3.4 聲與現(xiàn)代科技

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3.4聲與現(xiàn)代科技 教學(xué)目標(biāo) 【知識(shí)與技能】 了解現(xiàn)代技術(shù)中有關(guān)聲音的應(yīng)用。 【過(guò)程與方法】 通過(guò)觀察、參觀或觀看錄像等有關(guān)的文字、圖片、音像資料,獲得社會(huì)生活中聲的利用方面的知識(shí)。 【情感態(tài)度與價(jià)值觀】 通過(guò)學(xué)習(xí)了解聲在現(xiàn)代技術(shù)中的應(yīng)用,增強(qiáng)對(duì)科學(xué)的熱愛(ài)。 教學(xué)重難點(diǎn) 【教學(xué)重點(diǎn)】 重點(diǎn)在于培養(yǎng)學(xué)生熱愛(ài)科學(xué)的情感。 【教學(xué)難點(diǎn)】 區(qū)分聲傳遞信息與聲傳遞能量。 課前準(zhǔn)備 加濕器、水、多媒體課件。 教學(xué)過(guò)程 一、情境創(chuàng)設(shè)，提出問(wèn)題，新課引入 師:前面幾節(jié)課我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了聲現(xiàn)象的一些性質(zhì)，并探究了它的規(guī)律，這些現(xiàn)象不僅有趣，而且包含了一定的科學(xué)道理。在物理課的學(xué)習(xí)中,不能忘記思考物理學(xué)與科學(xué)技術(shù)和社會(huì)的關(guān)系。物理知識(shí)從實(shí)際中來(lái)，又要應(yīng)用到實(shí)際中去。一句話，學(xué)習(xí)物理知識(shí)就是要應(yīng)用它來(lái)為人類服務(wù)，提高人們生活水平，改善生活質(zhì)量。 可提出以下問(wèn)題:什么是超聲波、次聲波？動(dòng)物是如何利用聲音的?你知道哪些聲在生活及其他方面的應(yīng)用？進(jìn)而組織學(xué)生進(jìn)行課堂討論。 二、新課教學(xué) 基于初中學(xué)生的知識(shí)面以及知識(shí)層次，課堂討論中不必苛求學(xué)生提出太多的正確或有用的信息，教師應(yīng)給予啟發(fā)。討論后教師應(yīng)結(jié)合教材內(nèi)容從以下三個(gè)主題展開(kāi)并進(jìn)行總結(jié)。 1、超聲是個(gè)多面手 超聲波與可聽(tīng)聲有一樣的傳播速度，并遵循反射、折射和繞射等傳播規(guī)律。但由于頻率很高，因此又具有奇特的性質(zhì)。例如在均勻的介質(zhì)中定向直線傳播；與一般聲波相比，它的功率很大等等。利用超聲波的這些特性，可以為人類服務(wù)。 超聲波的頻率很高，在工業(yè),農(nóng)業(yè),醫(yī)學(xué)和國(guó)防上應(yīng)用廣泛。例如用超聲清洗玻璃、陶瓷、陶瓷制品的表面污垢，用超聲來(lái)“擊碎”顆料狀物體，進(jìn)行乳化作用等。超聲波波長(zhǎng)短，傳播和反射時(shí)定向效果好，在水中損耗較小。在國(guó)防上,普遍使用回聲探測(cè)器(又叫聲納),超聲波遇到海底或其他硬物體便反射,根據(jù)收到回聲的時(shí)間可以判斷物體的距離。例如,可用聲納來(lái)探測(cè)敵方潛艇的位置,魚(yú)群位置,海底深度,海上冰山等。超聲波的穿透能力強(qiáng)，能透射幾米厚的金屬，利用這一特性和反射能力特性，可以制成超階級(jí)聲探傷儀，檢查金屬內(nèi)部有無(wú)裂縫和缺陷等。此外，超聲在醫(yī)學(xué)上應(yīng)用也逐漸廣泛，用超聲來(lái)診斷和治療疾病。例如現(xiàn)代醫(yī)學(xué)常用的A型和B型超聲診斷儀，其中B型診斷儀可獲體內(nèi)臟的切面聲像圖，診斷人體內(nèi)部有無(wú)腫瘤,肝硬化或其他病變。用超聲處理過(guò)的種子有縮短發(fā)芽時(shí)間,加速生長(zhǎng)的作用。在現(xiàn)代生活中，我們常見(jiàn)了還有不用洗衣粉的洗衣機(jī)，實(shí)際上利用的就是超聲波的“空化”作用，產(chǎn)生巨大能量，將污垢從衣物上震落下來(lái)溶解在水中。 學(xué)生對(duì)超聲加濕器會(huì)很感興趣，尤其是不知道是什么把水變成霧狀物的，可以讓他們通過(guò)對(duì)教科書(shū)中文字的閱讀，并作適當(dāng)解釋，幫助學(xué)生明白其中道理，體會(huì)到物理與日常生活的密切聯(lián)系。 超聲在現(xiàn)代生活中的利用很多，但是學(xué)生可能對(duì)超聲還有著較深的神秘感，認(rèn)為超聲與日常生活中接觸到的可聽(tīng)聲存在著本質(zhì)的不同。教師可以對(duì)此進(jìn)行解釋，讓學(xué)生了解超聲波與聲音（可聽(tīng)聲）的根本區(qū)別只是在于頻率范圍的不同而已。對(duì)于次聲也可以作同樣的解釋。 2、次聲本領(lǐng)大 次聲波的頻率大致為1Hz～20Hz，由于次聲的頻率很低，因此顯示出它種種的特性，其中最顯著的是傳播的距離遠(yuǎn)，而且不易被吸收。 次聲波在大氣中傳播衰減慢,它的傳播距離比聲音遠(yuǎn)得多，具有很強(qiáng)的穿透能力，但容易受大氣溫度、風(fēng)以及重力的影響。地震、臺(tái)風(fēng)、海嘯、核爆炸、飛機(jī)飛行、汽車高速行進(jìn)等都能產(chǎn)生次聲波。1983年印尼一次火山爆發(fā)激起的次聲繞地球轉(zhuǎn)了3圈。我們可以建立次聲波接收站，探知遠(yuǎn)處核爆炸和導(dǎo)彈發(fā)射的情況。關(guān)于地震、海嘯和臺(tái)風(fēng)，由于它們的傳播速度都小于次聲波波速，所以收到地震、海嘯和臺(tái)風(fēng)傳遞來(lái)的次聲波，就可以及早預(yù)報(bào)這些災(zāi)害性事件的到來(lái)，事先作好防范措施。次聲有較大的破壞性,地震或核爆炸激發(fā)的次聲能將巨大建筑物摧毀,次聲還會(huì)使人產(chǎn)生頭暈,惡心,血壓升高等癥狀,嚴(yán)重的會(huì)造成內(nèi)臟出血，危機(jī)生命。雖然它不在人的聽(tīng)覺(jué)范圍內(nèi)，但一些動(dòng)物卻能聽(tīng)到或感覺(jué)到，次聲波能對(duì)一些動(dòng)物產(chǎn)生一些刺激，使一些動(dòng)物出現(xiàn)反常表現(xiàn)。 在總結(jié)的前提下，可以指導(dǎo)學(xué)生閱讀教科書(shū)，并對(duì)次聲的應(yīng)用進(jìn)行歸納。向?qū)W生簡(jiǎn)單解釋海洋中的次聲以及自然災(zāi)害中產(chǎn)生的次聲，等等。如果學(xué)生對(duì)這一應(yīng)用內(nèi)容感興趣，還可以根據(jù)教學(xué)資源提供的內(nèi)容進(jìn)行進(jìn)一步的展開(kāi)。 3、聲識(shí)別技術(shù) 對(duì)于這部分內(nèi)容，因?yàn)樯婕暗睦碚撝R(shí)較多，教師做簡(jiǎn)單總結(jié)即可，可以鼓勵(lì)學(xué)生在課后對(duì)這方面的資料進(jìn)行查詢與艘集。如果有多媒體教室，教師可以利用一些軟件公司的有關(guān)語(yǔ)音錄入軟件做語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)的簡(jiǎn)單演示。 小結(jié) 聲學(xué)在現(xiàn)代科技中有著廣泛的應(yīng)用。教科書(shū)的體系結(jié)構(gòu)中安排本節(jié)內(nèi)容旨在基于第三節(jié)“奇異的聲現(xiàn)象”的基礎(chǔ)之上，納入更豐富的聲學(xué)應(yīng)用知識(shí)，并提供一個(gè)學(xué)生開(kāi)放性探究、進(jìn)行課外拓展性學(xué)習(xí)的起點(diǎn)。對(duì)于初中學(xué)生而言，這部分應(yīng)用層面的知識(shí)難度較大，因此在知識(shí)內(nèi)容的要求上不必做深入要求。教學(xué)過(guò)程的側(cè)重點(diǎn)應(yīng)在于向?qū)W生展示關(guān)于聲學(xué)與現(xiàn)代科技的豐富生動(dòng)的信息，培養(yǎng)他們的學(xué)習(xí)興趣與研究熱情。 板書(shū)設(shè)計(jì) 第四節(jié)　聲與現(xiàn)代科技 聲的利用：超聲與次聲 1.超聲是個(gè)多面手 2.次聲本領(lǐng)大 3.聲識(shí)別技術(shù) - 2 -