3.2 探究乐音的特性 教案 教科版（2024）八年级上册

《探究乐音的特性》教学设计
一、教学背景分析
（一）教材分析
本节是集物理现象、物理概念、音乐、艺术于一体的特色课。乐音的三个基 本特性是贯穿整节课的主线，其影响因素是实施科学探究的重要部分。授课时， 借助自制器材引导学生探究以突出重点，依托学生的才艺展示来突破难点，将物 理知识融入探究活动中，同时提升学生的探究能力，掌握相关的研究方法。
（二）学情分析
八年级的学生在明确问题的前提下，已经能够初步形成解决问题的思路，通 过简单的操作与探究得出相关物理量间的关系。音调与频率的关系是本节课理解 起来最困难的部分，要引导学生通过实验、波形图、生活经验、音乐知识等多个 角度建构概念，形成物理观念。
二、教学设计思路
音调
频率
三、教学目标
响度
振幅 距离
音色
(
形状
)
材料
【物理观念】通过各种声现象了解乐音有三个特性，知道音调的高低与声源 振动的频率有关，知道响度的大小与声源振动的振幅和距声源的远近有关，知道 不同发声体发出的声音音色不同。
【科学思维】通过观察、归纳、推理，解释实验现象。通过采集声音形成的 波形图，提高获取信息、分析总结的能力。
【科学探究】通过探究影响音调和响度因素的实验，进一步学习研究物理学 问题的方法。通过比较乐音的三个特性，提高分析、交流、归纳能力。
【科学态度与责任】通过感受自然界声音的美妙与趣味，提升热爱自然、探 索自然的内在动力。
四、教学重难点
（一）教学重点
音调、响度的概念及影响因素，对声音波形图的观察与辨析。
（二）教学难点
从各种声现象中区分乐音的三个特性。
五、教学过程
（一）新课引入
播放一首学生熟悉的歌曲，请学生说一说，这首歌曲中有几种乐器在演奏？ 你是怎样区分的？
有规律的、悦耳的声音叫作乐音。声音都是由振动产生的，因此探究乐音的 特性仍需从声源的振动情况去研究。
（二）新课教学
问题一：音调
活动 1 ：比较橡皮筋振动快慢与音调的关系。 预先提供器材，学生自行组装探究装置。
先拨动绷紧的细橡皮筋，再拨动绷紧的粗橡皮筋。用耳朵听，哪根橡皮筋的 音调高？用眼睛看，哪根橡皮筋振动得快？
在这个探究过程中，音调高低与橡皮筋振动快慢是怎样的关系？
活动 2 ：比较刻度尺振动快慢与音调的关系。
把刻度尺的一部分伸出桌面，压住刻度尺的一端，拨动另一端，用耳朵感受 音调的高低，用眼睛观察刻度尺的振动情况。
改变刻度尺伸出桌面的长度，同样的操作，再次感受音调的高低，观察刻度
尺的振动情况。
在这个探究过程中，音调高低与刻度尺振动快慢是怎样的关系？
设计意图：器材来源于生活，贴近学生生活，而且橡皮筋和刻度尺的振动情 况易于观察 。另外 ，以具体的事实引导学生进行理性思考，体现了“ 从生活走向 物理，从物理走向社会” 的课程理念。
师生共同得出结论：音调是由声源的振动频率决定的。声源振动快，频率高， 音调就高，声音听起来尖细；声源振动慢，频率低，音调就低，声音听起来低沉。
（引入下一个探究环节）声音是一种波，用示波器或计算机观察声音的波形， 我们可以更准确地认识音调与声源振动频率的关系。
活动 3 ：观察声波的波形。
取两个不同的音叉，分别敲响音叉，采集声音，观察声波对应的图形。
请学生观察并对比波形图，说一说两个音叉发出的声音对应的波形图有什么 区别。对于有困难的学生，教师适当提示观察波形的技巧。
通过观察、比较波形图，师生共同得出结论：高音调的声音波形比较密集， 即频率较高；低音调的声音波形比较稀疏，即频率较低。
设计意图：利用波形图将声音可视化，形象地把音调与声源振动频率间的关 系表现出来 。另外，这样的对比也增强了学生的识图 、辨图能力，有助于学生在 物理学习中比较思维的形成。
问题二：响度
（教师引导）声音有音调的不同，也有强弱的不同，比如我们常说的声音的 大小。物理学中，听觉上感到的声音强弱程度叫作响度。响度又与什么因素有关 呢？
活动 4 ：探究声音的强弱。
同一音叉，先轻击，再重击，先通过耳朵感受音叉发出声音大小的不同，再 用示波器显示波形图。
教师再次指导学生观察波形图的要点。
结合轻击和重击音叉听到的声音大小的不同，以及示波器上波形的区别，师 生共同得到结论：重击音叉，音叉振动的幅度大，声音就强，这表明响度是与声 源振动的幅度相关的。振动幅度大，响度就大；振动幅度小，响度就小。
设计意图： 渗透控制变量法在物理探究中的运用。
教师播放一段飞机起飞的视频或摩托车逐渐远去的视频，请学生感受声音大 小的变化。
学生讨论怎样用响度的知识分析距离越远听到声音越小的问题。
师生共同得到结论：声音的能量是由发声体向四面八方传播的，即越到远处 能量越分散，所以距发声体越远，听到的声音越小。
问题三：音色
教师用播放器播放由不同乐器演奏的音乐《梁祝》（片段），边播放边请学 生说出是哪一种乐器。
教师提示：在音调和响度相同的情况下，我们还是能区分出不同乐器发出声 音的差异，是因为不同乐器的音色不一样。
活动 s ：探究声音的音色。
用学生自带的三种乐器分别发出C 调 A 音，采集声音，观察不同乐器的波 形有什么不同。
教师再次指导学生观察波形图的要点。
师生共同得出结论：不同的乐器，由于材料、形状、结构等的不同，会构成 其特有的声音特色，即音色。
教师进一步强调，不同人的音色通常也不一样，因此是不是自己熟悉的人， 一听声音就能辨别。
（三）课堂小结
音调、响度和音色是决定乐音特性的三个因素。音调由声源振动的频率决定， 响度与声源的振幅有关，音色可用声波的波形图描述，不同发声体的音色不同。
我国明代著名的律学家、历学家、音乐家朱载堉创建了十二平均律，解决了 乐器的定音难题，可见古人很早就开始研究声音的特性。如今，声音与科技相结 合更推动了音乐的普及和发展，手机语音助手、语音门禁等更是极大地方便了人们的生活。