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1、1.2 声音的特征音调一、教学任务分析本节学习声音的特征音调。本节是建立在声音的产生和传播的基本知识的基础上，以发声体的振动为主线，进一步探究声音的特征，为后续超声波、次声波、音色、噪声等知识的学习打下了基础，是形成完整的声学知识链的重要桥梁。本节可以通过小组实验探究活动激发学生的学习兴趣，认识音调的高低，学习音调的高低与哪些因素有关。本节课的教学要求学生积极投入课堂，观察和描述实验现象，在活动中感受“观察”在探究活动中的重要作用，逐步养成仔细观察的习惯。在观察示波器演示振动图像的活动中理解发声体的振动幅度和发声体的振动频率，感受除文字叙述、数学公式外可应用函数图像来描述物理规律，注意到用图像
2、法可以解决简单的物理问题。二、教学目标1、知识与技能（1）知道音调的含义。（2）知道频率是表示物体振动快慢的物理量，知道它的定义和单位。（3）知道音调与发声体结构有关，知道音发声体振动频率决定了音调的高低。2、过程与方法（1）经历音调与发声体结构关系的学习过程，认识通过探索揭示现象后的本质的方法。（2）通过利用示波器演示声波的振动图像，形象地理解声音的频率，感受应用函数图像描述物理规律的方法，认识用图像法可以解决一些简单的物理问题。（3）通过经历研究音调与频率关系的学习过程，认识到观察实验现象归纳实验结论的方法。3、情感、态度与价值观（1）通过观察发声物体，发现发声物体振动有快有慢，初步养成仔
3、细观察的习惯。三、教学重点和难点重点：音调的高低与发声体结构的关系。难点：发声体的振动频率决定了音调的高低。四、教学资源1、学生实验器材（每四人一套）：音叉、钢尺、塑料吸管、剪刀、风铃、梳子、硬纸片、学习活动卡等。2、演示实验器材：发声齿轮、示波器、水杯（7个）、大、小音叉、琵琶、多媒体课件等。3、自制模拟演示PPT幻灯片。五、教学设计思路声音是人们最熟悉的现象之一，学生不仅在生活中已积累了大量与声音的音调有关的感性认识，而且在科学中也学过了与声有关的常识。尽管有这些前期经验与常识，但是大多数学生并不很清楚“音调的高低与频率，与物体结构的关系”；对与音调有关的许多生动有趣的现象也不甚了解。课程
4、标准对本节知识点的要求较低，而这节教材的知识点虽少，但感性东西较多，单纯靠讲是不行的，必须加进大量实验，通过实验使学生获得感性认识，活跃课堂，增强学生对知识的理解力。所以我设计了大量的由浅入深，由易到难的探究实验，让学生在物理的实验探究过程中，逐渐提高观察和归纳总结的能力。在授课顺序的安排上，也依据学生的认知水平将音调与发声体结构的关系放在前面讲解，使学生由浅入深，由感性到理性地认识、理解影响音调高低的各个因素。六、教学流程1、教学流程图 活动一研究音调与发声体长度关系 结论一音调与结构的关系 活动五小结 活动四超声波与次声波 活动三观察波形 情景二风铃发声 定义 频率概念 结论二音调与频率的
5、关系 猜测音调的高低可能与什么因素有关 活动二研究音调与频率的关系 情景一 动物、歌曲等定义音调 2、教学流程图说明七、教案示例（一） 引入1、情景播放男、女歌声，请同学仔细听声音的特征，同时描述听到和感受到的，复习响度，引入课题音调。师：上节课我们已经学习了响度。那么，从响度的角度来区分，你们认为刚刚哪个声音响度较大，哪个声音响度较小呢？生：（略）师：你的依据是什么？生：（略）师：声音是有强弱之分的，哪一位同学来详细叙述一下响度的概念。生：（略）师：那除了听到这些声音有强弱之分外，还有哪些特征上的区别？生：（略）引导学生从声音高低的角度思考。师：我们发现声音是有高有低的，在物理学中通常把声音
6、的高低称为音调。师：哦，声音的高低称为音调，而响度呢，是指声音的（强弱）。师：好。今天我们着重来研究声音的另一个特征音调。（二）新课2、音调：声音的高低。（1）问题利用给定的器材发出不同音调的声音，思考讨论：音调的高低跟什么因素有关？（2）学生实验1学生利用桌上的实验仪器，以小组为单位进行实验，验证音调的高低与哪些因素有关。（3）大组交流小组派代表演示实验，并说明各实验分别说明了什么。教师指导点拨发声体的结构影响音调的高低。结论：音调的高低与发声体结构有关，发声体结构发生变化，音调随之发生变化。3、频率（1）问题利用钢尺伸出桌面振动的实验，思考讨论：发声体的结构发生变化时，振动快慢怎样变化？（
7、2）学生实验2学生利用实验器材，以小组为单位进行实验，发声体结构的不同会引起发声体振动快慢的不同。（3）频率（f）：振动的快慢用频率来表示。物体每秒钟振动的次数叫做频率。单位：赫兹（Hz）（4）问题决定音调高低的因素是什么？ （5）演示实验1利用发音齿轮、垫板进行实验，验证频率的大小决定音调的高低。结论：频率的大小决定音调的高低。（6）演示实验2观察大小音叉发音时，示波器的波形图。学生观察得出结论：（教师说明：音调的高低与发声体的结构有关，是因为发声体构造不同，振动频率不同，音调不同，所以我们可以说成振动频率与发声体的结构有关。）（三）知识拓展3拓展（1）学习活动卡：探究弦乐器音调高低与发声部
8、分长短、粗细、松紧的关系。（2）上网查询或阅读相关资料，了解我国古代各种乐器的构造及工作原理。（3）实践活动：熟西瓜的音调是高还是低呢？师：实验桌上有很多器材，请大家使它们发出不同的音调，学生对问题进行猜测（讨论完毕）学生可能猜测是物体的长度或物体振动快慢等导致了音调的高低不同。师：为了验证同学们的猜测是否正确，我们可以采取什么手段？实验很好！在实验桌上老师给你们准备了实验器材，请同学们根据桌上的实验器材任意选择进行实验。先讨论，设计好方案，明确你们的实验目的，所做的实验是为了验证猜测的哪一个因素对音调高低的影响。呆会儿老师要请同学进行小组交流，并让同学把实验过程进行展示。学生活动一A：（探究
9、）先将一根吸管的一端压扁后，剪去两角，再将这端放入口中，吹出声音来。用剪刀将吸管的另一端逐渐剪短，仔细分辨吹出的音调有什么变化。想一想，哪种乐器的演奏原理与它相似？学生活动一B：(探究)用力拨动钢尺，使之振动。探究钢尺振动发声的音调与钢尺伸出桌面的长度之间有什么关系。学生活动一C：(探究)用钢尺在梳子上划过，一次快些，一次慢些，比较两次所发出的音调有什么不同，得出什么结论。师：下面请小组代表来交流你们的实验过程及得出的结论。（学生交流：引导学生交流实验过程，训练学生的语言表达能能力，归纳能力，并得出相关的实验结论。）结论A：吸管越长，音调越低；吸管越短，音调越高。结论B：钢尺伸出桌面长度越长，
10、音调越低；伸出桌面长度越短，音调越高。结论C：划动快，发出声音的音调高；划动慢，发出声音的音调低。师：刚才有同学通过实验得出音调的高低与物体的长度有关。那我这里有一把琵琶，我用手拨动一根弦，使这整根弦振动并发出声音。下面我按住这里改变这根弦的长度，使这段弦振动并发出声音，接着再来一次。我们可以听到（。）这和刚才我们实验得出的第一个结论是相同的。那这儿有四根弦，我们可以看到这四根弦的长度是相同的，那它们发出的音调会相同吗？（。）我们来听一下，哦，它们发出的音调是不同的。那为什么长度相同的四根弦发出的音调会不同呢？（。）（投影）原来这几根弦是有粗细之分的，再来感受一下它们发出的音调。可以得出什么结
11、论？（。）也就是说，物体除了长度以外，物体的粗细也会影响到音调的高低，那么我们可以把物体的长度、粗细等统称为物体的结构。我们已经知道，长度相同的两根弦，细的那根发出的音调（高），同一根弦，长度越短，音调就越（高）。也就是说又短又细的弦发出的音调比又长又粗的弦发出的音调要（高），这和我们男、女生的声带结构相类似，这根弦好比女生短而薄的声带，这又好比是男生长而厚的声带。师：现在我们回顾一下刚上课时，我们听到的歌声，为什么男同学唱不出青藏高原的音调？生：因为发声体（声带）结构不同，男性的声带长而厚，而女性的声带短而薄。结论一：音调高低与发声体结构有关。当发声体的结构发生变化时，所发声音的音调也会发生
12、变化。师：回顾吸管的这个实验，思考一下，这个实验得以成功的原因是什么？（控制了习惯的粗细不变）（2）音调与频率的关系师：刚才也有同学通过实验得出音调的高低与物体振动的快慢有关。在物理学中，我们可以用频率来表示物体振动的快慢。物体每秒钟振动的次数叫做频率，用符号f表示，单位是赫兹，简称赫，符号Hz。那么频率会不会影响音调的高低呢？下面我们带着这个问题来进行实验。（演示实验）先介绍发声齿轮，投影仪讲述同一轴上的齿轮的齿数并告诉全体同学，每个齿轮的齿数不同。转动齿轮，用金属片接触齿轮的齿，使金属片振动发声。让学生注意倾听，并将听到的结果填入下面表格的音调栏。相同时间内金属片的振动次数（选填“多”、“
13、少”）频率（选填“高”、“低”）声音的音调（选填“高”、“低”）齿数多的齿轮齿数少的齿轮师：如果我转动齿轮，使钢尺与齿数不同的齿轮发生碰撞，在相同的时间内它们振动的次数一样吗？生：不一样。师：在相同的时间内振动次数越多，频率就越（高）。请仔细倾听音调的高低，填入表格的音调一栏里。对比分析表格中频率和音调这两列，你们可以得出什么结论？生：发声体频率高，音调高；发声体频率低，音调也低。师：下面，让我们再来回顾一下两次划动梳子所发声的波形图。有什么特点？可以得出什么结论？分析得出结论：波形越密，发声体振动频率越高，音调也越高；波形越疏，发声体振动频率越低，音调也越低。师：因此我们可以得出影响音调高低
14、还与什么因素有关？（频率）结论二：音调的高低与发声体的频率有关，且频率越高，音调也越高；频率越低，音调也越低。(3) 超声波与次声波师：频率不仅影响着音调的高低，而且也影响着人的听觉。人耳对高音和低音的听觉是有一定限度的。人的听觉频率范围：20-20000赫兹。那频率超过20000赫兹的声波叫做超声波；频率低于20赫兹的声波叫做次声波。师：为什么凭听觉能发现飞行的蜜蜂而不能发现飞行的蝴蝶？生：（略）（三）知识应用（略）（四）课堂小结同学们，最后讨论一下：这节课我们学到了哪些知识？1、声音的高低称为音调。2、音调与发声体的结构有关。3、音调还与发声体的振动频率有关，发声体的振动频率高、音调高；发声体的振动频率低、音调低。4、音调与响度的区别。师：最后，我们再来学习一下音调在日常生活中的应用。（五）布置作业：1、学习活动卡：探究弦乐器音调高低与发声部分长短、粗细、松紧的关系。2、上网查询或阅读相关资料，了解我国古代各种乐器的构造及工作原理。3、实践活动：熟西瓜的音调是高还是低呢？
