)有差別。由于聲音傳到兩耳有時間差別，因而兩耳感受到的振動的步調(diào)也就不同，這樣就會引起方向感。不過這種情況對低頻聲音較為有效，因為高頻聲音振動快，在兩耳聽音的時間差內(nèi)很可能聲音又振動了一個或幾個全周期，這時兩耳感受到的振動步調(diào)又是一致的了，而低頻聲音的周期長，較難得到同步。動手動腦學(xué)物理1、有些收音機沒有“STEREOMONO”開關(guān)，但多數(shù)立體聲收音機有此開關(guān)。盡可能讓學(xué)生觀察，并做此實驗，體驗立體聲和非立體聲的不同。如果耳機不是立體聲的，將開關(guān)放在MONO位置聽到的聲音較靈敏。2、此題主要是讓學(xué)生開放式地學(xué)習(xí)，看看物理知識在實際中的應(yīng)用。助聽器普及的原因應(yīng)該是多種的，比如質(zhì)量越來越好，人們的經(jīng)濟實力逐步提高等。這類題應(yīng)該沒有統(tǒng)一的答案，只要學(xué)生做了這方面的調(diào)查，就應(yīng)給予肯定。第一章 聲現(xiàn)象（三、聲音的特性）目 標(biāo)1、知識與技能了解聲音的特性。知道樂音的音調(diào)跟發(fā)聲體的振動頻率有關(guān)，響度跟發(fā)聲體的振幅有關(guān)。不同發(fā)聲體發(fā)出樂音的音色不同。2、過程與方法通過做“音調(diào)與頻率有關(guān)的實驗”和“響度與振幅有關(guān)的實驗”進一步了解和學(xué)習(xí)物理學(xué)研究問題的方法。3、情感、態(tài)度與價值觀體會現(xiàn)實世界物體的發(fā)聲是豐富多彩的，更加熱愛世界，熱愛科學(xué)。說明與建議聲音的特性這一節(jié)比較重要。通過這一節(jié)的學(xué)習(xí)，應(yīng)該使學(xué)生了解頻率的大小決定音調(diào)的高低；振幅的大小決定聲音的響度；音色決定聲音的品質(zhì)。在學(xué)習(xí)這些物理知識的同時，要注意讓學(xué)生體會探究這些物理規(guī)律的方法，以及這些物理規(guī)律在實際中的應(yīng)用。音調(diào)探究音調(diào)的探究實驗并不難做，器材也比較易得。實驗時，按尺子的手要用力，使尺子比較緊地壓在桌面上。另外要提醒學(xué)生注意觀察尺子露出桌面長短不同時，振動快慢的不同。如果學(xué)生基礎(chǔ)比較好，也可只提出問題，至于用什么方法探究、規(guī)律如何，都由學(xué)生自己完成。這樣更能培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。課本中的這個實驗比較易做，學(xué)生活動好開展。如果學(xué)校有發(fā)音齒輪，也可用發(fā)音齒輪做頻率不同、音調(diào)不同的實驗。由振動快慢不同，音調(diào)不同，引出頻率的概念。再由人耳聽到聲音的頻率范圍，引出超聲波和次聲波的概念。這樣就可以聯(lián)系本章章題圖中的大象應(yīng)用次聲波來進行交流的現(xiàn)象。人能聽到聲音的頻率為20Hz20000Hz，其中最敏感的頻率2000Hz3000Hz。老年人的聽覺隨著年齡而衰退，能聽到的頻率約為50Hz12000Hz。人的歌唱聲的頻率不同，大約男低音的頻率為60Hz，女高音的頻率為2500Hz，通常男子說話聲的頻率為95Hz142Hz，而女子說話聲的頻率為272Hz553Hz。關(guān)于超聲波和次聲波的資料很多，教師可引導(dǎo)學(xué)生交流。教學(xué)中也可以向?qū)W生補充有關(guān)的知識，例如海豚是如何利用超聲波的，動物在地震前的一些異常反應(yīng)與次聲波的關(guān)系等。演示觀察聲波的波形的演示實驗，主要目的是讓學(xué)生比較形象地認(rèn)識聲波，同時引起他們學(xué)習(xí)的興趣。這個實驗，最好是先讓學(xué)生通過示波器觀察兩個頻率不同的音叉發(fā)出聲音的波形，獲得具體的感性認(rèn)識，使學(xué)生獲得不同頻率的聲音在波形上是怎么表現(xiàn)的。然后再將學(xué)生發(fā)出的聲輸入示波器中，讓學(xué)生觀看不同同學(xué)發(fā)出聲音的波形，進而比較男女學(xué)生聲音波形的不同。一般來說，女同學(xué)的音調(diào)比男同學(xué)的高，波形就密一些。想想議議蝴蝶的翅