对“认识声现象”实验教具的创新与改进

付鸿 张迪

摘 要：“认识声现象”这节课，是激发学生学习物理的兴趣与信心的好章节，教师通过演示实验可以展现物理学科的魅力与趣味，同时又能加深学生对知识的理解，提高课堂教学效率，促进学生成长。因此，提出一个创新性实验。此外，又对教材中的一个演示实验提出了两种改进方法，改进后的实验不但现象明显、操作方便，而且还体现了物理与生活的密切联系。

关键词：认识声现象；实验；教具；创新

“认识声现象”选自教科版八年级物理上册第三章“声”第1节，这节课的内容非常贴近学生的生活，通过师生的双边活动，可以激发学生对自然现象与生活中的物理道理的探索欲望。但在实际教学中发现，相关的演示实验还存在一定的不足之处。为此，我提出一个创新实验并对课本中的一个演示实验提出了两種改进方法，旨在提高学生学习物理的热情，加深对知识的理解，促进学生的成长。

一、探究声音产生原因实验的创新

在学习“认识声现象”这节课时，学生通过自主探究，利用身边的刻度尺、塑料袋、橡皮筋等物品发出声音，初步得出了声音是由于物体振动产生的这种猜想。为了验证这个猜想的正确性，大部分的教师都会利用音叉同时借助乒乓球来进行演示实验（篇幅所限，图略）。即用未发声的音叉轻轻贴近悬挂的静止的乒乓球，观察到乒乓球不动。当在远处敲击音叉后，再让它轻轻贴近乒乓球，通过乒乓球被弹起的现象，说明发声的音叉在振动。

但在实际教学中，我们发现该实验有时存在一些不足：①将在远处敲击的音叉轻轻贴近乒乓球时，有时音叉没有好好贴准乒乓球，比如贴到了乒乓球侧面的一小部分，乒乓球的振动不是很明显。②课堂上不是所有的学生都能清晰地看到乒乓球被弹起的现象，在后排或者左右两侧的同学经常会说没看到，实验效果不是特别理想。

实验是物理课的魅力所在。在物理实验过程中，学生的学习兴趣得到激发，实践能力、分析能力、思维能力得到提高。因此，我们要重视每一个物理实验。鉴于该实验的不足，我利用生活中一些常见的物品自制教具对声音的产生实验进行了创新。实验新颖生动，现象直观明显，非常便于学生观察，同时也有利于激发学生的学习热情，达到了良好的教学效果。具体内容如下：

①所需器材：电源、音响、音乐播放器（如手机）、气球薄膜、小镜片、激光笔、小纸盒、胶带等。

②制作过程：在音响上面蒙一层气球薄膜，并在薄膜中央贴一块可以反光的小镜片。

③设计意图：让固定好的激光笔发射激光去照射音响上的小镜片，激光反射到墙面上会形成光斑。如果音响发声时在振动，那音响的振动会使膜内的空气振动，引起贴有镜片的薄膜也发生振动，从而就会使反射的光斑舞动起来。在课堂上演示该实验，学生会观察到光斑舞动的实验现象，此时让学生对此现象进行解释，进而得出发声的音响真的在振动的结论。

④操作步骤：a.将激光笔用胶带固定在小纸盒上，让固定好的激光笔对准音响上的小镜片，使激光笔射出的激光经小镜片反射到教室的白墙上，形成光斑。b.将音响接通电源，同时与音乐播放器（如手机）连接，播放手机中的音乐，音响就会发出声音，此时注意观察白墙上光斑的变化；停止播放音乐，再观察白墙上光斑的变化（篇幅所限，图略）。

⑤现象与结论：播放音乐时，音响正在发声，光斑明显舞动了起来；停止播放音乐时，音响发声停止，光斑的舞动也随即停止，由此得出了音响发出声音时在振动，声音是由物体振动产生的结论。

⑥该创新实验的优点：通过这一实验，我们将音响不易察觉的振动转换为激光明显舞动，班级所有的学生在用耳听音乐的同时也都能用眼直观地看到光斑舞动。该实验现象更加直观、生动，为学生展现了物理世界的神奇与美妙，有利于激发学生学习物理的兴趣。此外，该实验中还渗透了“转换”与“放大”的科学研究方法，学生通过物理实验不但掌握了知识、方法，而且培养了思考问题、解决问题的能力，综合素质得到了全面提高。

二、演示声音传播需要介质实验的改进

“认识声现象”这节课，是激发学生学习物理的兴趣与信心的好章节，教师通过演示实验可以展现物理学科的魅力与趣味，同时又能加深学生对知识的理解，提高课堂教学的效率。学习“认识声现象”这节课时，教材中的演示实验是把一个电铃放入扣在抽气盘上的玻璃钟罩内，通电后我们可以听到电铃发出的声音。然后用抽气机从钟罩内往外抽气，此时注意声音的变化；停止抽气，让空气重新进入玻璃钟罩内，再次注意听到的铃声会怎么变化（篇幅所限，图略）。

在实际教学中发现，由于一些偏远学校的实验仪器设备并不完善，存在种类不全、数量不足等问题，所以无法演示该实验。而有实验条件的学校也很少演示，主要原因在于该实验存在一些不足之处：①抽气泵比较笨重，操作上不太方便，而且耗时过长。②抽气盘的密封效果不是很好。

鉴于该实验的不足，我利用生活中的一些物品自制教具对该实验进行了改进，重点介绍两种改进方法。

方法一：

①所需器材：2个外径为7.5cm的拔罐器、真空抽气枪、MP3、铜丝、凡士林油等。

②设计意图：密封罐体内存在一定体积的空气，空气可以传播声音，用真空抽气枪向外抽取罐内的空气，随着空气密度的逐渐减小，音乐的声音也逐渐减弱。由此推理，在完全真空的情况下，将听不到音乐声，进而说明真空不能传声，声音的传播需要介质。

③操作步骤：a.先用铜丝将MP3固定在罐体内的密封胶堵上（可以避免MP3接触罐体内壁而引起固体传声），然后播放MP3中的音乐并且将音量调至最大，接着在两个拔罐器罐口的边缘涂抹凡士林油，将两个拔罐器罐口对齐密封，此时可以清晰地听到悦耳的音乐声。b.将真空抽气枪与一端拔罐器的抽气口相连，然后不断地向外抽气，注意音乐声的变化情况；最后慢慢提起罐体上方的放气阀杆，注意此时音乐声又是如何变化的（篇幅所限，图略）。

④实验现象：随着气体的不断抽出，罐体内的空气逐渐减少，明显可以听到音乐的声音在逐渐减弱，再迅速地抽几次，声音变得越来越小；提起罐体上方的放气阀杆后，空气渐渐涌入罐体内，音乐声又逐渐变大了。

方法二：

①所需器材：1个50cm×70cm的真空压缩袋、滑片、单管真空泵、椅垫、MP3等。

②设计意图同方法一。

③操作步骤：a. 将椅垫平整地放在压缩袋内，把MP3放在椅垫上，然后播放MP3中的音乐并且将音量调至最大，接着装上滑片，从压缩袋的一端用手压住滑片拉链缓慢而轻巧地拉向拉锁另一端，此时可以清晰地听到音乐声。b. 打开压缩袋上的气嘴盖，将单管真空泵对准压缩袋的气嘴口，旋紧螺纹接口，托住单管柄往上拉，不断地向外抽气，注意音乐声的变化情况；最后慢慢把袋子的拉链口掀开，注意此时音乐声又是如何变化的（篇幅所限，图略）。

④实验现象：随着压缩袋内的空气逐渐减少，可以明显听到音乐声在逐渐减弱，再快速抽几次，音乐声变得越来越小；把袋子的拉链口慢慢掀开后，空气渐渐进入袋内，音乐声又逐渐变大了。

由这两个改进实验的现象进行推理可知：在完全真空的情况下，音乐声将消失，从而得出真空不能传声，声音的传播需要介质的结论。

用这两种方法改进后实验的优点：用生活中的物品来演示实验，激发了学生的学习兴趣，体现了“从生活走向物理，从物理走向社会”的理念；此外改进后的实验装置结构简单、操作方便、节省时间、并且效果明显，不但给学生带来了新鲜感，而且有助于培养学生的创新精神。

总结：“认识声现象”这节课，是激发学生学习物理的兴趣与信心的好章节，教师通过演示实验可以展现物理学科的魅力与趣味，同时又能加深学生对知识的理解，提高课堂教学的效率。因此，本文提出一个创新性实验。此外，又对教材中的一个演示实验提出了两种改进方法，改进后的实验不但现象明显、操作方便，而且还体现了物理与生活的密切联系。而以上创新与改进实验的材料，都源于生活中的常见物品，实验装置易于制作，实验现象直观明显，有利于激发学生的好奇心与求知欲，同时还能加深学生对知识的理解，從而达到了优化课堂教学，提高课堂效率的目的。

参考文献：

[1]教育部.基础教育课程改革纲要（试行）[M].北京：北京师范大学

出版社，2001.

[2]教育部.义务教育阶段初中物理课程标准[S].北京：北京师范大

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[3]教育部.义务教育教科书·物理·八年级上册[M].北京：教育科学

出版社，2012.

（哈尔滨师范大学）