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案例：跨学科实践　关于社区噪声污染控制的建议
1．物理观念：了解身边的噪声来源及其危害。知道噪声的防止途径。
2．科学思维：通过调查活动，使学生掌握一些科学研究的基本方法和调查环境问题的基本方法，让学生针对控制噪声提出可行性的防治建议。
3．科学探究：通过学生以组为单位外出调查研究，以培养学生发现问题、综合问题、分析问题、解决实际问题的能力，培养学生的团结协作精神。
4．科学态度与责任：通过调查身边生活的噪声，使学生重视身边的环境，养成负责任的生活态度。通过观察、调查、统计数据、分析现象等活动，培养学生严谨求实的科学态度。
教学重点：了解住处附近存在的噪声问题。使学生初步掌握科学调查研究的基本方法。
教学难点：学生要在对各种现象的观察和调查中发现问题，找到实际生活中的问题，提出解决问题的方法，同时形成良好的意志品质和价值观。
一、项目提出
播放视频，欣赏音乐，再播放嘈杂刺耳的声音，让学生在两种环境的对比中联系自己生活的实际，展开讨论。
环境中的噪声污染与其他污染一样，常常干扰人们正常的生活、工作和学习，危害人类环境。你所在的社区有哪些噪声困扰着居民？怎样有效地减少社区的噪声污染？你能向社区提出合理的建议吗？
二、项目分析
同几位与你住得较近的同学组成调查小组，开展以下调查研究活动：
(1)通过现场考察与访问居民，了解住处附近的噪声来源。
(2)查阅相关规定，调查住处附近的噪声，并对其进行分类。
(3)查阅资料了解环境噪声限值，再用分贝仪检测不同环境中的噪声分贝数。
(4)了解噪声对人们的生活与健康的危害，提出减少住处附近噪声污染的合理化建议。
三、项目实施
1．通过现场考察与访问居民，了解住处附近的噪声来源并对其进行分类。
根据活动内容与学生的实际情况，4至6人自愿成立活动小组，给小组起名，每组民主选出一名组长、一名记录员，组长负责组织活动、记录员负责小组活动档案的整理。
活动方案：
所需器材：分贝仪、时钟。
步骤一：以小组为单位，调查你身边有哪些噪声，并进行例举填在表格中。
类型 噪声1 噪声2 噪声3 噪声4
环境1
环境2
环境3
环境4
环境5
环境6
步骤二：用分贝仪记录在不同时间段内噪声的等级，并按照四类噪声进行分类，记录在以下表格中。
类型 工业噪声 建筑施 工噪声 交通运 输噪声 社会生 活噪声
6：00～12：00
12：00～14：00
14：00～17：00
17：00～20：00
20：00～22：00
22：00～6：00
2.通过现场考察，了解住处附近已采取了哪些噪声控制措施，并提出减少噪声污染的建议。
活动方案：
步骤一：调查出现的噪声已经实施了哪些措施，请填入以下表格。
类型 工业噪声 建筑施 工噪声 交通运 输噪声 社会生 活噪声
措施1
措施2
措施3
步骤二：应用所学知识及查阅相关资料，并和老师、同学讨论还可以提出哪些减少住处附近噪声污染的合理化建议，请填入以下表格。
类型 工业噪声 建筑施 工噪声 交通运 输噪声 社会生 活噪声
措施1
措施2
措施3
四、成果展示与交流
各组成员展示并汇报所发现的问题及应对措施，小组间相互讨论。最后由班长综合全班同学关于减少住处附近噪声污染的建议，写出一份报告，再由教师做出评价。整理后提交给社区相关部门。2．2　音　调
1．物理观念：
(1)知道声音的高低叫作音调。知道频率。
(2)知道音调与声源振动的频率的关系。频率越高，音调越高；频率越低，音调越低。
(3)了解不同频率的声音在波形图上的差异。
(4)了解影响弦乐器音调高低的因素。
2．科学思维：
通过实验探究活动，锻炼学生的观察、实验和思维能力。体会控制变量法在物理学中的应用。
3．科学探究：
通过做“探究影响音调高低的因素”的实验，进一步了解和学习物理学研究问题的方法。
4．科学态度与责任：
(1)通过了解日常生活中描述音调高低的语言，有把所学知识联系到实际中的意识。
(2)在活动中培养学生善于与其他同学合作交流的意识和能力。
教学重点：探究影响声音高低的因素。
教学难点：建立音调的初步概念。
吉他、钢尺、口琴、示波器、音叉、话筒等。
一、情景引入
播放交响乐《黄河大合唱》片段。听完这段音乐片段，大家有什么感受？片段中的乐曲有时激越高昂，有时凝重低沉，声音高低错落，跌宕起伏，给人以绝美的艺术感。
提出问题：声音为什么会有这样的差别？我们应该怎样科学的区分它们呢？
二、新课教学
探究点一：声音的高低——音调
1．音调的初步概念
通常情况下，儿童说话的声音比成年人说话的声音“清脆”；女孩说话的声音比男孩说话的声音“尖细”。这里的“清脆”“尖细”“低沉”等都是指的声音的音调高低不同。
用吉他发出音调不同的声音，让学生反复聆听，从而建立“音调”的初步概念。
2．探究影响声音高低的因素
提出问题：既然声音是物体振动产生的，声音的差别必然与振动有关，那么声音的高低与振动的什么因素有关呢？
设计实验：
比较：让一个物体发出两次音调不同的声音，进行比较。
观察：在听声音时，注意观察物体的振动情况。
进行实验：
1．改变钢尺伸出桌面的长度，分别拨动使其振动。通过对比可以听出实验中声音的高低不同；同时观察发现：尺子振动的快慢不同。
2．把口琴，去掉外壳，会看到一些长短不同的钢片，吹奏时可以很清楚地听出声音高低的变化，也可以判断出长弹簧片振动发声的音调低，短弹簧片振动发声的音调高。
声音的高低跟物体振动的快慢有关。物体振动得越快，声音的音调越高。
引入“频率”的概念。
3．频率：声源振动次数和所用时间之比。其单位是赫兹，简称赫，符号是Hz。
例：物体1 s内振动20次，它的振动频率就是20 Hz。
探究点二：用波形比较频率
1．用示波器比较波形
(1)将话筒的插头用两根带夹子的导线跟示波器连接并调整好。
(2)对着话筒敲击音叉，观察示波器上出现的波形。
(3)敲击两个音叉，发出不同频率的声音，分别比较波形。
2．探究影响弦乐器音调的因素
(1)用吉他演奏一段乐曲，引出弦乐器。让学生列举出见过的弦乐器。
(2)提出问题：弦乐器的音调与什么有关？
(3)观察吉他，提出自己的猜想和假设。
(4)弦乐器音调的高低跟弦的粗细、长度、松紧程度等有关。
(5)引导学生用控制变量的方法设计实验方案。
(6)进行实验，并用示波器比较波形。
学生得出结论：在弦的粗细、松紧程度相同时，弦越长音调越低；在弦长、弦的粗细相同时，弦越紧音调越高；在弦长、弦的松紧程度相同时，弦越细音调越高。
3．阅读“信息浏览”，并思考下列问题：
(1)人的发声频率和听觉频率范围是否一样？
(2)为什么有时候在人没有任何感觉时，狗却能觉察出异常情况？
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2．2　音　调
1．声音的高低——音调
(1)声音的高低叫作音调。
(2)频率：声源振动次数和所用时间之比。单位：Hz。
(3)音调与声源振动的频率有关：声源振动的频率越高，音调越高。
2．用波形比较频率
(1)用示波器比较波形。
(2)影响弦乐器音调的因素有弦的长度、粗细、松紧程度等，弦越短、越细、越紧，弦发出的声音的音调越高。
(3)人和动物的听声频率范围和发声频率范围都不相同。
这节课是本章的重点内容，在设计时突出了以学生为主体，增加了不少学生的活动，对一些学生不易观察的现象进行了录像、放慢等措施，增加了学生对细微变化的观察。在典型声音的素材搜集上，在学生不易认识到的特殊声音上，教师还要进一步通过采集利用起来。2．1　声音的产生与传播
1．物理观念：
(1)知道声音是由物体的振动产生的。
(2)知道声音以波的形式传播且需要介质，声音在不同介质中传播的速度不同。
(3)了解人听到声音的过程。
2．科学思维：
初步培养学生观察、归纳并得出结论的能力。体会转换法和推理法在物理学中的应用。
3．科学探究：
通过探究声音产生和传播的条件，初步培养探究问题的能力。
4．科学态度与责任：
(1)感受自然界声音的美妙与有趣，激发好奇心和求知欲。培养学生对物理学的热爱，使学生乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理。
(2)关注保护听觉的重要性，培养关心帮助听障人士的爱心。
教学重点：1.声音产生的原因及传播条件。2.理解回声现象，知道影响声音传播速度的因素及声速的计算。
教学难点：1.声音以波的形式传播。2.通过观察耳的结构图，并结合生活经验，了解人耳是如何听到声音的。
收录机、音叉、小锤、纸人、橡皮管、抽气机、水槽、电铃、电池、示波器、话筒、塑料薄膜、多媒体等。
一、情景引入
演示实验1：把一个扬声器放到纸盒里，纸盒上放两个糊好的纸人，给扬声器通电后，两个纸人就随着扬声器发出的悠扬乐曲翩翩起舞。
演示实验2：在两个人相距很远的情况下，其中一个人大喊一声，另一个人要过段时间才能听见此喊声。
提出问题1：两个纸人为什么会跳舞呢？
提出问题2：为什么另一个人要过段时间才能听见此喊声？
我们下面就来揭开上述现象的奥秘。
二、新课教学
探究点一：声音的产生
活动一：敲击音叉，将音叉立即插入水中，仔细观察发生了什么现象？
学生回答：水花四溅。
活动二：将手指放在正在播放音乐的收录机的扬声器上，你有什么感觉？
学生回答：感受到扬声器和机身在振动。
选择其他器材的学生展示相关的实验，并汇报实验结论：发声的物体都在振动。
思考：(1)谈谈你用什么方法判断出发声的物体都在振动。
(2)有没有只发声不振动的物体呢？
(3)正在发声的物体，如果它的振动突然停止，这个物体还能发声吗？你能用实验来证明你的结论吗？
进一步探究。
分析得出：发声的物体都在振动；如果振动停止，物体也就不能发声了。
对于正在发声的物体，我们把它叫作声源。
解释：扬声器上的纸人为什么会随着音乐翩翩起舞？
探究点二：声音的传播
1．用水波进行类比，帮助学生建立声波的概念。
活动：用示波器显示声波，多找几位同学对着话筒说话、唱歌，让学生亲眼看见自己声音的波形。
2．声音在传播过程中，如遇到障碍物就会被反射回来，反射回来的声音叫作回声。
3．当前后两次声音传到人耳的时间间隔大于或等于0.1 s时，人耳就能分辨这两次声音，北京天坛中三音石就是应用了这个原理。若小于0.1 s则原声加强，北京天坛中圜(yuán)丘就是应用了此原理。
讨论：
(1)开山放炮时为什么能听到隆隆不绝的响声？
(2)人在屋里说话为什么比在旷野里听起来响亮？
学生思考并回答。
探究点三：声音的传播需要介质
提出问题：如果让音叉在真空中振动，你能听到声音吗？
探究课题：真空能传声吗？
将正在发声的电铃放在钟罩内，利用抽气机将瓶中的空气抽出，听到电铃的声音逐渐减弱，直至几乎听不到；然后再让空气进入，听声音，进行对比。
总结：真空不能传声。
置疑：真空不能传声，说明声音传播需要介质，根据你的生活经验，你认为有哪些物质可以传声呢？能用实验证明吗？
学生可以根据自己的经验提出猜想，自己设计实验证明。(可演示)
结论：固体、液体、气体等物质都可以传声。声音在不同物质中传声效果是不同的。
探究点四：声音传播的快慢
声速：声音传播的距离和传播所用时间之比叫作声速。
思考问题：既然固体、液体、气体都能传声，为什么游击队员为了听远处的火车声，要将耳朵贴在铁轨上？声音在固体、液体、气体中传播的速度是否一样快？
多媒体展示：声音在一些介质中的传播速度图(如图)。了解声音在空气、水、铁中的传播速度。
小结：(1)声音在不同的介质中，传播速度一般不同。
(2)一般来说，固体中的声速较大，气体中的声速较小。
(3)在同一介质中，声速还与温度有关。温度越高，声速越大。
讨论：百米赛跑时，如果终点计时员听见发令枪响才按表计时，这样的计时方法正确吗？为什么？
学生思考并回答。
探究点五：人怎样听见声音
1．人耳的基本结构：耳蜗、外耳道、鼓膜、听小骨、听神经。
2．人耳感知声音的途径：外界传来的声音引起鼓膜振动，这种振动经听小骨传到耳蜗，再通过听神经将信号传入大脑，这样就产生了听觉。
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2．1　声音的产生与传播
1．声音的产生
(1)声音是由物体振动而产生的。
(2)正在发声的物体叫作声源。
2．声音的传播
(1)声音是以波的形式进行传播的。
(2)回声的概念。
(3)产生回声的条件：回声到达人耳应比原声晚0.1 s以上。
3.声音的传播需要介质
(1)真空不能传声。
(2)声音的传播需要介质，固体、液体、气体可以传声。
4．声音传播的快慢
(1)声音在不同介质中的传播速度一般不同。
(2)一般来说，固体中的声速较大，气体中的声速较小。
(3)声速与介质的温度有关。在15 ℃的空气中声音每秒传播约340 m。
5．人怎样听见声音
外界传来的声音引起鼓膜振动，这种振动经听小骨传到耳蜗，再通过听神经将信号传入大脑，这样就产生了听觉。
本节课的教学核心是声音由物体振动产生、声音的传播需要介质、声速、回声及人耳听声的原理。从观察现象到分析、解释现象，一步一步循序渐进，使探究声音的内涵由易到难，由浅到深，逐步丰富概念外延，顺应学生的思维，从而更好地激活他们的思维，实现了教学的“层递性”。2．3　响度与音色
1．物理观念：
(1)知道声音的强弱叫作响度；知道声音强弱的计量单位。
(2)知道响度和音色的影响因素。
(3)了解不同振幅和形状的声音在波形图上的差异。
(4)知道管乐器和弦乐器。
2．科学思维：
(1)通过实验探究和活动，进一步锻炼学生的观察、实验和思维能力。体会控制变量法和转换法在物理学中的应用。
(2)能利用声音的特性区分不同的声音。
3．科学探究：
通过做“探究影响声音响度的因素”的实验，进一步了解和学习物理学研究问题的方法。
4．科学态度与责任：
(1)在活动中培养学生善于与其他同学合作交流的意识和能力。
(2)观察了解身边的声现象，感受我国民族乐器优美的音色，增强民族自豪感。
教学重点：响度和音色是乐音的基本特征。
教学难点：响度与音色的区别以及怎样用波形区分声音的特征。
鼓、纸屑、示波器等。
一、情景引入
让学生听一段音乐，然后调节音量旋钮，让学生感受声音强弱的变化。
让一位同学先轻声说一句话，然后大声地说同一句话等。
提出问题：这些声音有没有区别？
二、新课教学
探究点一：声音的强弱——响度
1．响度：声音的强弱叫作响度。响度又叫作音量。
2．探究响度跟哪些因素有关
实验一：敲鼓(鼓上撒有纸屑)
实验过程：先轻敲鼓面，听鼓声的响度，观察纸屑的振动情况；再用力敲鼓面，再次听鼓声的响度，并观察纸屑的振动情况。
观察后思考：
(1)前后两次敲击时鼓发出的声音在响度上有什么区别？
(2)前后两次敲击时鼓面上纸屑的跳动幅度有什么区别？
(3)声音的响度与声源振动的幅度有怎样的关系？
学生回答：(1)后者敲击时发出声音的响度大。
(2)后者敲击时鼓面上纸屑的跳动幅度大。
(3)响度与声源振动的幅度有关。
实验二：张开嘴喊“啊……”
实验过程：先小声喊“啊……”，再大声喊“啊……”。
物体振动时，偏离原来位置的最大距离叫振幅，通过上面的活动可以得出结论：声音的响度跟物体振动的幅度有关。
探究点二：用波形比较振幅
用示波器将同一音叉发出的响度不同的声音显示出来，加以分析比较。如图为同一音叉前后两次对应的波形图。试回答哪幅图的振幅大，响度强。
学生回答：图乙的振幅比图甲的振幅大，响度也强。
响度是人耳对声音感觉的强弱。在声学上，人们通常用分贝作为单位来计量声音的强弱，其符号是dB，分贝数越大，表示声音越强。
声音的强弱还与哪些因素有关？阅读课本P38～P39，学生回答。
学生回答：响度跟距离声源的远近有关。离声源越远，声音越分散，声音的响度也就越小。
探究点三：声音的品质——音色
1．欣赏一段器乐合奏曲，你能听出其中有哪几种乐器吗？
不同的发声体发出的声音，即使音调、响度相同，我们还是能够分辨它们。在声音的特征中还有一个因素是十分重要的，它就是音色，也叫作音品。
如图，不同乐器演奏C调的“1”时，波形各不相同，虽然音调相同，响度相同，但音色不同。
2．音色是由发声体的材料、结构及发声方式等因素决定的。
3．响度、音调、音色是乐音的三个主要特性，我们正是根据这些特性才能区分不同的声音。
探究点四：管乐器和弦乐器
阅读课本P40，了解“管乐器”和“弦乐器”两个不同的“家族”。感受中国古代的乐器制造技术及古人的智慧和创造力。
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2．3　响度与音色
1．声音的强弱——响度
(1)声音的响度与声源的振幅、距离声源的远近有关。
(2)用波形图比较振幅。
(3)通常用分贝作为单位来计量声音的强弱，其符号是dB，分贝数越大，表示声音越强。
2．声音的品质——音色
(1)音色又叫音品。
(2)音色是由发声体的材料、结构及发声方式等因素决定的。
3．管乐器和弦乐器
这节课是本章的重点内容，在教学时通过不同的方法来让学生对乐音的三个特征有更深入的了解，使学生理解得更透彻。2．4　让声音为人类服务
1．物理观念：
(1)了解声音的研究对音乐和建筑的影响。
(2)知道超声和次声及超声与次声在生产、生活中的应用。
(3)知道噪声及其来源，知道如何控制和减弱噪声。
2．科学思维：
在活动中培养学生善于与其他同学合作交流的意识和能力。
3．科学探究：
通过观察、参观或观看有关的文字、图片、音像资料等，获得社会生活中声的利用方面的知识。
4．科学态度与责任：
通过学习，了解声在现代技术中的应用，进一步增加对科学的热爱。
教学重点：1.音乐、建筑与声音。2.控制和减少恼人的噪声。
教学难点：1.超声和次声在生活和现代技术中的应用。2.利用波形图区分乐音与噪声。
多媒体、示波器等。
一、情景引入
为什么美妙的音乐可以陶冶人的情操，而刺耳的汽车喇叭声却使人紧张、烦躁？为什么我们凭听觉能发现飞行的蚊子，而不能发现飞行的蝴蝶？
这节课我们就来探讨如何“让声音为人类服务”！
二、新课教学
探究点一：声音与音乐
播放一些不同风格的乐曲片段，如热烈奔放的《丹凤朝阳》、缠绵凄凉的《苏武牧羊》、舒缓柔和的《月光曲》、如泣如诉的《二泉映月》等，让学生从乐曲的旋律和节奏中感受到音乐的美，结合课本，让学生了解声音与音乐的关系。
探究点二：声音与建筑
介绍有关声音与古代建筑图片资料，介绍现代建筑中采用吸声材料、设置不同方向的反射板等方式，增强音响效果及学习所涉及的声学知识。
思考：在秋游时，你站在大山之间大喊一声，能听到自己的声音多次再现，原因是什么？
学生回答：声音发生了多次反射。
阅读教材P43“双耳效应”的内容，了解双耳效应。
探究点三：超声与次声
介绍超声和次声的有关资料，了解超声、次声的特点、应用以及次声的危害等。
阅读课本P44，思考下列问题。
(1)人耳听到的声音频率范围是多少？
(2)超声和次声的定义？
(3)超声和次声的特点、应用有哪些？
学生回答：
(1)人耳听到的声音频率范围是20～20000 Hz。
(2)把振动频率高于20000 Hz的声音，叫作超声；把振动频率低于20 Hz的声音，叫作次声。
(3)超声波作为信息载体能够传递信息，可以用声呐来判定物体的位置、特征、超声诊断及超声盲人探路等。超声波作为一种能量形式，能够传递能量，可进行工业超声处理加工(如清洗、焊接、钻孔和粉碎)，超声医疗，超声处理种子等。次声波能预测地震、台风：地震爆发前，许多动物往往有异常反应，如老鼠逃出洞，牛马不入圈，鸡犬不宁等。这主要是由地震爆发时强烈的次声波引起的。
教师播放一些关于超声和次声应用的视频，让学生观看。
探究点四：噪声的危害与控制
1．感受噪声
课前收集或录制一些噪声，如：工厂里机器的轰鸣声、自由市场里嘈杂的声音、电锯声、鞭炮声等。
2．什么是噪声
从物理学角度看，噪声是指发声体做无规则振动发出的声音；从环境保护的角度看，噪声是指妨碍人们正常休息、学习和工作的声音，以及对人们要听的声音起干扰作用的声音。
3．利用波形图区分乐音与噪声
根据下图中声音的波形判断，属于噪声的是C。
4．认识噪声的来源及危害
(1)噪声的来源：交通运输噪声，工业噪声，施工噪声，社会生活噪声等。
(2)人所处的理想声音环境是白天不高于55 dB，夜间不高于45 dB。超过70 dB，人就会心烦意乱，神经紧张，导致学习与工作的效率下降。若长期在80～100 dB的声音环境中工作和学习，听觉就会迟钝，甚至耳朵变聋。噪声还能诱发多种疾病，严重时会导致死亡。
阅读教材P45第三段内容，了解我国在噪声防治方面的法律法规。
5．介绍噪声监测器
6．寻找减弱噪声的途径和方法
途径：噪声产生和传播的过程，即声源振动产生声音→空气等介质传播声音→鼓膜振动听到声音。
减弱方法：消声、吸声和隔声的方法控制和减少噪声。
7．实际生活是怎样控制噪声的？
例：给噪声大的机器加隔音罩或加橡皮垫来吸收它的振动，给汽车和摩托车安装消声器，市区内禁止汽车鸣笛。
例：在高架道路和住宅区内设置隔音板和种草、植树。
例：在录音室的墙面上装有吸声材料或让工人戴上消音耳塞。
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2．4　让声音为人类服务
1．声音与音乐
2．声音与建筑
3．超声与次声
(1)人能听到的声音频率范围。
(2)超声与次声的特点及应用。
4．噪声的危害与控制
(1)乐音和噪声的概念及区别。
(2)噪声的波形图。
(3)噪声来源、强弱等级及其危害。
(4)主要在消声、吸声和隔声三个方面采取措施来控制噪声。
本节课与生活实际联系较为紧密，可通过播放录像等方式把学生引领入一个个生动的情景中，录像能给人以真实的感受，从而调动学生的学习热情，让学生积极参与，认真讨论、分析、归纳出各知识点。这就需要老师在备课过程中充分预测在各教学环节中出现的问题，并善于捕捉亮点，来激发学生的学习兴趣，以达到抓住重点、突破难点的目的，使学生较好地掌握科学文化知识。

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