声音的产生和传播(1)

郑昕

（衢州市兴华中学）

【课标解读】

本节课属于《课标》的核心概念“3.物质的运动与相互作用”的相关内容。《课标》要求学生知道声音的产生和传播的条件，关注声、光、电、磁等技术改变生产生活的典型案例。根据此要求，活动和探究是本节课的主要学习手段，归纳总结声音产生的条件以及通过实验推理声音传播的条件是本节课主要的学习内容。

【教材分析】

从知识结构看，“声音的产生和传播”是继冷热觉、触觉、味觉、嗅觉对环境感知的学习之后，学生学习听觉、察觉世界的知识基础；从认知结构看，“声音的产生和传播”是后续学习光、区别声波与光波传播条件的不同、了解波在信息传播中作用的前提；从思维结构看，“声音的产生和传播”是经历有意义的思维，促进分析、归纳、推理、总结等思维成长的的重要载体。

本节课在知识层面的要求不高，要求学生以实验探究的方式进行学习，通过观察、操作、体验的方式得出结论，培养学生的观察能力和分析总结能力，保持学生探索科学知识的热情，提高学生学习的兴趣。

学习重点：声音产生的原因和传播的条件。

学习难点：对声音的产生及声音的传播需要介质的探究；转换法、科学推理等研究方法在探究中的应用。

【学情分析】

学生在生活中已经积累了大量与声音有关的感性认识，但是对于“声音为什么会产生？人们为什么会听到声音？”大多数学生并不清楚。大多数学生有着较强的好奇心和求知欲望，对于实验呈现出较强烈的兴趣。在教师的帮助下，学生能够利用简单的仪器，进行独立思考，经历科学探究过程。

然而，学生以形象思维为基本思维方式，逻辑思维及科学探究的能力还有所欠缺，时常会感到所学知识与生活现象存在较大差距。物体的微小振动不容易观察，学生仅仅依靠日常生活感受很难理解。对“声音的传播需要介质”认识不足，使得声音产生的条件、声音传播需要介质的探究成为学生学习时的难点，需要教师给予方法上的引导、思维上的锻炼。

【学习目标】

科学观念：①知道声音是由于物体振动产生，具有将科学与实际相联系的意识。②了解声音的传播需要介质，真空不能传声，固体、液体、气体都可以作为传声的介质，能从科学的视角描述和解释比较简单的自然现象。

科学思维：在观察的基础上质疑提问，在实验的基础上进行科学论证，通过比较、归纳、推理等思维过程，提高思维的辩证性及逻辑性。

探究实践：①运用转换法、对比实验、控制变量实验等科学方法，探究声音产生和传播的条件。②学会依据客观事实进行科学论证的方法。

态度责任：培养用事实说话，尊重客观事实，并经历实事求是获取和评价科学结论的过程。

【教学环节】

一、聚焦挑战问题

播放《天宫课堂》视频。

提问：声音是从哪里来？

针对提问，学生表达自己的看法：声音是宇航员发出的；声音是音箱发出的。

问题1：声音是如何产生的？

问题2：声音又是如何传播到我们耳中的？

设计意图：从天宫课堂引出本节课需要解决的中心问题，贴近生活，使学生感到亲切。宇航员发出的声音能否在太空中传播自然而然地激起学生的探究欲。

二、激活旧知

任务1 提供钢尺、橡皮筋、笔帽、装有水的水槽、纸杯等器材。学生尝试用各种方式使其发声。

学生用敲打、弹拨、碰撞、摩擦、吹奏、倾倒等方式制造声音。

提问：发声的物体可以有哪些状态？物体发出声音时有何共同的特点？

设计意图：以自主探究的形式，使学生充分结合生活经验，体验固、液、气等状态的物体均可以发出声音，以及使物体发声的各种方式。以此为起点，引发学生进一步思考：物体发出声音时有何共同的特点？

三、加工展示新知

1.实践体验，寻求共性

活动1：学生说话，同时触摸声带。

学生交流：声带振动，发出声音。

学生代表上台演示并说明：正在发声的物体都在振动，固体、液体、气体振动都可以发声，声音的产生是由于物体在振动。

教师总结：正在发声的物体叫作声源。

设计意图：教师引导学生在玩中探索知识，并利用同类事物的比较，发现同类事物共同的特点，抽象概括出事物的本质特征，总结归纳出振动是物体发声的本质特征：一切发声的物体都在振动。

2.对比实验，强化本质

教师演示1：敲打音叉发出声音，停止敲打后仍余音袅袅。

提问：余音袅袅的音叉在振动吗？如何让其立即停止发声？

针对提问，学生演示：用手握住音叉，音叉停止发声。

教师引导学生说出手的感受：触摸到发声的音叉在振动，握住音叉后音叉停止振动，同时停止发声。

任务2 请设计实验，让全班学生都能感知到发声的音叉在振动。

教师引导学生设计实验：借鉴乒乓球在振动的音箱上跳动，可采用转换法设计实验；可采用对比实验比较发声的音叉与不发声的音叉是否振动。

教师演示2：将发声的音叉放入水中，观察到水花四处飞溅；对不发声的音叉进行同样的实验，则无水花。

教师演示3：将发声的音叉靠近静止的乒乓球，观察到乒乓球被弹开；对不发声的音叉进行同样实验，则乒乓球未被弹开。

教师小结：生活中很多物体，发声时振动非常不明显，以至于我们很难观察到，但是这些物体同样是通过振动而发出声音的。

设计意图：采用任务驱动、问题导向的策略，引导学生交流讨论，把不易观察的发声体的振动转换为易观察的现象，使学生体会转换法和对比实验方法的应用，促进学生科学思维的发展，同时纠正了学生“敲打是物体发声的原因”的错误前概念，强化了“振动是物体发声的本质”的科学认识。

3.实验推理，认同介质

提问：宇航员在空间站或者月球上可以正常发声吗？可以正常交谈吗？

学生针对提问表达自己的观点：无论在空间站还是在月球上，宇航员的声带都可以正常振动，所以能正常发声。但因为没去过太空，不能确定是否可以正常交谈。

资料卡

(1)空间站里有空气。在太空空间站，宇航员呼吸的氧气主要通过两种方式产生：一种是直接携带地面氧气罐；另一种是通过空间站内的化学反应生成。

(2)月球上没有空气。月球上有氨气或氢气，但是极为稀薄，约为地球上空气密度的一万亿分之一，因此月球表面约等于没有空气。

任务3 设计实验探究没有空气，声音是否可以传播。

(1)如何制造真空环境？

(2)如何判断声音是否可以传播？

(3)能否制造绝对真空环境？

(4)如何得知真空中是否可以传播声音？

活动2：将一只电铃放在密封的玻璃罩内（见图1），接通电源，使电铃发声，逐渐抽出玻璃罩内的空气，听听声音有什么变化（见表1）。

发现：罩内空气量越少，听到的声音越弱。

推论：真空不能传播声音。

预测：如果打开玻璃罩阀门，向罩内缓缓放入空气，听到的铃声会如何变化？

结论：空气可以传播声音。

学生交流：在空间站，由于是有空气的，因此宇航员讲话交流和在地球上没有太大的差别。在月球上，由于近似真空状态，没有介质，即使两个人在对面大喊，也不会听到彼此的声音，需要借助无线电交谈。

设计意图：以具体问题为牵引，培养学生设计实验方案的能力，并通过观察、思考、交流和总结，培养观察能力、逻辑思维能力、交流表达能力和归纳总结能力。

4.科学论证，认识介质

教师追问：液体、固体能否传播声音呢？请举实例证明。

学生举例：在水槽里敲打石头，仍能听到声音；岸上的声音会惊动水中的鱼；贝多芬“听”音……

教师演示：将播放音乐的手机放入水中，在悬浮状态中，人能听到声音。

结论：液体可以传播声音。

活动3：

(1)把两张课桌紧紧挨在一起。一位学生用指腹轻敲桌面，另一位学生把一只耳朵紧贴在另一张桌面上倾听，用手堵上另一只耳朵，能听到敲击声吗（见图2）？

(2)将两张桌子分开一条小缝，重复以上实验，能听到敲击声吗（见图2）？

结论：固体可以传播声音。

学生归纳小结：声音的传播需要介质。声音既可以在气体中传播，也可以在固体和液体中传播，但不能在真空中传播。

设计意图：引导学生由现象到本质研究问题，直观地感知声音传播的介质具有普遍性，气体、液体、固体都可以传播声音，但不同的介质对声音的传播又有着特殊性，为下一课时学习声音传播的速度做铺垫。同时培养学生严谨求实的科学态度。

四、尝试应用新知

活动4：

(1)利用“土电话”通话。

(2)在用“土电话”时，让一位学生用手捏住线上的某一部分。

教师引导学生观察现象并分组讨论现象产生的原因。

教师追问：在空间站或月球上能否利用“土电话”通话？

教师引导学生讨论，运用声音传播的条件分析说明。

释疑：回到最初提出的问题，我们听到的天宫课堂的讲课声音是由宇航员的声带振动产生的，再通过空间站的空气传播到无线通信装置，该装置会将声音信号转换为电磁波信号，而电磁波信号是可以在真空中传播的，地面接收电磁波信号后使音箱振动产生声音，并由教室里的空气传播到耳朵里。

设计意图：以“土电话”游戏为情境，有助于学生在真实情境中辨析声音传播的条件。学生应用新知解释之前的疑问，学习的兴趣更加持久。

五、迁移解决新疑

思考与讨论：

(1)蝉是如何发声的？

(2)影视剧中星球大战的场景是否合理？

设计意图：两个思考题分别指向本节课中关于声音的产生和传播两个中心问题，意在培养学生在面对新疑问时，运用所学知识在陌生情境中解决陌生问题的迁移能力，从而实现深度学习。

【板书设计】

【特色与亮点】

1.真实的情境脉络

真实、具体、富有价值的问题解决情境是学生核心素养形成和发展的载体，空间站、月球、地球的环境或相似或相异，以此为情境脉络设计教学既贴近学生的关注点，又契合教学内容，既是天宫课堂的常态延伸，又是青少年探索宇宙的催化剂。

2.可视化教学策略

声音的产生与传播是本节课的主要内容，相关现象很普通，但无论是物体的振动还是真空中不能传播的知识点都难以观察。本节课引导学生用转换法将物质的振动可视化，用实验推理法将真空不能传播声音的理论可视化，提升学生的逻辑性思维。

3.对比实验强辩证

敲打音叉发声与抓住音叉不发声的对比、空气传声与真空不传声对比、“土电话”棉线传声时“能听到”与“不能听到”的对比等一系列的对比实验贯穿整个课堂，让实验更严谨，让教学更加丰满，加强了学生辩证思维的培养。