【跨学科案例】探究声音强弱变化的原因

一、背景引入

【核心概念】

3.物质的运动与相互作用

【学习内容与要求】

3.3声音与光的传播

3~4年级：①知道声音有高低和强弱之分，声音高低和强弱的变化是由于振动的变化引起的；

二、教学目标

1.科学观念：通过观察和跨学科实验，知道振动的变化能引起声音高低的变化。

2.科学思维：能在教师指导下，以“敲击越用力，振动越大，声音分贝越高”为证据，说明声音高低的变化与物体振动的关系。

3.探究实践：能够利用多种感官、以及跨学科的工具，如模拟声级计等，描述声音强弱的变化。

4.态度责任：具有探究身边物体相互运动，探究身边事物的浓厚兴趣。

三、教学准备

音叉、行空板、模拟声级计

四、教学过程

（一）倾听身边的声音

播放身边有关声音的视频，如鸟叫声、火车声、汽车鸣笛声、学生读书声等，并进一步引导学生说出身边其他常见的声音，让学生体会到声音在日常生活中是无处不在的。

引出问题：这些声音是怎么产生的？这些声音有什么不一样的地方？

小结：经过讨论，我们知道这些声音既有“叽叽喳喳”，也有“轰轰轰”，也有人说话的声音，这些不同我们称作音色，除此之外，这些声音还有“大小”的不同，我们把声音的“大小”称之为声音的强弱。

（二）实验设计

1.如何产生不同强弱的声音？由于声音的产生有很多因素，为了控制变量，我们采用音叉来产生不同强弱的声音，以避免其他因素的干扰和影响。

2.如何检测声音的强弱？最直观的方法当然是我们的耳朵，但是声音的强弱变化是微妙的，我们的耳朵并不能对非常微妙的变化有十分直观和准确的判断，因此，我们可以利用模拟声级计来检测声音强弱的变化。

3.实验装置

装置设计

装置由音叉、行空板和模拟声级计组成，通过固定模拟声级计的位置，保证每次都在同一位置进行声音分贝的测试，减少干扰因素。

程序界面

程序截图（源程序见附件）

4.实验操作

实验开始后，点击“记录环境分贝”按钮，记录当前环境的声音强弱，以作为参考。点击“开始测试”按钮，程序开始不断记录环境的分贝，此时敲击音叉，可以观察到音叉的振动，等待音叉发出的声音完全消除后，再次观察音叉，发现音叉振动消失，此时点击“结束测试”程序自动显示测试过程中记录到的最大分贝值。

改变敲击力度的大小，通过反复的观察和记录，结合音叉的振动情况与实验中所听到的声音大小，以及记录到的准确的声音分贝值，总结并分析得到实验结论。

实验演示：

源程序.rar

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