李佩寧

聲音是由于物體的振動(dòng)產(chǎn)生的波，波通過(guò)一定的傳播媒介，如空氣、水、木頭等，到達(dá)我們的耳朵，產(chǎn)生聲覺(jué)。在小學(xué)低齡段，并不要求掌握聲音的具體物理性質(zhì)和參數(shù)，但可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)，對(duì)聲音的基本性質(zhì)產(chǎn)生一個(gè)概念上較為直觀的認(rèn)識(shí)。

一、課程重點(diǎn)

學(xué)生將會(huì)從實(shí)驗(yàn)中了解到，如同水、木頭等有實(shí)體的介質(zhì)，空氣也是一種介質(zhì)。但在空氣中傳播的聲音會(huì)因?yàn)檎駝?dòng)的不定向性，而迅速衰減。通過(guò)學(xué)生小組的團(tuán)結(jié)協(xié)作，發(fā)現(xiàn)管道可以防止聲音能量的消散，然后設(shè)計(jì)方案，動(dòng)手制作，鍛煉學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

【涉及領(lǐng)域】工程、物理

【建議年級(jí)】小學(xué)中年級(jí)

【建議時(shí)間】120分鐘

【材料】硬紙（厚繪圖紙或者報(bào)紙）、紙杯、線(xiàn)、鋁箔紙、剪刀、膠帶

二、課程任務(wù)

教師先通過(guò)三個(gè)實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入聲音傳播規(guī)律的相關(guān)知識(shí)，然后讓學(xué)生制作一個(gè)設(shè)備，在不提高音量的情況下，能夠從一個(gè)教室向另一個(gè)教室傳遞消息。有的小組可能會(huì)制作線(xiàn)傳播的“土電話(huà)”，但是在遇到中間有墻的情況時(shí)，土電話(huà)就很難達(dá)成任務(wù)。而通過(guò)“聲音通道”，可以制作出更實(shí)用的“土電話(huà)”。請(qǐng)學(xué)生小組演示自己的作品，并比較兩種設(shè)計(jì)方式之間的異同點(diǎn)，從而更深入地理解聲音的性質(zhì)。

三、課程步驟

1.導(dǎo)入：聲音傳播的規(guī)律（40分鐘）

【實(shí)驗(yàn)一】教師站在教室正中說(shuō)話(huà)，請(qǐng)前后左右四位學(xué)生進(jìn)行觀察記錄。首先是正常說(shuō)話(huà)，然后將一本書(shū)卷成擴(kuò)音器形狀小聲說(shuō)話(huà)。用相同的音量反復(fù)試驗(yàn)幾次，學(xué)生交換位置體會(huì)觀察。各小組討論：發(fā)生了什么現(xiàn)象？為什么會(huì)發(fā)生這樣的現(xiàn)象？教師可以用以下問(wèn)題進(jìn)行引導(dǎo)。

（1）為什么正面聽(tīng)到的聲音大，背后聽(tīng)到的聲音?。?/p>

（2）為什么使用擴(kuò)音器以后，正面聽(tīng)到的聲音更大，背后聽(tīng)到的聲音更小了？

（3）這一現(xiàn)象反映了聲音的哪些基本性質(zhì)？

該實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚍从陈曇魝鞑サ囊粋€(gè)特點(diǎn)：聲音是向四周擴(kuò)散的，但如果使用擴(kuò)音器形狀的工具，把本來(lái)向四周擴(kuò)散的聲音進(jìn)行一定程度上的反射，可以將一部分聲音的能量集中在一個(gè)方向上，讓聲音傳得更遠(yuǎn)。

【實(shí)驗(yàn)二】請(qǐng)一位學(xué)生站在墻后，另一位學(xué)生站在同樣距離的沒(méi)有障礙物的前方，教師逐漸降低音量說(shuō)話(huà)，要求學(xué)生在聽(tīng)不見(jiàn)教師說(shuō)話(huà)時(shí)舉手示意。交換位置再試一次。教師提問(wèn)：障礙物能不能阻擋聲音的傳播？為什么墻后面能夠聽(tīng)到聲音，但是聲音小很多？該實(shí)驗(yàn)反映了聲音傳播的另一特點(diǎn)：聲音能夠越過(guò)障礙物傳播，但是會(huì)消耗一部分能量。

【實(shí)驗(yàn)三】利用教學(xué)樓的樓梯扶手或類(lèi)似的鐵欄桿，請(qǐng)一位學(xué)生把耳朵貼在扶手上，另一位學(xué)生站在他身邊，教師站在相隔幾層的樓上用硬物輕輕敲擊扶手，要求聽(tīng)到聲音的學(xué)生立即舉手示意。交換進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。教師提問(wèn)：為什么扶手里傳來(lái)的聲音更快并且更大？該實(shí)驗(yàn)反映了聲音傳播的又一特點(diǎn)：聲音傳播需要介質(zhì)?？諝馐且环N特殊的介質(zhì)，但聲音在固體中比在空氣中傳播得更快，能量損失更小。

三個(gè)實(shí)驗(yàn)完成后，教師通過(guò)圖片或視頻向?qū)W生展示：在沒(méi)有發(fā)明電話(huà)前，古人如何傳播聲音信息。而在生活中，也會(huì)遇到類(lèi)似的現(xiàn)象，如醫(yī)生的聽(tīng)診器可以聽(tīng)到胸腔內(nèi)細(xì)小的聲音；在一些沒(méi)有電子設(shè)備的船內(nèi)，傳遞命令是通過(guò)一套管道系統(tǒng)。展示一些類(lèi)似設(shè)備的圖片，請(qǐng)學(xué)生討論：這些設(shè)備如何幫助聲音傳播？總結(jié)每個(gè)圖片反映了聲音的哪些性質(zhì)。

2.宣布任務(wù)及評(píng)價(jià)量規(guī)（5分鐘）

【宣布任務(wù)】出示可以使用的材料，要求學(xué)生小組合作設(shè)計(jì)并制作一個(gè)聲音傳播裝置，要達(dá)成在一個(gè)教室說(shuō)話(huà)而另一個(gè)教室可以聽(tīng)到的效果。宣布任務(wù)后，呈現(xiàn)評(píng)價(jià)量規(guī)（見(jiàn)表1）。

3.工程設(shè)計(jì)和試制（15分鐘）

請(qǐng)各個(gè)小組進(jìn)行創(chuàng)意方案設(shè)計(jì)，并畫(huà)出設(shè)計(jì)圖。設(shè)計(jì)圖要考慮到實(shí)際尺寸和障礙物，詳細(xì)標(biāo)記在設(shè)計(jì)圖紙上。當(dāng)有小組設(shè)計(jì)完成后，要向教師匯報(bào)，并換取相應(yīng)材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

教師不應(yīng)將所有的材料一次性地發(fā)給學(xué)生，而應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的設(shè)計(jì)方案，與學(xué)生商討試制方案，然后要求學(xué)生首先制作一個(gè)試制品進(jìn)行試驗(yàn)。通過(guò)試驗(yàn)，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)當(dāng)前設(shè)計(jì)方案中存在的問(wèn)題，提出修改方案，最后再進(jìn)行制作。

在試制過(guò)程中，教師應(yīng)進(jìn)行巡視，并用下列問(wèn)題對(duì)學(xué)生進(jìn)行啟發(fā)。

（1）你們選擇用什么介質(zhì)來(lái)傳播聲音？

（2）在不同介質(zhì)中傳播聲音有什么異同？

（3）如何防止聲音在傳播中迅速減弱？

（4）打算怎么繞過(guò)障礙物？（教室之間的墻）

（5）這種設(shè)計(jì)能不能達(dá)成最終的要求？（障礙物情況；距離要求；效果要求）

在現(xiàn)實(shí)中，一次性完成一個(gè)大型工程的所有設(shè)計(jì)是不符合實(shí)際情況的，需要通過(guò)一系列的試驗(yàn)和驗(yàn)證，逐步修改原來(lái)的設(shè)計(jì)以達(dá)成更好的效果。通過(guò)試制，學(xué)生也將學(xué)會(huì)這種思維方式，通過(guò)承受挫折、解決困難來(lái)改進(jìn)設(shè)計(jì)和作品。

4.再設(shè)計(jì)和制作成品（30分鐘）

學(xué)生用修改好的最終方案，到教師處領(lǐng)取材料并進(jìn)行制作。對(duì)于制作完成的小組成品，教師要進(jìn)行測(cè)試，并記錄其表現(xiàn)形式和性能。測(cè)試方法可以是教師在一端說(shuō)出一句話(huà)，學(xué)生報(bào)告聽(tīng)到的內(nèi)容。

5.展示和總結(jié)（30分鐘）

在所有小組都完成實(shí)驗(yàn)后，給每個(gè)小組至少5分鐘的時(shí)間進(jìn)行展示。要求說(shuō)明小組分工協(xié)作的情況、創(chuàng)意方案設(shè)計(jì)的過(guò)程、試制和設(shè)計(jì)方案的調(diào)整過(guò)程、成品的形式和性能，并適當(dāng)闡述成品的效果和應(yīng)用。

特別指出的是，有的小組可能會(huì)采用拉線(xiàn)紙杯的方案。而如果沒(méi)有小組使用這一方案，教師可以提前準(zhǔn)備一個(gè)，然后向全班演示。引發(fā)學(xué)生討論：這兩種聲音傳播方式有什么異同？收集全班的意見(jiàn)，在黑板上采用雙泡圖的形式進(jìn)行記錄。最后由教師補(bǔ)充完整。

（責(zé)任編輯 張慧籽）endprint