【新教材】教科版3.4声的应用 教学设计（表格式）

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3.4声的应用 教学设计
课题 3.4声的应用 单元 第三章 声的世界 学科 物理 年级 8
教材内容分析 本节课的核心内容是详细介绍声的应用，其中涵盖了多个方面的知识点，如声音的反射现象及其在实际生活中的应用、超声和次声的基本特点以及它们在不同领域中的具体用途，还有声学技术在现代科技发展中的多样化应用等。通过对这些知识的深入学习，学生能够全面了解声学原理在日常生活、医疗健康、工业生产等多个领域的广泛应用场景，并深刻认识到声技术与现代社会之间密不可分的联系，从而激发对声学研究的兴趣和对科学技术发展的关注。
2022新课标要求 2.3.1 了解声音的特性。了解现在技术中声学的一些应用。知道噪声的危害及控制方法。声学是一门研究声音的产生、传播、接收、处理和重放的学科，在现代技术中有着广泛应用。在通信领域，声学技术让声音信号的传输更高效清晰。像手机的麦克风和扬声器，能精准将声音转化为电信号传输，并高质量还原声音。降噪耳机则运用主动降噪技术，发出与外界噪声相位相反的声波来抵消噪声，给用户安静的聆听环境。医疗方面，超声成像应用普遍。B 超利用超声波的反射特性，生成人体内部器官图像，辅助医生诊断病情。超声碎石术则借助高强度超声波聚焦产生的能量，击碎体内结石，减少对人体的损伤。工业生产中，声学可用于无损检测。通过检测材料内部缺陷反射或散射的声波，能发现材料内部的裂纹、气孔等问题，保障产品质量和设备安全。此外，声学成像技术能将声音可视化，在气体泄漏检测、电气设备局部放电检测等方面发挥作用，帮助工作人员快速定位故障位置。
学习目标与核心素养 物理观念1.了解声音的反射现象，知道超声、次声的频率范围；2.明确声能传递信息和能量，形成对声现象的基本认识。科学思维1.通过对声的应用实例的分析，培养运用物理知识解释实际现象的能力；2.学会归纳和总结声的应用规律。科学探究1.通过参与课堂活动，如计算能听到回声的最小距离等；2.体验科学探究的过程，提高动手操作和分析问题的能力。科学态度与责任认识到声技术在现代科技中的重要作用，体会物理学对人类生活和社会发展的影响，培养对科学的兴趣和责任感。
学情分析 八年级的学生在之前的课程中已经接触并学习了有关声音的产生、传播等一系列的基础知识，对声现象有了初步的了解和一定的认知。这些学生正处于思维非常活跃的阶段，他们有着强烈的好奇心，对于生活中出现的各种物理现象往往充满着浓厚的兴趣。然而，他们的抽象思维能力相对来说还处于不够成熟的水平，在理解一些较为抽象的物理概念时可能会遇到困难，所以就需要借助具体的实例以及实践活动来辅助他们更好地理解那些抽象的物理概念。
重点 1. 声音的反射及其应用。2. 超声、次声的特点及应用。3. 声能传递信息和能量。
难点 1. 理解回声的形成及能区分回声与原声的条件。2. 区分超声和次声在传递信息和能量方面的不同应用。
材料准备 多媒体设备（用于播放视频、展示图片等）、计算器（供学生计算使用）
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 播放关于天坛回音壁的视频，提问学生：“为什么在回音壁能听到清晰的回音呢？” 引发学生思考。 观看视频，积极思考教师提出的问题。 通过生活中有趣的声学现象导入，激发学生的学习兴趣，引出本节课的主题。
讲授新课 一、声音的反射1. 讲解声音的反射概念：声音是一种波，在传播过程中遇到障碍物会反射回来，这种现象叫做声音的反射，反射回来的声波在人耳中引起的感觉就是回声。2. 组织学生进行活动 向周围墙体、桌凳发声，感受是否能听到回声，并引导学生思考原因。讲解人耳能区分回声和原声的条件：回声和原声至少相差 0.1s 以上。计算发声位置距障碍物之间至少相距多少米才能听见回声，巡视指导学生计算。结合图片和文字，介绍北京天坛回音壁和三音石的声学特点，解释其原理。二、超声与次声：探测技术1. 讲解超声和次声的定义：振动频率高于 20000Hz 的声叫做超声，振动频率低于 20Hz 的声叫做次声，并展示频率范围示意图。2. 介绍超声探测技术：（1）讲解蝙蝠利用超声导航、捕食的原理 —— 回声定位。（2）介绍声呐：根据蝙蝠回声定位的原理发明，说明其用途，如确定潜艇、鱼群的位置和海水深度等。3. 讲解超声的应用：（1）传递信息：结合图片介绍声呐系统探测海底、汽车倒车雷达、金属探伤、超声波测速仪、超声检查等实例。（2）传递能量：结合图片介绍超声波加湿器、超声清洁眼睛、超声波洁牙、超声波粉碎结石等实例。4. 讲解次声的应用：（1）传递信息：结合图片介绍利用次声波预测地震、火山爆发、海啸等自然灾害，以及探测大规模气象活动等实例。（2）传递能量：讲解次声的危害，如次声武器可致人内脏损坏、飞机解体、建筑物倒塌等。三、声在现代科技中的其他应用1. 介绍水声通信：说明声波是唯一能在海水中有效进行远距离信息传递的载体，以 “蛟龙号” 为例介绍水声通信的应用。2. 介绍语音识别技术：说明声技术与计算机技术相结合的应用，结合图片介绍语音控制汽车、语音控制玩具、语音控制家用电器等实例。 1. 认真听讲，理解声音的反射和回声的概念。 积极参与活动，发声并感受是否听到回声，思考原因。 牢记人耳区分回声和原声的条件。，运用速度公式进行计算，得出结果。观看图片，聆听教师讲解，理解天坛回音壁和三音石的声学原理。明确超声和次声的频率范围，观察频率范围示意图。了解蝙蝠的回声定位原理和声呐的发明及用途。认真听讲，结合图片了解超声在传递信息和能量方面的具体应用。了解次声在传递信息方面的应用和传递能量时的危害。了解水声通信的特点和 “蛟龙号” 中水声通信的应用。了解语音识别技术的应用实例。 声音的反射通过概念讲解、学生活动和实例介绍，让学生理解声音的反射现象及回声的相关知识，培养学生的动手计算能力和对物理现象的分析能力。超声与次声：探测技术通过定义讲解、实例分析，让学生掌握超声和次声的特点及应用，区分它们在传递信息和能量方面的不同，拓宽学生的知识面。声在现代科技中的其他应用介绍声在深海探测和日常生活中的现代应用，让学生认识到声技术的广泛用途和重要性。
课堂练习 1.如图为北京天坛公园里堪称声学建筑奇观之一的圜丘。当游客站在圜丘顶层的天心石上说话时，会感到声音特别洪亮。关于声音变得特别洪亮的解释中正确的是（　　） A.声音变成了超声波 B.圜丘上装有扩音器 C.站在圜丘上说话时，声音传播得更快 D.反射的回声与原声混在一起，声音得到了加强2.如图是手机内置有超声波识别系统，手机发出超声波遇到手指上凸凹不平的指纹A、B、C、D、E五个位置，测得回收信号的时间分别为0.27ms、0.41ms、0.27ms、0.41ms、0.19ms，可求出手指与手机平面的距离，则该处指纹的大致形状是（　　） A.B.C. D.3.如图所示的物体或情景在工作或发生过程中产生次声波的是（　　） A.通过B超机检查身体 B.超声波传感器 C.超声加湿 D.核爆炸4.超声波具有方向性好、穿透能力强等特点，下列各例中利用超声波能量大的是（　　） A.医院利用B超机检查体内情况 B.蝙蝠利用超声波确定食物及障碍物的位置 C.超声波加湿器使药液雾化后让病人吸入治疗咽喉炎症 D.用超声波探测水库大坝是否有空隙裂缝5.次声波能够绕过障碍物传得很远，下列事例应用这个特点工作的是（　　） A.胎儿身体状况诊断 B.回声测深仪 C.眼镜清洗 D.地震监测
课堂小结
板书 3.4 声的应用一、声音的反射1. 概念：声音传播遇到障碍物反射回来，形成回声。2. 人耳区分回声和原声的条件：相差 0.1s 以上，距离至少 17m。3. 应用：天坛回音壁、三音石。二、超声与次声1. 定义：超声（>20000Hz）、次声（<20Hz）。2. 超声应用：（1）传递信息：声呐、倒车雷达、B 超等。（2）传递能量：加湿器、洁牙、碎石等。3. 次声应用：（1）传递信息：预测自然灾害等。（2）传递能量：次声武器的危害。三、声在现代科技中的应用1. 水声通信：如 “蛟龙号”。2. 语音识别技术：语音控制设备等。
课外拓展/课外阅读内容 请同学们在课后的时间里面，积极地去搜集和整理生活中其他关于声的应用实例。这里所说的声的应用实例，可以是各种各样不同的方面，比如声音在通信领域的应用，像我们日常使用的电话、对讲机等设备，都是依靠声波的传播来实现信息交流的；也可以是声音在医疗方面的应用，例如医生使用的听诊器，就是通过收集患者身体内部的声音来辅助诊断病情的；还有声音在艺术领域的应用，像各种乐器的发声原理、音乐厅的声学设计等等。大家可以多方面、多角度地去寻找这些有趣的声的应用实例，然后将自己搜集到的内容进行归纳和总结，做好充分的准备，以便在下节课的时候能够清晰、准确地进行分享，让更多的同学了解到声在生活中的广泛应用。
特色资源分析和技术手段说明 特色资源包含了许多有趣且具有教育意义的内容，例如有关天坛回音壁的视频资料，它能够清晰地向学生们展示这一古老建筑所蕴含的声学奥秘；还有关于蝙蝠如何利用超声进行导航的视频，通过动态的画面让学生们深入了解蝙蝠在黑暗中自如飞行背后的科学原理；此外，还收集了各种各样声音应用实例的图片，像是医院里使用的超声波检查设备、工业生产中的超声探伤技术等，这些图片从多个角度呈现了声音在现实生活中的广泛应用。所有这些精心挑选和整理的资源，都能够以一种非常直观的方式把声音的相关应用展现出来，从而有效地辅助学生对知识的理解与掌握。在技术手段方面，教师可以充分利用现代化的多媒体设备来开展教学活动。比如，使用多媒体播放器将那些精心准备的视频资料流畅地播放出来，让动态的画面和真实的声音效果相结合，为学生营造出身临其境的感觉；同时，还可以借助多媒体设备的大屏幕或者投影仪，把各种与课程内容紧密相关的图片以及精心制作的课件内容清晰地展示给每一位学生。这样一来，原本可能比较抽象和枯燥的知识点就能够变得生动形象起来，极大地吸引了学生的注意力，激发了他们的学习兴趣，进而有助于提高课堂教学效率，使学生在有限的课堂时间内获得更多的知识和更好的学习体验。
教学反思 本节课通过多种教学方法和教学资源，引导学生学习了声的应用相关知识。学生参与活动和课堂练习的积极性较高，对知识的掌握程度较好。但在讲解超声和次声的应用时，部分学生可能对其原理理解不够透彻，下次教学可以增加更多的演示实验或动画演示，帮助学生更好地理解。同时，在课堂练习环节，应多关注学生的解题思路，及时纠正错误，提高学生的解题能力。
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