文 劉倍伶 楊 華

觀察和比較鼓膜的振動(dòng)模擬實(shí)驗(yàn)

文 劉倍伶 楊 華

科學(xué)課教科版四年級(jí)上冊(cè)“聲音”單元，以研究聲音產(chǎn)生的原理和人耳的聽(tīng)覺(jué)過(guò)程為目標(biāo)。人耳結(jié)構(gòu)過(guò)于隱蔽，學(xué)生必須通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)理解“我們是怎樣聽(tīng)到聲音的”。翻開(kāi)書(shū)本推薦的實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)效果并不是很明顯，且實(shí)驗(yàn)裝置模擬耳道和鼓膜不夠形象，因此我們做了一些創(chuàng)新，希望能幫助學(xué)生的理解。

一、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新意圖

1.實(shí)驗(yàn)出處

本實(shí)驗(yàn)是針對(duì)教科版小學(xué)科學(xué)四年級(jí)上冊(cè)“聲音”單元“我們是怎樣聽(tīng)見(jiàn)聲音的”相關(guān)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖窍胪ㄟ^(guò)模擬的方式讓學(xué)生對(duì)看不見(jiàn)的鼓膜進(jìn)行研究，從而很好地理解人是怎樣聽(tīng)見(jiàn)聲音的。

2.原實(shí)驗(yàn)存在的問(wèn)題

原實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是將一個(gè)燒杯（或杯子）的杯口用氣球皮包緊，再在氣球皮上撒上小紙屑，用敲擊后的音叉靠近氣球皮，目的是想通過(guò)氣球皮的振動(dòng)帶動(dòng)紙屑的跳動(dòng)，證明聲音能使鼓膜產(chǎn)生振動(dòng)（如圖1所示）。但是我們?cè)趯?shí)際操作的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)紙屑的跳動(dòng)并不明顯（少量紙屑輕微跳動(dòng)）。并且用這個(gè)裝置模擬耳道和鼓膜不夠形象，非常牽強(qiáng)。

圖1

又想，是不是因?yàn)榧埿继赜绊懱鴦?dòng)？因此我們將紙屑換成更輕的鹽顆粒（如圖2所示），結(jié)果還是不明顯。

圖2

3.實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新點(diǎn)

采用廢棄的保鮮膜紙筒模擬外耳道，用氣球皮緊繃在紙筒上模擬鼓膜。這種模擬非常形象，可以讓學(xué)生更好地理解耳朵內(nèi)部結(jié)構(gòu)。放棄音叉這個(gè)聲源（學(xué)生在生活中難找到），采用手機(jī)、收音機(jī)等生活中常見(jiàn)的聲源，這樣學(xué)生可以在家重復(fù)實(shí)驗(yàn)。

二、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新介紹

1.實(shí)驗(yàn)器材（如圖3所示）

鐵架臺(tái)、氣球皮（或保鮮膜）、橡皮筋、保鮮膜紙筒（或衛(wèi)生紙紙筒等圓筒狀物品）、手機(jī)（或收音機(jī)）、鹽顆粒、拉桿夾（用透明塑料片將紙筒包圍住，以免鹽掉落）。

圖3

2.實(shí)驗(yàn)步驟

（1）將氣球皮（或保鮮膜）、透明塑料片緊繃在保鮮膜紙筒上。

（2）將紙筒固定在鐵架臺(tái)上。

（3）在氣球皮上撒鹽顆粒。

（4）用手機(jī)音響（或收音機(jī)等）對(duì)準(zhǔn)紙筒底部，播放音樂(lè)，聲源一定要懸空放置，不能放在鐵架臺(tái)上，以免被人誤解為是“聲源振動(dòng)帶動(dòng)鐵架臺(tái)振動(dòng)”。安裝與實(shí)驗(yàn)方式如圖4、圖5所示。

圖4 圖5

3.實(shí)驗(yàn)效果或優(yōu)勢(shì)

實(shí)驗(yàn)效果：伴隨聲音的播放，鹽顆粒跟著跳動(dòng)，并且聲音越強(qiáng)，鹽顆粒的跳動(dòng)也跟著變高，聲音停止，跳動(dòng)也跟著停止。

實(shí)驗(yàn)優(yōu)勢(shì)：如圖6、圖7所示，我們實(shí)驗(yàn)用的保鮮膜紙筒（或衛(wèi)生紙筒）模擬長(zhǎng)長(zhǎng)的外耳道，紙筒的一段是開(kāi)口的，我們的外耳道一段也是打開(kāi)的。用氣球皮（或保鮮膜）模擬鼓膜，手機(jī)（或收音機(jī)）充當(dāng)聲源，當(dāng)聲音打開(kāi)，氣球皮上的鹽顆粒明顯跳動(dòng)，而且隨著聲音大小的變化，跳動(dòng)高度也跟著發(fā)生變化。形象地說(shuō)明了聲音能使鼓膜產(chǎn)生振動(dòng)。

優(yōu)點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)材料簡(jiǎn)單，易于操作，實(shí)驗(yàn)結(jié)果明顯，推廣性強(qiáng)。

圖6 圖7

作者信息

劉倍伶，本科，小教高級(jí)。楊華，大專(zhuān)，中教一級(jí)。成都外國(guó)語(yǔ)學(xué)校附屬小學(xué)，611731