资源简介

“探寻太空中的声世界”
--声音的产生与传播
【理论分析】
依据《义务教育物理课程标准（2022年版）》以发展学生核心素养为目标，以生活情境为载体，通过“听、看、做”等多种方式让学生沉浸式体验声音不同特性，达到掌握并应用的目的。整节课秉承课标新要求，坚持目标导向，问题导向，创新导向最终完成核心素养，实现深度学习，可持续性学习！
【教材分析】
“声和光”属于二级主题“运动和相互作用”之下。而“声音的产生”是在“声和光”主题之下。本节属于“声现象”大单元，以“探索声音的奥秘”为核心主题，通过“探寻太空中的声世界”情境串联单元知识。本节课是声现象单元的开篇内容，涉及声音的产生、传播、声速及回声，为后续噪声控制、超声波应用等内容奠定基础。
【学情分析】
小学科学中已对声音的产生与传播有所学习，为本课题奠定了比较好的理论基础。但学生对声学知识缺乏系统的认识，团结协作能力和解决问题的能力均需培养 。本节采取任务驱动的方式，从学生感兴趣的太空知识进行引入，贯穿整个教学流程，同时引导学生在跨学科实践活动中建构科学概念，解决实际问题，增强了学习的主动性。
【教学目标】
依据：最新版的课程标准以及物理核心素养要求，大单元设计，深度学习理念。
单元目标：
1.知识整合：将声音的产生、传播、特性与应用融入真实场景，以“航空航天史”开场，以杨利伟的空中课堂为主线，逐一探究声音的产生传播，声音的特性，及听不到的声音，噪声的防控。从而完成本单元的知识构建和对单元任务情境的问题 。
2.跨学科融合：结合音乐、生物（听觉系统）、工程（乐器与太空舱设计），等学科，体现物理知识的实用性
3.核心素养提升：培养学生质疑，思考归纳结论的能力，培养学生感知物理学习中实验方法的巧妙运用。同时通过学习完成低阶向高阶的过渡，如利用所学完成自制“古典乐器”活动，太空舱的构建与改进，学以致用。感受古文化的魅力，关注科技前沿，陶冶爱国情操。关注科学技术对社会发展、自然环境及人类生活影响，体现深度学习。
课时目标：
1.知道声音的产生传播。
2.学习从物理现象和实验中归纳物理规律，尝试应用物理知识和规律解释生活中及航空航天
中的物理现象和问题。
3.培养学生合作学习的能力，动手能力，质疑能力，学以致用能力。
【教学重难点】
教学重点：声音的产生与传播。
教学难点：实验的开展及声现象在生活与未来科技中的应用。
【教学方法】“循环递进式探究”和“项目式学习”的教学方法，通过设置问题串，带动任务驱动，活动贯穿，实现教学进阶。
【教学策略】
课堂“云互动”策略：
（1）AR虚拟仿真
（2）利用智慧课堂使用，实时关注学生动态。
2.“问题链驱动” 策略：
通过“设计问题串—主动探究—完成概念—回归问题—再现生活”完成教学目标，体现生活即物理，物理即生活。
3.“项目式学习”策略：
通过杨利伟的空中授课完成项目驱动，体现多学科综合，深度学习。
【教学资源】
1.畅言智慧课堂基本构件、f5-tts软件、即梦软件、手机投屏软件。
2.教师教具：抽气机基本构件、固液气介质演示仪、声悬浮演示仪（自制）、声波演示仪（自制）
3.学生教具：光学振动显示仪（自制）、土电话、手机、水、简易抽气机（自制）、古琴、排箫、二胡、编钟等。
【教学流程】
【教学过程】
（一）创设情境，引出探究问题
任务一：了解声音的学习需求
播放中国航空航天发展史。
问题：火箭发射升空的瞬间，我们能听到什么声音呢？
设计意图：通过纪录片的形式引入探究主题，不仅可以顺利过渡到课堂主题，同时可以培养学生的爱国热情，增强民族自豪感，同时对航天事业产生浓厚兴趣。
同学们想了解声音的哪些知识呢？云课堂收集。
设计意图：通过智慧课堂收集学生想要了解的声学知识，实现有目的的学习，课堂更高效。
（二）合作探究，规划学习路径
任务二：探究声音的产生
过渡：火箭点火升空时，我感觉到的是一种低频的振动，这种振动通过座椅和舱体传递到
身体，我感觉自己自己向被装进一个巨大的鼓里，隔壁的砾石在冲击波中跳跃起舞。
设计意图：通过“f5-tts+即梦”软件实现AR教学，通过民族英雄杨利伟的课堂讲解，感受声音在太空中的体现，号召力更强，学生学习兴趣更浓。
问题：1.通过视频同学们收集到了什么声学知识？
2.猜一猜声音到底是怎样产生的？
学生活动1：利用手边的器材让其发声，并观察现象。（分组）
问题：你看到了什么？（将看到的现象拍照上传）
设计意图：利用学生分组实验，增强学生的团队合作能力，动手能力，便于从实验中总结物理规律的能力。
演示实验1：声悬浮演示仪（自制）
设计意图：由于常规的音叉振动实验，现象不是特别明显。采用自制的教具可以将声音的振动放大可视，培养学生的创新思维。
说一说：声音是怎样产生的。
结论：声音是由于物体的振动产生。
问题：实验中我们是通过什么方式看到振动的？
设计意图：问题引领，实验做铺垫，帮助学生理解”转换法”的使用。
玩一玩：同台演绎老师自制的古典乐器。
问题串：1.这些古典乐器靠的是什么振动发声？
2.如果用手按住发声体表面，声音有何变化？
想一想：振动停止发声会不会停止？声音会不会停止？
小结：正在发声的物体叫声源，振动停止，发声也会停止。
设计意图：短暂的放松可提高学习效率。通过老师自制的古典乐器，培养学生的爱国热情，民族自豪感，同时在亲自动手中验证所学，加深对知识的理解。
任务三：探究声音的传播
过渡：我感觉自己就像置身于一部被按下静音键的宇宙电影中，只有自己的呼吸声回荡在头盔里。此时的地球像一颗镶嵌在黑色天鹅绒上的水滴，蓝的让人心颤。
问题串：1.为什么太空中的宇航员听不到周围的一切声音呢？
2.声音的传播需要什么条件呢？
3.你觉得声音可以在什么物质中传播呢？
学生活动2：探究气体、液体、固体中声音的传播情况。（分组）
议一议：说出自己实验的感受。
设计意图：学生分组实验，在快乐的体验中培养学生动手与团队合作能力。
演示实验2：声音在不同介质中传播实验（自制）
说一说：通过我们的实验说明声音传播的条件。
设计意图：将固液气三种介质的传声情况在一套实验装备中体现出来，体现了实验的高效性简洁，可操行强。
结论：声音可以在气体中传播，也能在液体和固体中传播。生音的传播需要介质，声音不能在真空中传播。
玩一玩：耳朵贴桌面听声音。
想一想：固体传声效果好的应用。
设计意图：体现学中玩，玩中学，增强学习积极性，让效率更高。同时让学生亲自感受，得出了固体传声效果较好的结论。
任务四：探究声音传播速度及传播形式。
过渡：在失重下轻敲舱壁，声音瞬间传到耳中，像魔法一样高效保真。当舱内降温至18度以下，水循环泵的嗡嗡变得更低沉，像远处的闷雷。
问题串：1.通过视频同学们又提取到了哪些声学知识呢？
2.声音的传播速度可能和什么有关呢？
视频：模拟不同介质的传声速度不同。
设计意图：利用动画制作让学生直观感受声音在不同介质中的传播速度。
问题：你知道声音在哪种介质中传播较快吗？
结论：V固>V液>V气
V气=340m/s (15℃的空气中)
议一议：你见过火箭发射升空瞬间空中的马赫环吗？
你知道音爆是怎么回事吗？
（一马赫=一倍声速）
设计意图：引入学生感兴趣的航空知识，超音速，马赫环
等名词，更好地激发学生的学习激情。
问题：声音传播时有形状吗？
玩一玩：声波演示（自制）
设计意图：利用光学原理将声波可视化，体现快乐学习的理念，同时体现学中玩，玩中学。老师多努力一点，学生更轻松一点。
结论：声音以波的形式向外传播。
（三）学以致用，展现知识力量
任务五：探究“回声”原理
过渡：你的脚步声、设备的嗡鸣声甚至一次轻微的咳嗽，都会在舱壁上碰撞叠加，最终变成一种绵延不断的背景音，形成一种错位的“双重声音”，产生短暂的认知负荷。
问题串：1.“双重声音”指的是什么呢？
2.它又是如何形成的？
视频：模拟声音的反射
设计意图：将声音的反射具象化，加深对反射的理解。
问题串：1.回声是如何形成的呢？
2.“回声”在生活与科技领域有哪些体现和应用？
设计意图：体现物理在物理知识在生活及航天领域的应用，体现知识的力量。
（四）学科融合，综合素养提升。
任务六：如何改善太空噪声环境
过渡：登月舱冷却泵的噪声“像一群蜜蜂在舱内嗡嗡”，设备运转时“规律的滴答声”，风扇转动像“持续的风声”，所有这些，需要很久才能适应。
议一议：人耳结构。
想一想：改善火箭外形、降噪耳机、吸声材料、解决音爆问题。
设计意图：将音乐、生物（听觉系统）、工程结合为一体，体现学科综合，提升科学素养，体现深度学习，体现低阶向高阶过渡。
天工破壁啸长风，星舰传音叩宇穹。
欲借声波量九域，且问华夏问天钟。
愿同学们保持热爱，再谱航天新曲！
小结：
作业布置：
A组（基础性作业）
“夜半钟声到客船”说明 体可以传声；“路人借问遥招手，怕得鱼惊不应人”，水下的鱼也能听到水面上人的喊话声，说明 体可以传声。
2．在运动会中，小李参加百米赛跑，终点裁判员听到发令枪的响声后计时，记录小李的成绩是10.23s，则小李的真实成绩是 s。
3．中国空间站可以开展丰富的太空实验，为人类文明的发展进步做出贡献。宇航员在舱外活动时须借助无线电通讯设备才能进行交谈，其原因是（　　）
A．太空中不能传播声音 B．太空中只能传递超声波
C．太空中声音传播速度太快 D．太空中的宇航员声带无法振动
B组（跨学科作业）
设计实验验证不同材质的吸声效果。
研究人耳结构，设计舒适的太空家园。
C组（开放性作业）
查阅资料，研究火箭升空时还涉及了哪些方面的知识，比如（热学、光学，电学…）
板书设计：
声音的产生与传播
1. 声音是由于物体的振动产生的。
2.声音的传播需要介质。
3.声音以波的形式向外传播。
4.声音的传播速度：V固>V液>V气，V气=340m/s (15℃的空气中)。
5.声音的反射——回声。
教学反思：

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