探究敲擊裝水瓶子的發(fā)聲【用】

------------------------------------------------------------------------探究敲擊裝水瓶子的發(fā)聲【用】探究敲擊裝水瓶子的發(fā)聲探究敲擊裝水瓶子的發(fā)聲授課者：許曉東授課班級：初三（4）班授課時間：2006年3月16日授課地點：物理實驗室授課內(nèi)容：一、教材分析：本節(jié)課根據(jù)一道源于書本的中考聲學題，通過設計并進行了相關的科學探究實驗，指出了試題的錯誤之處，給出了對該題進行科學探究的正確結論。人民教育出版的現(xiàn)行教材中，義務教育課程標準實驗教科書《物理》（八年級上冊）也存在這個錯誤，教材中的所配的插圖也是錯誤的，發(fā)出“1、2、3、4、5、6、7、i”的聲音的八個瓶子，插圖中八個瓶子裝水的情況也是剛好弄相反了，教材編著者和這道中考聲學題出題者犯著同樣的錯誤。類似的錯誤還大量出現(xiàn)在各種教輔書中，這里就不再一一指出。與傳統(tǒng)教學內(nèi)容相比,本節(jié)教材內(nèi)容更加注重學生的親自體驗與感悟,以探究“敲擊裝水瓶子產(chǎn)生聲音的原因各決定音調(diào)的因素”為核心內(nèi)容,本節(jié)應注重培養(yǎng)學生以實驗事實為依據(jù)，分析、歸納等有關科學探究能力，培養(yǎng)學生發(fā)明創(chuàng)造的意識和實事求是的科學態(tài)度。二、學情分析：初中階段聲學知識，對大部分學生來說都較有興趣，學生學習本節(jié)之前，已經(jīng)學習了物體振動發(fā)聲、聲音傳播需要介質(zhì)等知識，如何引導學生自己發(fā)現(xiàn)問題，初步學習使用控制變量法進行科學探究，經(jīng)歷提出問題→猜想→設計實驗→進行實驗→分析和論證→評估和交流等科學探究環(huán)節(jié)，發(fā)展學生的科學探究能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神,發(fā)展學生的科學探究能力。三、教學思路：依據(jù)新的物理課程標準，采用探究實驗教學法，通過開放式的教學組織形式，創(chuàng)設一種學生自主參與的教學環(huán)境，全程貫穿探究的宗旨，力爭體現(xiàn)探究的清晰思路。通過循序漸進，讓學生在探究發(fā)現(xiàn)中學，在操作實踐中學，在研究交流中學，在合作互動中學，全面體現(xiàn)新課程的理念，本節(jié)教師的作用關鍵在于如何有效地調(diào)動學生探究熱情，引導科學思維，掌握使用控制變量法進行科學探究的一般方法。更重要一點，在本次科學探究實驗中，學生在情感態(tài)度和價值觀方面受到很大的教育，培養(yǎng)學生不畏權威、實事求是的科學態(tài)度。四、教學目標：1、知識與技能：⑴復習音調(diào)、音色、響度和樂器中有關空氣柱振動發(fā)聲等聲學知識。⑵培養(yǎng)學生動手實驗能力。⑶培養(yǎng)使用控制變量法進行科學探究的能力。2、過程和方法：⑴通過實驗,探究敲擊裝水瓶子的發(fā)聲體和決定音調(diào)高低的因素。⑵初步領會使用控制變量法進行科學探究的方法。3、情感態(tài)度和價值觀：培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度和合作精神。五、教學的重點和難點：本節(jié)課的教學重點是在實驗中探究敲擊裝水瓶子的發(fā)聲體和決定音調(diào)高低的因素，難點是組織、指導學生使用控制變量法進行科學探究,認真、觀察、分析得出正確的結論。六、教學方法：科學探究實驗教學法。七、教學過程:1、出示投影片：2005年廣西壯族自治區(qū)柳州市、北海市的一道中考聲學物理試題（課改實驗區(qū)），引入新課。2、科學探究實驗一：探究敲擊裝水瓶子時，聲音產(chǎn)生的原因是不是瓶內(nèi)空氣振動。提出問題：聲音產(chǎn)生的原因是不是瓶內(nèi)空氣振動？設計與進行實驗：（1）、在兩個一樣的啤酒瓶中分別灌裝入同樣高度的水和泥沙，用筷子分別敲擊兩個啤酒瓶，實驗結果是：兩個瓶子發(fā)出聲音的音調(diào)明顯不同，灌裝入水的瓶發(fā)出的聲音音調(diào)較高，灌裝入泥沙的瓶發(fā)出的聲音音調(diào)較低。（2）、另一方面，當改變實驗做法，不使用筷子敲擊啤酒瓶發(fā)聲，而是改用嘴分別對著兩個瓶口吹氣發(fā)聲。實驗結果是：兩個瓶子發(fā)出聲音的音調(diào)大致相同。分析與論證：兩個瓶中空氣柱的長度是一樣的，如果聲音產(chǎn)生的原因是空氣柱的振動，那么，用筷子分別敲擊兩個啤酒瓶時，它們發(fā)出聲音的音調(diào)應該大致相同，現(xiàn)在它們發(fā)出聲音的音調(diào)明顯不同，這說明剛才實驗中我們聽到的聲音不是瓶中空氣柱發(fā)出的，而是另有發(fā)聲物體，是別的發(fā)聲體在發(fā)出不同音調(diào)的聲音。用嘴分別對著瓶口吹氣，這種情況下的發(fā)聲體應該是瓶中空氣柱，兩個瓶中空氣柱的長度是一樣的，兩個瓶子發(fā)出聲音的音調(diào)大致相同。分析上述探究實驗的結果，可以得出如下結論：當用筷子敲擊啤酒瓶時，聲音產(chǎn)生的原因不是瓶內(nèi)空氣振動。3、科學探究實驗二：探究聲音產(chǎn)生的原因是不是瓶內(nèi)水振動。提出問題：敲擊裝水瓶子時，聲音產(chǎn)生的原因是不是瓶內(nèi)水振動？設計與進行實驗：(1)在啤酒瓶中灌裝入水，比較用筷子敲擊啤酒瓶發(fā)出的聲音和用手搖晃酒瓶發(fā)出的聲音，實驗結果是：用手搖晃酒瓶時瓶中水振動厲害，但發(fā)出的聲音一點不象用筷子敲擊啤酒瓶發(fā)出一的聲音，明顯兩次發(fā)聲來源不同的發(fā)聲體。(2)在另一方面，進行如下比較實驗,用筷子敲擊空啤酒瓶發(fā)出的聲音和用筷子敲擊裝有水的啤酒瓶發(fā)出的聲音，發(fā)出的聲音的音色大體相同，只是音調(diào)明顯不同，具體情況是空啤酒瓶發(fā)出的聲音音調(diào)較高，裝入水的啤酒瓶發(fā)出的聲音音調(diào)較低。分析上述探究實驗的結果，可以得出如下結論：當用筷子敲擊啤酒瓶時，聲音產(chǎn)生的原因不是瓶內(nèi)水振動,應該是瓶子的振動。綜合上述探究實驗的分析結果，可以得出如下總結論：當用筷子敲擊啤酒瓶時，聲音產(chǎn)生的原因不是瓶內(nèi)空氣振動,也不是瓶內(nèi)水振動,應該是瓶子的振動。4、科學探究實驗三：探究當用筷子敲擊瓶子時,決定產(chǎn)生聲音音調(diào)的因素。提出問題：敲擊裝水瓶子時，決定聲音音調(diào)的因素是什么？設計與進行實驗：（1）、在兩個一樣的啤酒瓶中分別灌裝入同樣高度的水和泥沙，用筷子分別敲擊兩個啤酒瓶，實驗現(xiàn)象是：灌裝入水的瓶發(fā)出的聲音音調(diào)較高，灌裝入泥沙的瓶發(fā)出的聲音音調(diào)較低。（2）、在兩個啤酒瓶中灌裝入不同高度的水，用筷子分別敲擊兩個啤酒瓶，實驗現(xiàn)象是：灌裝水較少的瓶發(fā)出的聲音音調(diào)較高，灌裝水較多的瓶發(fā)出的聲音音調(diào)較低。分析與論證：根據(jù)前面探究實驗的結論，當用筷子敲擊瓶子時，聲音產(chǎn)生的原因是瓶子的振動，在兩個一樣的啤酒瓶中分別灌裝入同樣高度的水和泥沙，水的質(zhì)量小于泥沙的質(zhì)量，用筷子敲擊瓶子時，水與瓶子的擠壓作用相對泥沙與瓶子的擠壓作用而言，水與瓶子的擠壓作用較小，因而裝水的瓶子較易振動，振動較快，振動頻率高，瓶子的振動發(fā)出聲音的音調(diào)較高；反之，裝泥沙的瓶子泥沙對瓶子的擠壓作用較大，瓶子較難振動，振動較慢，振動頻率低，瓶子的振動發(fā)出聲音的音調(diào)較低。同理，在兩個啤酒瓶中灌裝入不同高度的水，用筷子敲擊瓶子時，少水瓶子的水質(zhì)量小，瓶子水對瓶子的擠壓作用較小，瓶子較易振動，振動較快，振動頻率高，瓶子的振動發(fā)出聲音的音調(diào)較高；反之，多水瓶子的水質(zhì)量大，裝水多的瓶子水對瓶子的擠壓作用較大，瓶子較難振動，振動較慢，振動頻率低，瓶子的振動發(fā)出聲音的音調(diào)較低。5、小結：根據(jù)前面的三個科學探究實驗分析結論可知，這一道中考聲學題出題有問題，四個選項都是錯誤的，沒有選項可供選擇，試題中的所配的插圖也是錯誤的，發(fā)出“1、2、3、4、5、6、7、i”的聲音的八個瓶子，裝水最多的瓶子敲擊時發(fā)出聲音的音調(diào)應該最低，裝水最少的瓶子敲擊時發(fā)出聲音的音調(diào)應該最高，插圖中八個瓶子裝水的情況剛好弄相反了。八、板書設計:探究敲擊裝水瓶子的發(fā)聲1．科學探究實驗：探究敲擊裝水瓶子時，聲音產(chǎn)生的原因是不是瓶內(nèi)空氣振動。2．科學探究實驗：探究聲音產(chǎn)生的原因