感知與測(cè)量音速創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)及教學(xué)設(shè)計(jì)

感知與測(cè)量音速教材：教科版八年級(jí)物理上冊(cè)崇州市三江中學(xué)校何磊目錄/contents教材與學(xué)情教學(xué)目標(biāo)教學(xué)過(guò)程教學(xué)反思與評(píng)價(jià)目錄頁(yè)01教材與學(xué)情教材的地位與作用聲學(xué)與我們的日常生活息息相關(guān)，教材力求通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)和學(xué)生已有的感性知識(shí)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)這些現(xiàn)象和它們的應(yīng)用。教材中出現(xiàn)的百米賽跑示例可發(fā)現(xiàn)本節(jié)內(nèi)容的教學(xué)就是要讓學(xué)生重實(shí)踐，從實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題。學(xué)情分析

八年級(jí)的學(xué)生在小學(xué)科學(xué)里已經(jīng)接觸過(guò)簡(jiǎn)單電路的一些知識(shí)，聲光控延時(shí)燈在生活中的接觸也讓其對(duì)聲控?zé)舻狞c(diǎn)亮有了感性認(rèn)識(shí)。

同時(shí)他們也初步了解科學(xué)的探究的一般方法，對(duì)科學(xué)現(xiàn)象有很大的好奇心。目錄頁(yè)02教學(xué)目標(biāo)一、側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)動(dòng)觀念的形成，掌握速度公式在本實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。二、培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)推理、科學(xué)論證的能力，特別是重視從證據(jù)出發(fā)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的能力。三、掌握科學(xué)探究的一般方法，重視與他人的交流與合作。四、培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，培養(yǎng)其對(duì)實(shí)驗(yàn)中生成問(wèn)題持續(xù)探究的精神。目錄頁(yè)03教學(xué)過(guò)程目錄頁(yè)問(wèn)題的提出問(wèn)題的緣起教材中的百米賽跑例子中學(xué)生對(duì)發(fā)令時(shí)如何計(jì)時(shí)存在疑惑。比起冰冷的數(shù)字（340m/s）感官的體驗(yàn)更重要。生活中的聲控?zé)袈暪饪匮訒r(shí)燈隨處可見，學(xué)生均有體驗(yàn)?zāi)敲绰暱責(zé)艏热缓吐曈嘘P(guān)，那么我們可否用其來(lái)感受音速？目錄頁(yè)實(shí)驗(yàn)原理圖實(shí)驗(yàn)原理圖×××聲音傳播聲光控延時(shí)燈逐個(gè)等距接入聲波實(shí)驗(yàn)器材百米電線百米PVC管道

聲光控延時(shí)底座若干

LED5w燈泡若干

220V戶外電源

（也可使用家庭電路）6.聲源（發(fā)令槍）計(jì)時(shí)器這些均是生活中容易獲得的材料遮光、聲音達(dá)到指定響度安全注意事項(xiàng)

由于本實(shí)驗(yàn)采用了“220V”家庭電路作為電源，其電壓大小高于安全電壓，取以下措施以保障實(shí)驗(yàn)安全。1器材組裝由學(xué)生完成，教師指導(dǎo)（全程斷電）2聲光控延時(shí)燈的測(cè)試由教師完成，學(xué)生觀摩3為了應(yīng)對(duì)突發(fā)情況，能及時(shí)切斷電源，采用了220V的獨(dú)立戶外電源代替家庭電路。4實(shí)驗(yàn)過(guò)程中設(shè)置安全距離，并由物理教師協(xié)助現(xiàn)場(chǎng)管理。器材的安裝問(wèn)題1：收納與器材整理問(wèn)題。器材的安裝問(wèn)題2：聲音隨距離的衰減問(wèn)題。試驗(yàn)中的問(wèn)題問(wèn)題3：實(shí)驗(yàn)持續(xù)時(shí)間過(guò)短，計(jì)時(shí)問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)一：感知音速實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)二：測(cè)量音速氣溫實(shí)驗(yàn)原理：實(shí)驗(yàn)次數(shù)stv實(shí)驗(yàn)序號(hào)1實(shí)驗(yàn)序號(hào)2問(wèn)題總結(jié)及改進(jìn)方案（改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法，采用錄像觀察法）實(shí)驗(yàn)次數(shù)stv錄像序號(hào)1錄像序號(hào)2實(shí)驗(yàn)結(jié)論：實(shí)驗(yàn)過(guò)程交流與經(jīng)驗(yàn)分享解決百米賽跑中的疑惑百米賽跑中由于聲音傳遞需要時(shí)間，計(jì)時(shí)員應(yīng)看到發(fā)令槍冒煙后開始計(jì)時(shí)。目錄頁(yè)實(shí)驗(yàn)中的生成問(wèn)題問(wèn)題生成220V電壓在實(shí)驗(yàn)中的不安全性電路過(guò)長(zhǎng)、收納與調(diào)整聲控?zé)糸g隔大小上的問(wèn)題錄像觀察法求聲速無(wú)法立即在現(xiàn)場(chǎng)求出聲速12V實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)目錄頁(yè)誤差分析原始數(shù)據(jù)誤差分析分辨率誤差（觀察分度）實(shí)驗(yàn)中采用4.8m間隔一個(gè)聲控?zé)舻男问?，在空間分辨率上不足改進(jìn)方案采用2.4m間隔一個(gè)聲控?zé)艋蚋用芗男问接?jì)時(shí)誤差人工計(jì)時(shí)誤差極大，錄像觀察法則受限于拍攝硬件改進(jìn)方案使用240幀/秒的高速攝像機(jī)拍攝改用工業(yè)級(jí)電子毫秒計(jì)時(shí)器完成計(jì)時(shí)工作實(shí)驗(yàn)結(jié)論、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)、遺留問(wèn)題通過(guò)轉(zhuǎn)換法，我們可以通過(guò)聲光控?zé)襞莸狞c(diǎn)亮感知聲音的速度。2.通過(guò)減小誤差的三種方法，我們可以估測(cè)本校在14℃時(shí)聲音的速度約為320m/s3.讓聲音飛一會(huì)4.溫度對(duì)聲速的影響（期待夏天再測(cè)）5.如何改進(jìn)測(cè)時(shí)間難題目標(biāo)改進(jìn)遺留目錄頁(yè)九年級(jí)后續(xù)拓展實(shí)驗(yàn)拓展：電路設(shè)計(jì)設(shè)備提供：毫秒計(jì)時(shí)器特點(diǎn)：通電開始計(jì)時(shí)、斷電停止計(jì)時(shí)針對(duì)九年級(jí)時(shí)設(shè)計(jì)問(wèn)題：請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)電路改進(jìn)該實(shí)驗(yàn)，用所提供的計(jì)時(shí)裝置完成對(duì)聲音傳播時(shí)間的測(cè)量。電路設(shè)計(jì)創(chuàng)新××毫秒計(jì)時(shí)器毫秒計(jì)時(shí)器第一個(gè)聲控?zé)糇詈笠粋€(gè)聲控?zé)袈暡╰1t2電源控制t3t3時(shí)間間隔t3-t1時(shí)間間隔t3–t2-無(wú)人為干擾誤差極小t2-t1×目錄頁(yè)04教學(xué)反思與評(píng)價(jià)教學(xué)反思與評(píng)價(jià)

本實(shí)驗(yàn)器材的選材源于生活易于獲得。同時(shí)學(xué)生全程參與，體現(xiàn)了物理教學(xué)的核心素養(yǎng)與五育并舉。

實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的目的是服務(wù)于學(xué)生，本實(shí)驗(yàn)從學(xué)生知識(shí)背景出發(fā)，逐步深入。從設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、預(yù)判實(shí)驗(yàn)問(wèn)題、誤差分析到夏天再次實(shí)驗(yàn)，最后到九年級(jí)的電路設(shè)計(jì)解決