專項(xiàng)突破三　與聲有關(guān)的計算教學(xué)設(shè)計2024-2025學(xué)年物理人教版八年級上冊

專項(xiàng)突破三與聲有關(guān)的計算教學(xué)設(shè)計2024-2025學(xué)年物理人教版八年級上冊授課內(nèi)容授課時數(shù)授課班級授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時間課程基本信息1.課程名稱：專項(xiàng)突破三與聲有關(guān)的計算

2.教學(xué)年級和班級：2024-2025學(xué)年物理人教版八年級上冊

3.授課時間：第5周第2節(jié)，星期二上午第二節(jié)

4.教學(xué)時數(shù)：45分鐘

本節(jié)課將緊密圍繞人教版八年級上冊物理教材中關(guān)于聲音的計算問題，通過講解聲音的速度、頻率、波長等基礎(chǔ)知識，讓學(xué)生掌握與聲有關(guān)的基本計算方法，并結(jié)合實(shí)際題目進(jìn)行專項(xiàng)訓(xùn)練，提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)主要包括：科學(xué)探究、物理觀念和科學(xué)思維。通過學(xué)習(xí)與聲有關(guān)的計算，使學(xué)生能夠運(yùn)用科學(xué)探究的方法，觀察現(xiàn)象，提出問題，進(jìn)行假設(shè)與驗(yàn)證；在物理觀念方面，強(qiáng)化學(xué)生對聲音傳播、速度、頻率等概念的理解，建立完整的聲學(xué)知識體系；同時，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)思維，分析聲學(xué)問題，掌握解決問題的策略，提高解決實(shí)際生活中聲學(xué)問題的能力。重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法本節(jié)課的重點(diǎn)在于聲音速度的計算公式及其應(yīng)用，難點(diǎn)在于如何將聲學(xué)知識應(yīng)用于解決實(shí)際問題。

重點(diǎn)解決方法：通過直觀的實(shí)驗(yàn)演示和動畫模擬，幫助學(xué)生理解聲音速度的計算公式，并配以典型例題進(jìn)行講解，使學(xué)生能夠熟練掌握公式運(yùn)用。

難點(diǎn)突破策略：設(shè)置不同難度的習(xí)題，引導(dǎo)學(xué)生從簡單問題入手，逐步提升至復(fù)雜問題，培養(yǎng)學(xué)生的問題分析能力和解題技巧。同時，采用小組合作學(xué)習(xí)的方式，讓學(xué)生在討論中相互啟發(fā)，共同解決難題，提高解決問題的實(shí)踐能力。此外，結(jié)合生活實(shí)例，讓學(xué)生感受聲學(xué)知識在實(shí)際生活中的應(yīng)用，增強(qiáng)知識的應(yīng)用性。教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：

1.講授法：通過生動的語言和案例，系統(tǒng)講解聲音計算的基礎(chǔ)知識，確保學(xué)生理解公式和概念。

2.討論法：鼓勵學(xué)生就聲學(xué)問題展開小組討論，促進(jìn)思維碰撞，提高問題分析和解決能力。

3.實(shí)驗(yàn)法：設(shè)計相關(guān)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親自動手操作，觀察聲音現(xiàn)象，加深對理論知識的理解。

教學(xué)手段：

1.多媒體設(shè)備：利用PPT、視頻等展示聲音傳播過程和計算公式的應(yīng)用，增強(qiáng)視覺效果，提高學(xué)習(xí)興趣。

2.教學(xué)軟件：運(yùn)用模擬軟件進(jìn)行聲音傳播模擬，使抽象知識具體化，幫助學(xué)生理解。

3.網(wǎng)絡(luò)資源：提供在線互動平臺，讓學(xué)生在課堂外也能復(fù)習(xí)和拓展聲學(xué)知識，實(shí)現(xiàn)個性化學(xué)習(xí)。教學(xué)實(shí)施過程1.課前自主探索

教師活動：

-發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：通過學(xué)校在線學(xué)習(xí)平臺，發(fā)布關(guān)于聲音速度和計算公式的基礎(chǔ)資料，明確預(yù)習(xí)目標(biāo)和要求。

-設(shè)計預(yù)習(xí)問題：圍繞“聲音速度的計算”，設(shè)計問題，如“聲音在空氣中傳播的速度受哪些因素影響？”引導(dǎo)學(xué)生自主思考。

-監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：通過學(xué)習(xí)平臺跟蹤學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，及時給予反饋。

學(xué)生活動：

-自主閱讀預(yù)習(xí)資料：學(xué)生按照要求，閱讀資料，初步理解聲音速度的概念和計算方法。

-思考預(yù)習(xí)問題：學(xué)生嘗試回答預(yù)習(xí)問題，記錄疑問。

-提交預(yù)習(xí)成果：學(xué)生將預(yù)習(xí)筆記或問題通過平臺提交。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：鼓勵學(xué)生獨(dú)立探索，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力。

-信息技術(shù)手段：利用在線平臺，實(shí)現(xiàn)資源共享和進(jìn)度監(jiān)控。

作用與目的：

-幫助學(xué)生提前接觸聲音速度的計算，為課堂學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

-培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和初步問題分析能力。

2.課中強(qiáng)化技能

教師活動：

-導(dǎo)入新課：通過播放聲音在不同介質(zhì)中傳播速度的視頻，引出本課主題。

-講解知識點(diǎn)：詳細(xì)講解聲音速度的計算公式，結(jié)合實(shí)際例題進(jìn)行解釋。

-組織課堂活動：設(shè)計小組討論，分析具體問題，如“如何計算回聲距離？”

-解答疑問：針對學(xué)生在討論中的疑問，進(jìn)行解答。

學(xué)生活動：

-聽講并思考：學(xué)生專注聽講，積極思考老師提出的問題。

-參與課堂活動：學(xué)生在小組中討論問題，共同解決難題。

-提問與討論：學(xué)生提出疑問，參與全班討論。

教學(xué)方法/手段/資源：

-講授法：通過講解和例題，幫助學(xué)生掌握聲音速度的計算。

-實(shí)踐活動法：通過小組討論，培養(yǎng)學(xué)生的合作解決問題的能力。

-合作學(xué)習(xí)法：利用小組合作，增強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作和溝通技能。

作用與目的：

-加深學(xué)生對聲音速度計算公式的理解，解決難點(diǎn)問題。

-通過實(shí)踐活動，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和團(tuán)隊(duì)合作意識。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動：

-布置作業(yè)：根據(jù)課堂內(nèi)容，布置與聲音速度計算相關(guān)的練習(xí)題。

-提供拓展資源：推薦相關(guān)科普文章和視頻，供學(xué)生深入理解。

-反饋?zhàn)鳂I(yè)情況：及時批改作業(yè)，給予學(xué)生個性化的反饋和指導(dǎo)。

學(xué)生活動：

-完成作業(yè)：學(xué)生認(rèn)真完成作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)成果。

-拓展學(xué)習(xí)：利用拓展資源，進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，拓寬知識面。

-反思總結(jié)：學(xué)生對學(xué)習(xí)過程進(jìn)行反思，提出改進(jìn)建議。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：學(xué)生自主完成作業(yè)，自我拓展。

-反思總結(jié)法：通過反思，學(xué)生自我評價，促進(jìn)自我提升。

作用與目的：

-鞏固學(xué)生對聲音速度計算的理解和運(yùn)用能力。

-拓展學(xué)生的知識視野，培養(yǎng)自我反思和自我提升的習(xí)慣。教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-科普圖書：《聲音的奇妙世界》、《聲音與音樂的科學(xué)》等，這些書籍深入淺出地介紹了聲音的科學(xué)原理和聲學(xué)基礎(chǔ)知識。

-視頻資料：關(guān)于聲音傳播、聲音速度計算、聲波實(shí)驗(yàn)等相關(guān)教學(xué)視頻，幫助學(xué)生直觀理解聲音的傳播特性和計算方法。

-實(shí)驗(yàn)套件：聲學(xué)實(shí)驗(yàn)套件，包括音叉、共鳴管、聲速測定器等，學(xué)生可以動手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，加深對聲音物理特性的認(rèn)識。

-學(xué)術(shù)文章：挑選一些適合中學(xué)生閱讀的聲學(xué)領(lǐng)域?qū)W術(shù)文章，如《聲速測定方法的研究》等，提供更深入的理論知識。

2.拓展建議：

-閱讀拓展：鼓勵學(xué)生閱讀科普圖書，了解聲音在生活中的應(yīng)用，激發(fā)對聲學(xué)學(xué)習(xí)的興趣。

-觀看視頻：指導(dǎo)學(xué)生觀看教學(xué)視頻，通過動畫和實(shí)驗(yàn)演示，直觀理解聲音傳播和速度計算的過程。

-動手實(shí)驗(yàn)：布置家庭實(shí)驗(yàn)任務(wù)，讓學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)套件進(jìn)行簡單的聲學(xué)實(shí)驗(yàn)，將理論知識與實(shí)踐相結(jié)合。

-學(xué)術(shù)探索：對于學(xué)有余力的學(xué)生，可以閱讀學(xué)術(shù)文章，接觸更先進(jìn)的聲學(xué)研究和測定方法，培養(yǎng)科學(xué)探究精神。重點(diǎn)題型整理1.題型一：計算聲速

-題目：聲音在空氣中的速度大約為340m/s，如果一個人在距離山崖100m的地方喊話，大約多久后他才能聽到自己的回聲？

-答案：由于聲音往返一次，需要經(jīng)過兩次100m的距離，所以總距離為200m。根據(jù)速度公式v=d/t，我們可以計算出時間t=d/v=200m/340m/s≈0.588s。因此，大約0.588秒后，他可以聽到自己的回聲。

2.題型二：頻率與波長

-題目：一輛火車鳴笛，發(fā)出頻率為500Hz的聲音，假設(shè)空氣中聲速為340m/s，求該聲音的波長。

-答案：根據(jù)波長公式λ=v/f，其中v是聲速，f是頻率，我們可以計算出波長λ=340m/s/500Hz=0.68m。

3.題型三：共鳴管問題

-題目：一個共鳴管中，當(dāng)空氣柱長度為20cm時，產(chǎn)生一個低音。如果要將這個低音提高一個八度（頻率翻倍），空氣柱的長度應(yīng)該是多少？

-答案：根據(jù)共鳴管原理，當(dāng)頻率翻倍時，波長減半。由于波長λ=2L（L為空氣柱長度），所以新的空氣柱長度L'=λ'/2=(λ/2)/2=L/4。因此，原來的長度為20cm，新的長度應(yīng)該是20cm/4=5cm。

4.題型四：聲波干涉

-題目：兩個頻率相同的聲源相距5m，它們產(chǎn)生的聲波在距離其中一個聲源3m的地方相遇。如果聲速為340m/s，求這兩個聲源產(chǎn)生的聲波干涉后的振幅變化情況。

-答案：由于兩個聲源頻率相同，它們產(chǎn)生的聲波會在相遇點(diǎn)發(fā)生干涉。在距離一個聲源3m的地方，兩個聲波的相位差為ΔΦ=(2π/λ)*(5m-3m)=(2π/λ)*2m。如果ΔΦ是波長的整數(shù)倍，則出現(xiàn)加強(qiáng)干涉；如果是半波長的奇數(shù)倍，則出現(xiàn)減弱干涉。由于沒有給出具體頻率，無法計算具體的相位差，但可以確定振幅變化情況。

5.題型五：聲音強(qiáng)度與距離

-題目：一個聲源的聲壓級為70dB，如果一個人距離聲源10m處，另一個人距離聲源20m處，求兩個人所在位置的聲音強(qiáng)度級差。

-答案：聲音強(qiáng)度與距離的平方成反比，即I∝1/r^2。聲壓級與聲音強(qiáng)度成正比，因此聲壓級差ΔL=10log(I1/I2)=10log((r2/r1)^2)=10log((20m/10m)^2)=10log(4)≈6dB。所以，兩個人所在位置的聲音強(qiáng)度級差大約為6dB。板書設(shè)計①條理清楚、重點(diǎn)突出：

-知識點(diǎn)1：聲音速度的計算公式v=d/t

-知識點(diǎn)2：聲波波長公式λ=v/f

-知識點(diǎn)3：共鳴管原理與頻率的關(guān)系

-知識點(diǎn)4：聲波干涉的條件與結(jié)果

-知識點(diǎn)5：聲音強(qiáng)度與距離的關(guān)系I∝1/r^2

②簡潔明了：

-關(guān)鍵詞1：聲速

-關(guān)鍵詞2：波長

-關(guān)鍵詞3：共鳴

-關(guān)鍵詞4：干涉

-關(guān)鍵詞5：聲強(qiáng)

③藝術(shù)性和趣味性：

-設(shè)計1：用不同顏色的粉筆區(qū)分不同知識點(diǎn)，如聲速用藍(lán)色，波長用綠色，增強(qiáng)視覺區(qū)分。

-設(shè)計2：在公式旁邊繪制簡單的圖示，如聲波傳播的示意圖，幫助學(xué)生形象理解。

-設(shè)計3：在重要概念下方用有趣的手繪圖標(biāo)或簡筆畫，如用小人的耳朵表示聲音強(qiáng)度，增加趣味性。

-設(shè)計4：將復(fù)雜的聲學(xué)現(xiàn)象，如干涉，用簡單的圖案表示，如兩條波浪線相交，直觀展示干涉現(xiàn)象。

-設(shè)計5：在板書邊緣添加與聲學(xué)相關(guān)的趣味小知識或趣聞，如“海豚如何利用聲波定位”等，激發(fā)學(xué)生的好奇心。教學(xué)評價與反饋1.課堂表現(xiàn)：觀察學(xué)生在課堂上的專注程度、參與討論的積極性以及回答問題的準(zhǔn)確性，評價學(xué)生對聲學(xué)基礎(chǔ)知識的理解和掌握程度。

2.小組討論成果展示：評價學(xué)生在小組討論中的協(xié)作能力、溝通能力和問題解決能力，以及他們對聲音計算相關(guān)問題的理解和分析能力。

3.隨堂測試：通過隨堂測試，檢測學(xué)生對聲