【新教材】教科版3.1认识声现象 教学设计（表格式）

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3.1认识声现象 教学设计
课题 3.1认识声现象 单元 第三章 声的世界 学科 物理 年级 8
教材内容分析 本课时选自教科版八年级上册第三章“声的世界”的第一节内容，作为声学知识的入门部分，具有重要的奠基作用。教材内容以“声的产生—传播—声速—人耳听声规律”为主线展开，通过一系列精心设计的可操作实验（例如橡皮筋振动发声实验、抽气盘真空传声实验等），将原本抽象难懂的声学概念转化为直观易懂的现象，帮助学生更好地理解相关知识。这些实验不仅增强了课堂的趣味性，还使学生能够在动手实践中感知科学的魅力。从内容上看，本课时不仅涵盖了声音产生与传播的核心知识点，还巧妙融入了“转换法”等物理学研究方法，为学生提供了探究自然现象的基本思路。同时，教材结合了许多贴近生活的实例（如打雷时闪电与雷声的时间差、钓鱼时需要保持安静以避免惊扰鱼群等），将物理知识与日常生活紧密联系起来，让学生体会到物理学的实用性与趣味性。这些内容的设计不仅有助于学生掌握基础知识，还为后续学习声音的特性、噪声控制等相关内容奠定了坚实的理论和实践基础，同时也培养了学生的科学思维能力和探究精神。
2022新课标要求 2.3.1 通过实验，认识声的产生和传播条件。以实验作为核心的教学手段，教师可以引导学生通过一系列的亲身体验活动来深入理解声音的本质。例如，可以让学生亲手触摸正在发声的音叉，感受其振动，或者仔细观察鼓面上纸屑随着鼓声跳动的现象，从而直观地认识到声音是由物体的振动所产生的。在此基础上，还可以通过抽气盘实验进一步启发学生进行科学推理，当空气被逐渐抽出时，声音会逐渐减弱直至消失，由此推导出真空环境无法传播声音的结论。同时，结合不同介质中的传声实验（如在空气、水和固体中分别测试声音的传播情况），学生能够逐步认识到声音的传播必须依赖于某种介质，并且不同介质对声音传播的速度会产生显著的影响，比如固体传声比气体更快。在整个教学过程中，应特别注重培养学生的多种科学能力，包括动手操作实验的能力、细致观察现象的能力以及基于实验数据进行科学分析与推理的能力。这些能力的综合发展不仅有助于学生更深刻地理解声音的相关知识，还能有效提升他们的科学探究素养，为其未来的科学学习奠定坚实的基础。这种以实验为驱动的学习方式，不仅能激发学生的好奇心和求知欲，还能够让他们在实践中掌握科学研究的基本方法，形成严谨的科学思维习惯。
学习目标与核心素养 物理观念1.明确声音由物体振动产生，知道振动停止发声也停止；2.掌握声的传播需要介质（气体、液体、固体），了解真空不能传声；3.记住声速与介质性质、温度的关系，知晓 15℃时空气中声速为 340m/s；4.清楚人发声频率范围（64Hz-1300Hz）和听觉频率范围（20Hz-20000Hz）科学思维1.通过 “转换法”（如用乒乓球跳动显示扬声器纸盆振动）分析实验现象，培养将不可见物理量转化为可见现象的思维能力；2.结合声速表格数据，归纳声速与介质、温度的关系，提升数据处理与归纳总结能力。科学探究1.参与橡皮筋振动、抽气盘传声、固体 / 液体传声等实验，经历 “提出问题—实验操作—观察现象—得出结论” 的探究过程；2.完成 “手机测听力” 实验，学会设计简单对比实验，分析听力与年龄的关联。科学态度与责任1.感受物理知识在生活中的应用（如终点计时员看白烟计时、钓鱼禁喧哗），激发对声学知识的兴趣；2.通过实验操作培养严谨的科学态度，尊重实验事实，规范实验流程。
学情分析 八年级的学生在日常生活中已经积累了一定的经验，例如他们对各种声音非常熟悉，并且知道“真空不能传声”这一科学结论。然而，尽管他们对这些现象有一定的感性认识，但对于背后知识的本质原理却缺乏深入的理解。这是因为他们的抽象思维能力尚处于发展阶段，还无法完全理解那些较为复杂的科学概念。在此之前，学生们已经接触过一些简单的物理实验，这使他们具备了基本的实验观察能力。然而，对于像“转换法”这样的物理研究方法，他们仍然感到陌生，尚未能熟练运用这些方法去分析和解决问题。因此，在本节课的教学中，需要通过直观且易于操作的实验，将诸如“振动”“声波”等抽象的概念转化为可以直接观察到的现象。这样一来，学生就能够更清楚地看到这些物理过程的实际表现，从而加深对相关知识的理解。同时，教师还需要注重引导学生从“知其然”逐步过渡到“知其所以然”，帮助他们不仅停留在对现象的表面认识上，而是进一步探究现象背后的科学原理。这种教学方式能够有效避免因为概念过于抽象而导致的学习困难，让学生在动手实践的过程中逐步建立起对物理知识的深刻理解，为今后的学习打下坚实的基础。
重点 1. 声音的产生原因：理解声音由物体振动产生，振动停止发声也停止；2. 声的传播条件：知道声的传播需要介质（气体、液体、固体），真空不能传声；3. 声速的影响因素：掌握声速与介质性质、温度的关系，记住 15℃时空气中声速。
难点 1. 用 “转换法” 分析实验现象（如通过乒乓球跳动判断扬声器纸盆振动）；2. 对 “真空不能传声” 的实验推理（抽气盘实验中无法完全抽成真空，需通过 “声音逐渐变小” 推理结论）；3. 理解声以 “声波” 形式传播的抽象概念。
材料准备 1. 实验器材：硬纸盒、橡皮筋、牙签（或火柴）、音叉、鼓、纸屑、乒乓球（带细线）、小音箱、抽气盘（含玻璃钟罩、抽气机）、长管、手机 2 部；2. 多媒体资源：鸟鸣、瀑布、雷声、交响乐等声音素材，不同动物听觉频率范围示意图，声速表格 PPT；3. 其他：课桌（用于固体传声实验）、水（用于液体传声实验）。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 1. 播放多媒体素材：依次播放清脆的鸟鸣、瀑布的波涛声、轰鸣的雷声、激昂的交响乐，引导学生思考：“这些声音我们都很熟悉，但大家知道声音是怎样产生的？又如何传到我们耳朵里的吗？”2. 结合生活场景提问：“为什么说话时用手摸喉头会有‘麻’的感觉？为什么敲鼓时鼓面上的东西会跳起来？” 引发学生认知冲突，激发探究兴趣。 1. 认真倾听声音素材，结合生活经验思考教师提出的问题；2. 尝试回答问题，分享自己的猜想，初步建立 “声音与运动” 的关联。 通过生活化的声音素材和问题，拉近物理与生活的距离，打破学生对 “声音” 的习以为常，激发探究声现象本质的兴趣，为新课教学铺垫。
讲授新课 一、声音的产生1. 组织 “活动1：探究声音的产生”：指导学生完成实验：将橡皮筋套在硬纸盒上并张紧，用手指拨动橡皮筋，观察橡皮筋变化并听声音；用手摸喉头说话，感受喉头变化。演示实验：将乒乓球吊在扬声器前，播放音乐，引导学生观察乒乓球运动；关闭音箱，观察乒乓球状态。2.引导学生分析现象：“橡皮筋发声时在做什么？喉头说话时和不说话时有什么不同？乒乓球为什么会跳动？”3. 总结结论：声音由物体振动产生，正在发声的物体叫声源，振动停止发声也停止；介绍 “转换法”（用乒乓球跳动显示扬声器纸盆振动）。二、声的传播1. 组织 “活动 2：研究声音的传播”：演示实验：将多个乒乓球依次吊在扬声器前，播放音乐，引导学生观察乒乓球 “依次跳动”，类比得出 “声以声波形式传播”。演示实验：将手机放入玻璃钟罩，抽气前呼叫手机，让学生听铃声；逐渐抽气，引导学生观察声音变化；再充入空气，观察声音变化。2.组织 “活动 3：探究固体 / 液体传声”： 指导学生完成固体传声实验：学生背对同桌，一只耳贴桌面、另一只耳捂住，同桌轻刮桌面，判断是否听到声音。3.介绍液体传声实例：将长管一端插入水中，另一端贴耳边听远处船只声音，引导学生得出 “声音能在液体中传播”。4.总结结论：声的传播需要介质（气体、液体、固体），真空不能传声；声以声波形式传播。三、声速与听声规律1. 提出问题：“打雷和闪电同时发生，为什么先看到闪电后听到雷声？终点计时员为什么看白烟不看枪声？” 引导学生思考 “声速与光速的差异”。2. 展示 “不同介质声速表格”，引导学生归纳规律：空气中声速随温度升高而增大；声速与介质性质有关，一般 v 固体 > v 液体 > v 气体；记住 15℃时空气中声速为 340m/s。3. 讲解人耳听声规律：人发声频率：64Hz-1300Hz；人听觉频率：20Hz-20000Hz；展示不同动物听觉频率范围示意图，对比人与动物的差异。 动手操作实验：拨动橡皮筋，观察到橡皮筋振动并发出声音；摸喉头说话，感受到喉头振动，不说话时振动停止。观察实验：看到扬声器播放音乐时乒乓球随音乐跳动，关闭音箱后乒乓球停止跳动。分析现象：总结 “发声的物体都在振动”，理解 “声源” 和 “转换法” 的含义。观察实验：看到乒乓球从左到右依次跳动，类比理解 “声波” 是振动的传播过程。观察实验：抽气时听到铃声逐渐变小，几乎听不见；充入空气时铃声逐渐变大，推理 “真空不能传声”。完成固体传声实验：听到同桌刮桌面的声音，得出 “声音能在固体中传播”；结合长管听船只声音的实例，理解 “声音能在液体中传播”。思考问题：结合生活经验，回答 “先看到闪电后听到雷声” 是因为 “声音传播比光慢”。学习听声规律：明确人发声和听觉的频率范围，对比动物频率范围，加深对 “频率” 概念的理解。 通过 “动手实验 + 演示实验” 结合，让学生直观感受 “振动” 与 “声音” 的关联，突破 “声音产生原因” 的重点；同时渗透 “转换法”，培养科学思维。抽气盘实验通过 “逐渐抽气 - 声音变小” 的过程，引导学生推理 “真空不能传声”，突破难点；固体传声实验让学生亲身体验，增强知识说服力。结合生活实例（打雷闪电、计时员计时）引入声速，再通过表格归纳规律，让学生从 “生活感知” 过渡到 “理性分析”，同时明确人耳听声的频率范围，完善知识体系。
课堂练习 1.关于声现象，下列说法正确的是（　　） A.声音在不同介质中的传播速度相同 B.在真空中也可以传播声音 C.振动的物体一定会发出声音 D.一切发声物体都在振动2.婴儿从呱呱坠地的那时起，就无时无刻不与声打交道。下列关于声的说法，错误的是（　　） A.我们能听到远处的雷声，说明空气可以传声 B.人在岸上大声说话也能惊动水中的鱼，说明水能传声 C.将耳朵贴在长钢管的一端，让他人在另一端敲击一下，你会听到1次敲击声 D.航天员在太空中不能直接对话，说明真空不能传声3.自来水工人甲在一根很长的已供水的自来水管的一端敲一下水管，工人乙在水管的另一端贴近管壁，可听到：（　　） A.一次敲击声 B.两次敲击声 C.三次敲击声 D.无数次敲击声4.昆虫飞行时翅膀都要振动，蝴蝶每秒振翅5～6次，蜜蜂每秒振翅300～400次，当它们都从你身后飞过时，凭你的听觉（ ） A.能感到蝴蝶从你身后飞过 B.能感到蜜蜂从你身后飞过 C.都能感到它们从你身后飞过 D.都不能感到它们从你身后飞过
课堂小结
板书 3.1 认识声现象一、声音的产生1. 原因：物体振动（振动停止，发声停止）2. 声源：正在发声的物体3. 方法：转换法（如乒乓球显示扬声器振动）二、声的传播1. 条件：需要介质（气体、液体、固体）→ 真空不能传声2. 形式：声波（类比乒乓球依次跳动）三、声速1. 定义：单位时间内声波传播的距离2. 影响因素：介质性质：v 固体 > v 液体 > v 气体 温度：空气中声速随温度升高而增大3. 常用数据：15℃空气中声速 = 340m/s四、人耳的发声与听声1. 发声范围：64Hz-1300Hz2. 听觉范围：20Hz-20000Hz（Hz：赫兹，描述振动快慢的单位）
课外拓展/课外阅读内容 1. 实践任务：与家人共同利用手机来完成一项有趣的“测听力”实验。在这个实验中，需要播放各种不同频率的声音，然后仔细记录下家人，比如父母、爷爷奶奶等家庭成员能够听到的声音频率范围。通过这一实验过程，我们可以深入地分析听力与年龄之间存在着怎样的关系。在完成实验之后，还需要撰写一份简洁明了的实验报告，将整个实验的过程、所记录的数据以及得出的关于听力与年龄关系的分析结论都清晰地呈现出来。2. 课外阅读：认真阅读一篇名为《为什么蝙蝠能在黑夜中飞行？》的文章。这篇文章会详细地向我们介绍蝙蝠是如何利用超声波来进行导航的原理。在阅读过程中，要深入思考这样一个问题：超声波（其频率大于20000Hz）为什么不能被人耳所听见呢？通过对这个问题的思考，可以为之后进一步学习“超声波与次声波”的相关知识做好充分的铺垫，使自己在后续的学习中能够更加轻松地理解这些概念及其相关的原理。
特色资源分析和技术手段说明 1. 特色资源：生活化实验素材（如常见的橡皮筋、硬纸盒、课桌等日常物品）：这些材料成本低廉且极易获取，非常适合学生亲自动手进行操作，通过实际动手的过程，可以有效增强学生的参与感和实践能力；多媒体声音素材：利用多媒体技术直观地呈现不同场景下的各类声音，例如森林中的鸟鸣声、街道上的车流声等，这样的方式能够极大地激发学生的学习兴趣，使他们更加专注于课堂内容；不同动物听觉频率范围示意图：将原本抽象的“频率”概念转化为具体且可视化的对比图表，比如展示蝙蝠、狗、人类等不同生物的听觉频率范围，从而帮助学生更清晰地理解频率范围之间的差异及其意义。2. 技术手段：PPT 课件：通过精心设计的 PPT 展示实验步骤、声速表格以及知识框架图等内容，不仅能够清晰地呈现教学重点，还能有效提升课堂教学的效率，使学生更容易掌握核心知识点；抽气盘实验装置：借助这一装置，通过“抽气-充气”的动态过程，生动直观地向学生展示“真空不能传声”的科学原理，这种方法能够很好地突破教学中的难点，让学生深刻理解相关概念；手机音频工具：在“测听力”实验中使用手机音频工具，不仅可以作为课堂学习的延伸，还能够将所学知识应用到课外的实际生活中，真正实现“课内外结合”，进一步巩固学生对知识的理解与运用能力。
教学反思 优势：在实验的设计方面，特别注重体现“直观性”以及“可操作性”的特点。例如，在教学过程中采用橡皮筋振动、乒乓球显示振动这类生动且操作简便的实验。这些实验能够将抽象的概念以一种具体可见的方式呈现出来，从而有效地辅助学生去深入理解那些原本难以把握的抽象知识概念。同时，在开展教学活动的时候，积极地结合生活中的实际例子，像打雷闪电这种常见的自然现象，还有钓鱼时需要保持安静不能喧哗的生活常识等。通过这样的方式，把物理知识与学生的日常生活紧密地联系起来，大大地拉近了物理学和生活的距离，进而提升学生对所学知识进行实际应用的意识。除此之外，在教学中还不断渗透诸如“转换法”“实验推理”之类的科学方法。这样做不仅仅是为了给学生传授基础的物理知识，更重要的是着眼于培养学生的科学探究能力，使他们在掌握知识的同时，也具备探索科学奥秘的素养。不足：在抽气盘实验环节存在一定的问题。如果抽气机的功率达不到要求的话，就可能会出现声音变小的现象不明显的情况。这一情况会直接干扰到学生对于“真空不能传声”这一重要物理原理进行准确推理的过程，从而影响教学效果和学生对知识的正确理解。
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