《声音的特性》探究式教学设计与探究行为评价

【设计思路】

本节主要任务是通过探究体验表征声音特性的三个要素，得出影响响度、音调和音色的主要因素。教材内容在编排上分为三个环节，相对音调而言，响度的探究较为直观，而音色则较为抽象，故本节涉及三个探究活动的次序为响度、音调、音色。

具体授课时以创设问题情境为切入点，设计多种形式的学习活动（实验探究、定性观察、交流讨论等），以实验（事实）为基础，强化过程、简化概念、充分还原稀释，着眼于用逐渐渗透的方式使学生初步领悟自然科学学科中有关概念和规律的形成过程。同时注重以评价促进教与学，设计学生探究行为自评量表，为课后的反思、探究的完善及“最近发展区”的调适提供科学的依据。教学流程如下：

【教学目标】

1．通过“手耳并用”，产生并描述不同的声音，初步感知可根据响度、音调、音色等特性将各种不同声音分类。提出需要探究的问题“响度、音调、音色与什么因素有关”，并体会问题的价值。

2．经历“响度与什么因素有关”的探究，体会显示振幅的方法，归纳响度与振幅的关系。

3．经历“音调与什么因素有关”的探究，能正确区分响度与音调，能设计表格记录和描述实验现象，归纳出“音调与频率的关系”,并能借助身边的物体设计实验进行二次探究。

4．通过辨别声音的活动，体会声音的另一特性──音色，通过阅读了解音色与发声体的材料和结构有关。

5．阅读“曾侯乙编钟”，简要了解我国古代声学成就，能从声音的特性这一角度加以解读。

【教学资源】

教师用演示实验器材：大/小鼓各一个、鼓槌一支、细纸屑（米粒）适量、大/小音叉各一个、木梳一把、发声齿轮一套、硬卡片一张、乒乓球、铁架台，多媒体电脑、展台。

学生用实验器材：直尺一把、木梳一把、硬卡片一张、自带乐器。

【教学过程】

活动一：“手耳并用”，产生并描述不同的声音

请学生利用手边的器材（包括老师提供的器材及学生自带的乐器）来发出尽可能多的声音，仔细倾听，尝试用不同的形容词来描述声音的不同，并展示自己的做法。

（学生1）声音有大小不同。用力敲桌子，声音大；轻敲，声音小。

（学生2）有的声音低沉、浑浊，有的声音尖锐、清脆。敲大鼓，声音低沉；用同样大小的力敲小鼓，声音尖锐。

（学生3）有的声音悦耳动听，有的声音刺耳难听。

（教师）将学生的回答进行归类，并引导学生用专门的物理术语表示声音的不同。

小结与板书：响度：表示声音的强弱（大小）

音调：表示声音的高低（尖锐或低沉，清脆或浑浊）

音色：表示声音的品质、感觉特性（悦耳、刺耳）

（教师）声音为什么会有强弱、高低的不同呢？研究问题要追根求源，从本质入手。请同学们回忆：声音是怎样产生的？

（学生）一切发声的物体都在振动。

（教师）继续引导学生思考：物体的振动会有什么不同？

教师演示：手来回摆动的动作。学生观察，总结振动有哪些不同。

（学生）振动的幅度不同，振动的快慢不同。

（教师）介绍振幅、频率两个物理术语。

§提出问题：振动是怎样决定声音的响度、音调的呢？

（设计意图：设置情景，展开讨论，引出声音的三要素，形成认知表象，并从声音的产生即“振动”的角度提出探究问题，明晰问题研究的价值。）

活动二：探究声音的强弱与什么因素有关？

（教师）要使鼓声更响些，你会怎么做？

（学生）用更大的力敲击。

§猜想与假设

（学生）鼓声的响度可能与鼓面振动的幅度有关。

§设计实验

（教师）你能想出一种能显示鼓面振幅大小的办法吗？越直观越好。

（学生）在鼓面撒适量的细纸屑或米粒，用纸屑或米粒的弹跳高度反映振幅的大小。

（教师）肯定学生的回答，点出该物理研究的方法并板书：转化法。

§进行实验

（学生）轻敲、重敲鼓面，感受响度大小并观察米粒弹跳高度。

（教师）换个声源（如锣、音叉或直尺），情况又会怎样？

§得出结论

（学生）用力敲鼓，鼓面振幅大，响度大；轻敲，鼓面振幅小，响度小。

小结与板书：响度：声音的强弱（大小）振幅：振动的幅度

振幅越大，响度越大；振幅越小，响度越小

（设计意图：通过大量的演示和学生实验进行探究，培养学生观察并描述实验现象的能力，以及分析归纳能力，并注重物理方法的渗透，如转换法。）

活动三：探究决定音调高低的因素

（教师）用一张硬卡片先后快拨和慢拨木梳的齿，你听到发出的声音有什么不同？

（学生）快拨发出的声音音调高，慢拨发出的声音音调低。

§猜想与假设

（学生）声音的高低可能与声源振动的快慢（频率）有关。

§进行实验

如图所示，电动机的转速逐渐增大，硬卡片发出的声音有身变化？

（教师）你能设计表格，记录此次探究的现象吗？

（学生）设计表格：

实验次数	齿轮转速	振动频率	音调高低
1	慢	低	低
2	中	中	中
3	快	高	高

（教师）你能否换个声源，如直尺，来进行探究？

（学生）改变直尺伸出桌面的长短，用力拨弄直尺发声，观察直尺振动快慢，比较音调高低。

§得出结论

（学生）声音的音调高低取决于声音振动的频率。

频率越高，音调越高；频率越低，音调越低。

小结与板书：音调：声音的高低（尖锐或低沉，清脆或浑浊）频率：振动的快慢

频率低，音调低；频率高，音调高。

（设计意图：通过教师的有效引导，学生自主探究，感受音调的高低，体会表格这种简洁的记录形式，从大量的实验现象中归纳出音调与频率的关系。渗透使用随身器材检验物理规律的意识，感受物理就在身边。）

活动四：辨别声音

游戏（1）：耳朵“辨”乐器。

播放录音：梁祝1（古筝演奏）梁祝2（二胡演奏）

同学们辨别是何种乐器演奏的

（教师）不同的乐器演奏音调和响度相同的曲子，声音各有特色，我们称之为音色不同。

游戏（2）：耳朵“辨”人。

请后面的两名同学读屏幕上的句子：“有朋自远方来，不亦乐乎？”，请前面的同学说出朗读者的名字。

引导学生了解：不同人，声音各有特色，我们也称之为音色不同。

（教师）借助示波器，展示不同乐器发声的波形图。

小结与板书：音色：声音的特色。不同乐器，音色不同；不同人，音色不同。

音色与发声物体的材料、结构有关。

（设计意图：通过播放音乐和游戏让学生亲身体验什么是音色，并通过展示不同乐器的波形图，使学生对声波的波形有更直观的认识。）

活动五：阅读与当堂归理

从音调、音色、响度的视角，阅读《曾侯乙编钟》。

（教师）怎样改变编钟的响度？

（学生）改变敲击力度大小，即改变振幅。

（教师）编钟音域宽广，描述的是声音的哪个特性？

（学生）音调。

（教师）编钟音色优美，与什么有关？

（学生）与编钟的材料、结构有关。

（教师）通过本课时的探究，你学到了什么？谈谈你的收获与感受。

学生归理，教师点评。

（设计意图：通过阅读了解我国古代声学成就，通过师生对话系统建构认知规律，实现认知行为的迁移。归理点评中注重物理思想方法（如转化法、控制变量法）的渗透，鼓励学生利用身边的物品探究物理，使学生初步体会通过实验探究建构概念和规律的一般途径。）

附：学生科学探究行为评价量表（学生用）

课题：声音的特性年级：初二班级：学生：

探究行为		评价点与预设标准	能达成预设标准	不能达成预设标准
活动一：产生并描述不同的声音		我会描述不同的声音。在教师的引导下提出问题：声音的特性与什么有关？
活动二：探究响度与什么因素有关	猜想与假设	自己能猜想响度可能与鼓面振动的幅度有关。
	设计实验	能提出一种直观显示鼓面振幅大小的办法。
	分析论证	能根据收集的现象，归纳出响度与振幅的关系。
活动三．探究决定音调高低的因素	猜想与假设	对比快拨、慢拨木梳时声音高低的不同，猜想声音的高低可能与声源振动的快慢有关。
	设计实验	基于教师提供的发音齿轮，我能设计实验的过程，开发记录实验现象的表格。
	分析论证	根据收集的现象，归纳出音调与频率的关系。
活动四：辨别声音		通过“辨”乐器和“辨”人的两个小游戏，我感知了声音的另一特性──音色。通过阅读，了解音色与发声体的材料、结构有关。