声音的奥秘
声音的奥秘
简介
声音的奥秘包括四个连续系列的调查活动，每一活动阐述一组特殊的物理概念。学生学习如何区分不同的物体下落发出的不同声音，怎么能发出响亮或柔软的声音、高音或低音，声音通过不同介质材料是怎样传播的，以及声音是怎样从声源传播到接收者耳朵的。调查为学生通过应用资源和简单的工具观察和操作来探究自然和人类世界提供了机会。
教学目标
本课程对学生学习的期望目标是：
01.通过对声音的观察和比较来发展鉴别能力。
02.学习源于声源震动的声音是怎样在接收处例如人的耳朵被检测到的。
03.理解声调和声源的物理性质之间的关系（例如振动的波长、频率以及乐器弦振动的张力）。 04.比较在声源和接收点扩音的方法。
05.观察和比较声音在固体、液体和空气中不同的传播速度。
06.应用已知的声学物理知识来解决实际生活中简单的声学问题。
07.学习探究声音问题的必要的操作技术。
08.应用科学思维的方法指导调查和作出解释﹕观察、交流、比较与组织。
素材资源
1.倾听不同的声音
1.观看和倾听《声波》的音调、音质和乐器部分，辨识不同乐器发出的声音
http://www.ied.edu.hk/has/phys/sound/index.htm
2.观看和倾听《大提琴工作室》
http://www.fossweb.com/resources/movies/[1**********].html
3.玩《谱曲》游戏
http://www.harcourtschool.com/activity/pattern/pattern.html
2.观察和体验声音的振动
1.观看和倾听《中国古代编钟》
2.观摩酒杯为什么会鸣叫实验的视频录像
3.观摩Tacoma Narrows Bridge 因共振倒塌的视频录像
http://www.camerashoptacoma.com/narrows.asp
4.自己动手做实验制作声音传播演示器
http://www.pep.com.cn/200406/ca498334.htm
5.观看教学片《声音和耳》
3.声音在空气和水中的传播
1.虚拟实验《它走了多远》
http://www.fossweb.com/modules3-6/PhysicsofSound/activities/howfarawayisit.html
2. 《实验插件使用说明》
3. 《声音的奥秘科普阅读材料》
4.手机是怎样工作的
1.移动电话游戏
http://beakman.com/interact/cellwin.html
2.移动电话游戏说明
3.科学史阅读材料：《移动通信史上的十件大事》
学习工具与模板
1.《谱曲》游戏
2.虚拟实验《它走了多远》
3.移动电话游戏 [移动电话游戏说明]
教学设计
教学活动1：倾听不同的声音
概要
学生通过观察发展他们辨别不同声音的能力。本项活动通过对音叉发出的不同音调的声音的辨识，以及倾听不同乐器发生声音，让学生说出不同音调声音的特征。观看和倾听女孩演奏大提琴，她是怎样使提琴奏出不同声音的？
科学内容
1.物体发出的不同声音是能被辨识的
2.声音有可辨认的特征
3.声音能传递信息
4.声音是由振动所引起的
5.声源是振动的物体
6.声音接收是指检测到声源的振动
信息资源
1.观看和倾听《声波》的音调、音质和乐器部分，辨识不同乐器发出的声音
http://www.ied.edu.hk/has/phys/sound/index.htm
2.观看和倾听《大提琴工作室》
http://www.fossweb.com/resources/movies/[1**********].html
3.玩《谱曲》游戏
http://www.harcourtschool.com/activity/pattern/pattern.html
思维过程
1.观察不同乐器发出的声音和大提琴演奏中发出的不同音调
2.比较不同的声音发展鉴别能力
学科间的拓展
语文和音乐拓展
1.在网上寻找大提琴的资料，写一篇关于大提琴的说明文。
数学拓展
1.玩谱曲游戏，用数字作为音符的代码。
动手做实验
教学活动2：观察和体验声音的振动
概要
学生通过探究来了解声音是怎么产生的。本项活动首先通过观看和倾听《中国古代编钟》，初步了解声音和振动，然后观摩酒杯发出鸣叫声的实验，观摩Tacoma Narrows Bridge 因共振倒塌的视频录像，初步理解共振原理。动手做实验还有制作声音传播演示器，最后教师播放教学片《声音和耳》进行归纳提炼。 科学内容
1.声音来自振动源
2.音调的不同是由振动的速度不同引起的
3.声调取决于下列因素﹕振动的尺寸（长度）、张力和声源材料。
信息资源
1.观看和倾听《中国古代编钟》
2.观摩酒杯为什么会鸣叫实验的视频录像
3.观摩Tacoma Narrows Bridge 因共振倒塌的视频录像
http://www.camerashoptacoma.com/narrows.asp
4.自己动手做实验制作声音传播演示器
http://www.pep.com.cn/200406/ca498334.htm
5.观看教学片《声音和耳》
思维过程
1.观察声音来自振动源
2.比较酒杯鸣叫实验中不同水位时摩擦发出的不同声调
3.记录观察结果
4.构建声调与声源物理性质之间的联系
学科间的拓展
语文和音乐拓展在网上寻找鸟类鸣叫的视频和音频资料，观察不同鸟类的不同鸣叫声，并写作有关作文。 动手做实验
自己动手做一次酒杯为什么会鸣叫实验。
自己动手制作声音传播演示器
http://www.pep.com.cn/200406/ca498334.htm
教学活动3：声音在空气和水中的传播
概要
学生借助计算机互动插件《它走了多远》探究声音是怎样在不同媒体中的传播的。这一虚拟实验通过看到雷电闪光和听到雷声的时间间隔来计算避雷针和你之间的距离。进一步又转入水中，在水下用潜水艇替代避雷针，用声纳代替闪电和打雷，以测量潜水艇的位置。这一实验涉及数学的比例关系和科学的度量。在学生动手做实验之前，教师务必要让他们阅读《实验插件使用说明》，在实验过程中还要求学生学习《声音的奥秘科普阅读材料》，在理解的基础上“做中学”。
科学内容
1.声音在固体、空气和水中的传播
2.声音的振动需要媒体传播
3.声音在真空中直接传播比在空气中传播更好
4.我们的外耳是设计用来接收、聚集和放大声音的
信息资源
1.虚拟实验《它走了多远》
http://www.fossweb.com/modules3-6/PhysicsofSound/activities/howfarawayisit.html
2. 《实验插件使用说明》
3. 《声音的奥秘科普阅读材料》
思维过程
1.观察声音如何传播的
2.比较声音怎样通过不同约媒体传播
3.记录观察结果，绘制时间一距离关系座标图
学科间的拓展
数学拓展
1.应用声音在不同媒体传播的测量学习比例关系
2.通过绘制时间–距离关系座标图初步了解一元函数
动手做实验
教学活动4：手机是怎样工作的
概要
学生通过玩移动电话游戏，初步了解手机是怎样工作的。你驱车前往大会途中开启移动电话与会议地点进行对话，电话有20美元的费用储存。不断移动的橙色区域表示移动电话被打断或跨越出覆盖范围，如果你点击到其中一个，将回复到起始点，在行进途中不断显示尚存的话费，到达大会时，将显示你最终尚存的话费，游戏结束。注意移动电话通信昂贵，你要努力尽快地到达大会处。在做完游戏后，打开《移动通信史上的十件大事》文件，在老师指导下阅读，你会了解通信科学的发展历史，发现更多声音的奥秘。 科学内容
1.用电流的强弱来模拟声音大小的变化，从而用电流传送声音。
2.电磁能量可以越过空间进行传播。
3.移动电话是应用计算机保持声音轨迹并搜索电话地点来分享无线电频道的一种方式。
信息资源
1.移动电话游戏
http://beakman.com/interact/cellwin.html
2.移动电话游戏说明
3.科学史阅读材料：《移动通信史上的十件大事》
思维过程
1.观察电磁波是如何载着声传播的
2.比较电磁波传播和声音传播的不同
3.阅读资料记录你对移动电活工作原理的初步理解
学科间的拓展
科学拓展
学习FOSS的电和磁活动
动手做实验
小结与反思
概要
学生探究声音接收，耳的本质。他们接受如何把声源、声音传播和声音接受知识应用于实践的挑战。可以通过仪器改变声调来使声音传播得更远或使声音放得更大。
科学内容
1.声调取决于下列因素﹕振动的尺寸（长度）、张力和声源材料。
2.声音能直接穿过空气、水、固体传送给接收者。
3.声音传播介质通过改变音量和距离使声音能被听到。
思维过程
1.整理整个活动中的记录
2.把你的发现写成报告向全班发布