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优秀STEAM案例 你听我说——声音的定向传递

时间:2024-10-08 04:58:23 文章作者:小编 点击:

  课程背景与目标:声音是由于物体的振动产生了波,波通过一定的传播媒介如空气、水、木头等传到我们的耳朵。在小学三年级,并不要求学生掌握声音的具体物理性质和参数,但可以借助实验,对声音的基本性质有一个直观的认识。

  本节课学生将会从实验“土电话”中了解到,如同水、木头等实物介质一样,空气也是一种介质。“土电话”的连接线中间不能有任何阻挡和弯曲,但是通过制作“声音管道”,可以使“土电话”更实用。

  课程中学生通过小组的团结协作,发现管道可以防止声音能量的消散,然后设计方案并动手制作。此过程可以锻炼学生团结协作解决实际问题的能力。

  课程任务:教师通过声音的传播方式导人,介绍声音在固体、液体和气体介质中的传播。学生以小组为单位制作一个设备,在不提高音量的情况下,能够在一间教室向另一间教室传递消息。最后,请小组演示自己的作品,并要求学生比较不同设计方式之间的异同点,从而更深入地理解声音的性质。

  首先是正常说话,然后使用一本书卷成扩音器形状,小声说话。用同样大小的音量反复试几次,请前后左右的学生交换位置听。

  教师提问:在不同的位置听到的声音大小是否一样?使用扩音器后音量有变化吗?为什么会出现这样的现象?请各小组进行讨论,得出结论。教师可以用以下问题对学生进行引导。

  这一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面八方扩散的声音进行一定程度的汇聚,则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。

  请一名学生站在墙后面(教室外面),另一名学生站在同样距离的没有障碍物的地方、教师逐渐降低音量说话,当学生听不见教师说话时举手示意。请两名学生交换位置再试一次。

  这一实验反映了声音传播的另一个特点:声音能够越过障碍物传播,但是会消耗一部分能量。

  利用教学楼的楼梯扶手或铁栏杆,请一名学生把耳朵贴在一楼扶手上,另一名学生站在他身边。教师站在三楼楼梯处用硬物轻轻敲击扶手,听到声音的学生立即举手示意。两名学生交换位置进行实验。

  这一实验反映了声音传播的第三个特点:声音传播需要介质。空气是一种特殊的介质,声音在固体中传播比在空气中传播更快,且能量损失更小。

  三个实验完成后,教师通过图片或视频向学生展示,在电话没有发明之前古人是如何传播声音信息的。教师还可以向学生展示图片,例如,趴在铁轨上听可以听到远处火车的声音,医生借助听诊器可以听到患者胸腔内细小的声音,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。教师请学生讨论:

  (1)任务:学生以小组为单位设计并制作一个声音传播装置,要求达到在一间教室说话另一间教室可以听到的效果。

  抗干扰能力抗干扰能力差,听不清楚说话的内容有一定的抗干扰能力,能听清楚部分内容可以清晰地听到传达的内容,抗干扰能力强声音传播距离声音传播距离近,或只能直线传播声音传播距离中等声音传播距离最远团队分工和协作无分工协作,由个别组员完成任务有一定的分工协作,组员配合较有序分工合理,协作有序作品展示作品展示不完整,只介绍了某一个方面的信息能够基本完成作品展示、提出自己的看法,对作品的功能和应用有较合理的设想思路清晰,对如何进行分工协作、设计制作的环节描述清楚,最终的成品功能及应用描述清楚,对声音的性质有正确的理解,能够指出在不同介质间传播声音的不同

  教师要求各小组提出创意,并将创意进行细化,画出设计图。设计图要考虑到实际的尺寸和障碍物,并将其详细标记出来。完成设计的小组向教师汇报,并领取部分材料进行试制。

  教师不应一次性将所有的材料交给学生,而应该根据学生的设计方案,与学生商讨试制方案,并要求学生先制作一个试制品进行试验。通过实际试验,学生会发现当前设计方案中存在的一些问题,然后提出修改后方案,对原来的设计进行调整,再进行制作。

  你们采用了什么方案来防止声音在传播中迅速变小?·你们打算怎么绕过障碍物?(教室之间的墙)

  在工程领域我们也会经常使用试制的概念。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,逐步调整、修改原来的设计以达成更好的效果。通过试制,学生也熟悉了这种思维方式,逐步做出更好的设计和作品。

  试制品完成后,通过试验,教师允许学生对原来的方案进行调整。学生使用修改好的方案到教师处领取材料并进行制作。

  制作完成的小组,教师对其成品进行测试,如教师在某一位置说一句话,要求小组报告听到了什么内容。教师要对各个小组的成品表现进行测试和记录。

  在所有小组都完成制作和测试后,教师给每个小组至少5分钟的时间进行展示。展示要求说明小组分工协作的情况、提出创意到选择设计方案的过程、试制品的不足和设计方案的调整过程、成品的表现,并对成品的效果和应用进行适当的阐述。

  不同的小组也许会采用不一样的制作方案,有的小组可能会采用拉线纸杯的方案。如果没有小组使用这一方案,教师可以提前准备一个,然后向各小组演示,引发学生讨论不同的声音传播方式之间有什么异同。

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