声音可以移动

李佩宁

声音是由于物体的振动产生的波，波通过一定的传播媒介，如空气、水、木头等，到达我们的耳朵，产生声觉。在小学低龄段，并不要求掌握声音的具体物理性质和参数，但可以通过实验，对声音的基本性质产生一个概念上较为直观的认识。

一、课程重点

学生将会从实验中了解到，如同水、木头等有实体的介质，空气也是一种介质。但在空气中传播的声音会因为振动的不定向性，而迅速衰减。通过学生小组的团结协作，发现管道可以防止声音能量的消散，然后设计方案，动手制作，锻炼学生团结协作解决实际问题的能力。

【涉及领域】工程、物理

【建议年级】小学中年级

【建议时间】120分钟

【材料】硬纸（厚绘图纸或者报纸）、纸杯、线、铝箔纸、剪刀、胶带

二、课程任务

教师先通过三个实验导入声音传播规律的相关知识，然后让学生制作一个设备，在不提高音量的情况下，能够从一个教室向另一个教室传递消息。有的小组可能会制作线传播的“土电话”，但是在遇到中间有墙的情况时，土电话就很难达成任务。而通过“声音通道”，可以制作出更实用的“土电话”。请学生小组演示自己的作品，并比较两种设计方式之间的异同点，从而更深入地理解声音的性质。

三、课程步骤

1.导入：声音传播的规律（40分钟）

【实验一】教师站在教室正中说话，请前后左右四位学生进行观察记录。首先是正常说话，然后将一本书卷成扩音器形状小声说话。用相同的音量反復试验几次，学生交换位置体会观察。各小组讨论：发生了什么现象？为什么会发生这样的现象？教师可以用以下问题进行引导。

（1）为什么正面听到的声音大，背后听到的声音小？

（2）为什么使用扩音器以后，正面听到的声音更大，背后听到的声音更小了？

（3）这一现象反映了声音的哪些基本性质？

该实验能够反映声音传播的一个特点：声音是向四周扩散的，但如果使用扩音器形状的工具，把本来向四周扩散的声音进行一定程度上的反射，可以将一部分声音的能量集中在一个方向上，让声音传得更远。

【实验二】请一位学生站在墙后，另一位学生站在同样距离的没有障碍物的前方，教师逐渐降低音量说话，要求学生在听不见教师说话时举手示意。交换位置再试一次。教师提问：障碍物能不能阻挡声音的传播？为什么墙后面能够听到声音，但是声音小很多？该实验反映了声音传播的另一特点：声音能够越过障碍物传播，但是会消耗一部分能量。

【实验三】利用教学楼的楼梯扶手或类似的铁栏杆，请一位学生把耳朵贴在扶手上，另一位学生站在他身边，教师站在相隔几层的楼上用硬物轻轻敲击扶手，要求听到声音的学生立即举手示意。交换进行实验。教师提问：为什么扶手里传来的声音更快并且更大？该实验反映了声音传播的又一特点：声音传播需要介质。空气是一种特殊的介质，但声音在固体中比在空气中传播得更快，能量损失更小。

三个实验完成后，教师通过图片或视频向学生展示：在没有发明电话前，古人如何传播声音信息。而在生活中，也会遇到类似的现象，如医生的听诊器可以听到胸腔内细小的声音；在一些没有电子设备的船内，传递命令是通过一套管道系统。展示一些类似设备的图片，请学生讨论：这些设备如何帮助声音传播？总结每个图片反映了声音的哪些性质。

2.宣布任务及评价量规（5分钟）

【宣布任务】出示可以使用的材料，要求学生小组合作设计并制作一个声音传播装置，要达成在一个教室说话而另一个教室可以听到的效果。宣布任务后，呈现评价量规（见表1）。

3.工程设计和试制（15分钟）

请各个小组进行创意方案设计，并画出设计图。设计图要考虑到实际尺寸和障碍物，详细标记在设计图纸上。当有小组设计完成后，要向教师汇报，并换取相应材料进行实验。

教师不应将所有的材料一次性地发给学生，而应该根据学生的设计方案，与学生商讨试制方案，然后要求学生首先制作一个试制品进行试验。通过试验，学生会发现当前设计方案中存在的问题，提出修改方案，最后再进行制作。

在试制过程中，教师应进行巡视，并用下列问题对学生进行启发。

（1）你们选择用什么介质来传播声音？

（2）在不同介质中传播声音有什么异同？

（3）如何防止声音在传播中迅速减弱？

（4）打算怎么绕过障碍物？（教室之间的墙）

（5）这种设计能不能达成最终的要求？（障碍物情况；距离要求；效果要求）

在现实中，一次性完成一个大型工程的所有设计是不符合实际情况的，需要通过一系列的试验和验证，逐步修改原来的设计以达成更好的效果。通过试制，学生也将学会这种思维方式，通过承受挫折、解决困难来改进设计和作品。

4.再设计和制作成品（30分钟）

学生用修改好的最终方案，到教师处领取材料并进行制作。对于制作完成的小组成品，教师要进行测试，并记录其表现形式和性能。测试方法可以是教师在一端说出一句话，学生报告听到的内容。

5.展示和总结（30分钟）

在所有小组都完成实验后，给每个小组至少5分钟的时间进行展示。要求说明小组分工协作的情况、创意方案设计的过程、试制和设计方案的调整过程、成品的形式和性能，并适当阐述成品的效果和应用。

特别指出的是，有的小组可能会采用拉线纸杯的方案。而如果没有小组使用这一方案，教师可以提前准备一个，然后向全班演示。引发学生讨论：这两种声音传播方式有什么异同？收集全班的意见，在黑板上采用双泡图的形式进行记录。最后由教师补充完整。

（责任编辑 张慧籽）endprint