初二物理声现象科技论文(2)
初二物理声现象科技论文篇二
《声现象》中的实验改进
【摘 要】实验是科学研究的基础，做好实验，是科学研究的保障。实验的选择，一定要严格遵守科学性、真实性、严密性、可操作性，尽可能地把实验做到操作简单，现象明了，抓住主因，去除实验中的非主要因素干扰。
对于探究规律性的实验，应该选择多种情况下都能做的普适性实验，要求在实验中现象明显、直观，使整个实验能明显突出主要因素，尽可能直观的说明研究的主要问题，得出科学结论，实验是科学研究的基础，做好实验，是科学研究的保障。实验的选择，一定要严格遵守科学性、真实性、严密性、可操作性，尽可能地把实验做到操作简单，现象明了，抓住主因，去除实验中的非主要因素干扰。
实验是科学研究的基础，做好实验，是科学研究的保障。实验的选择，一定要严格遵守科学性、真实性、严密性、可操作性，尽可能地把实验做到操作简单，现象明了，抓住主因，去除实验中的非主要因素干扰。
一、振动发声
对于探究规律性的实验，应该选择多种情况下都能做的普适性实验，要求在实验中现象明显、直观，使整个实验能明显突出主要因素，尽可能直观的说明研究的主要问题，得出科学结论，决不能选择一些只能反映片面局部的现象规律或实验现象中存在其他不明确干扰因素的，特别是对后面知识的学习容易引起误导的实验，由此，我对教材上“声现象”这章的部分实验，进行了改进设计。
我们知道，声音是听到却看不到的，振动能看到却听不到，只有在看到振动的同时听到声音，才能说明振动发声，所以书上就举了一些特例，如：拉紧的橡皮筋，在弹动时，可以看到振动的同时听到声音;再如：用手压紧尺子在桌子边上，然后用手拨动尺子露在桌外的一端，也可以看到振动听到声音，但是，对于多数的发声体，如敲击或碰撞物体所发出的声音，多数是看不清发声时在振动的，那么怎样才能让多数情况下的发出声音的振动清楚的显示出来呢?由于振动发声的特性决定了我们人能听到的声音振动范围远远超过了能直接看到的振动范围，所以要尽量多的看到发声音体的振动，就要借助转换法，转换成我们能清楚明了的看到的随着振动发声一起发生的有相互作用的某一现象。书上是举了一个用乒乓球贴近发声的音叉，看到乒乓球向旁边跳动，证明发声体音叉在振动，这个实验中存在的不足是：乒乓球每次跳动的方向、幅度和快慢都有很大的随意性，无准确的规律，无法控制，对后面知识“声音特性”一节的学习会造成一定的障碍。如：学生看到的是乒乓球方向不一、振幅不一和快慢不一的无规律的碰撞音叉，似乎音叉的震动也是无规律的，而事实是音叉的振动各个方面都是非常有规律的。为此，我改进为在投影仪台上放一盛水玻璃皿，敲击音叉发声后马上插入水中一部分，在它的周围会有大量小水珠迅速跳起，这就说明音叉在振动，投影仪把这个现象放大投影，看得更清楚。对于多数物体的敲击发声振动，如敲桌子，我把这个盛水玻璃皿放在其上，然后用一激光器，打出激光斜照在水面上，观察它反射到天花板或墙上的光斑，当敲击时，由于角度和距离的关系，光斑会在原位置上明显出现振动，把被敲物体原来几乎看不见的振动，放大转换成光斑的大幅度振动。还可以把玻璃皿换成一面小镜子，以更方便贴在竖直方向的物体表面上显示振动。物理学里，把这种把微小的变化现象转换成与之相互作用的其他的较大的变化现象来研究的研究方法称之为放大法，很多实验都用到了这种方法，典型的例子是证实万有引力定律时用到的“卡文迪许扭秤”。
二、声音的响度与振幅的关系
由于运用了放大法显示振动发声，那么在探究响度与什么因素有关的实验中，我们只要改变上述实验中的敲击力度，使声音变得更响，同时来观察反射光斑偏离原来位置的大小幅度，就很明显的观察到：响度越响振幅就越大。这比教材中用敲音叉看悬吊的乒乓球弹开幅度大小的实验要先进和简单得多，因为在做敲击音叉看乒乓球时，乒乓球每次弹起的幅度和方向都会由于弹回时接触音叉的部位不同而不均匀地弹动，特别是用不同的力敲击音叉以显示不同的响度时，乒乓球第一下的震动幅度很大，很容易被理解为音叉对乒乓球的推动引起的，后面的振动弹起就很不均匀，使实验现象存在随意性和不准确性，这就给学生的学习带来困难，使实验中的主要研究对象受到干扰而存在一定的疑惑，难以顺畅的得出科学结论。而使用我们前面“振动发声”实验中的“盛水玻璃皿”或“小镜子”反射的方法，来观察光斑的变化，就不存在这样的干扰。在任何物体表面，都会真实的反映振动的幅度和快慢。
三、频率决定音调的高低
实验的选择，一定要严格遵守科学性、真实性、严密性、可操作性，尽可能地把实验做到操作简单，现象明了，抓住主因，去除实验中的非主要因素干扰，突破教学难点，提高学习效率。
频率决定音调这个知识点，一直是个教学难点，究竟是难在哪里呢?我认为，主要是教材中所选的实验不合适，难度过大，实验中存在影响主要知识点学习的误导干扰因素，影响了学生在实验中，对主要知识点的突出理解，造成了对知识点的理解困扰，也就造成了学习难点。教材中的实验，是利用一根一端被压紧在桌面上，一端伸出桌面的钢尺，“用力拨动探出来的一端听声音，然后改变钢尺伸出桌面的长度，再次拨动，注意使钢尺两次的振动幅度大致相同。比较两种情况下，钢尺振动的快慢和发出的音调”。此实验存在的缺陷：1.振动快慢很难看得清楚准确，2.拨动方向，开始向上和向下结果大不相同，3.“两次的振动幅度大致相同”，实验中很难做到，因为钢尺伸出长度发生变化，要使振动幅度大致相同，必须用不同大小的力量去拨动，而学生在做这个实验时第一感觉是其所用的力的大小，这必然误导了是力的大小决定了音调的高低，引起知识性理解的错误，造成学习困难，所以这部分知识的学习经常成为教学难点。教材中还建议使用发音齿轮，发音齿轮的各个齿轮转动速度是相同的，因为齿数的不同来说明振动快慢的不同，而频率不同恰是快慢的不同，所以让学生在知识的理解上多了一个台阶，使思路绕了个弯，显然对知识的理解会很困难，在发音齿轮的操作中，又因为很难选出的发出音调明显不同的相同材料，我曾经试过好多种材料，在多种转速的情况下发出音调明显不同，包括相同的材料在同一齿轮上的不同角度，要达到预想的效果很难，都不是很理想，后来改成不同松紧的橡皮筋，音调能明显感觉到，但振动快慢不同难以看出来，拨动梳子，也是存在力度的不同影响音调的因素，难以突出快慢的因素。后来改做示波器显示，虽然图像很清晰，也很说明问题，但毕竟是屏幕上显示的，不是亲自感受到的振动频率决定音调，总感觉到不是那么直观令人简单地信服。其实这个知识点的关键是快慢与音调的关系，因为频率这个词对学生还是比较陌生的，应该主要强调快慢，要让学生明显的看到快慢的不同，然后听到音调的变化，在做了大量的试验后，感觉用一根拉链拉直后，用不同的速度快速拉动，发出的音调不同，这个做法就完全避免了用力大小影响音调的误导，不存在用力大小因素，实验中也排除了其他干扰因素，只剩下快慢与音调的关系了，非常明了地突出了音调与快慢的关系，然后再交代一下快慢用频率表示，这样，就彻底解决了非主要因素对学习主要知识点的学习干扰，避免了次要因素对主要知识学习的误导，解决了这部分知识教学的难点和学习困难。
【参考文献】
[1]人民教育出版社 义务教育课程标准实验教材 《物理八年级上》
[2]人民教育出版社 义务教育课程标准实验教材 《教师参考书物理八年级上》
(作者单位：山东省青岛市第五十六中学)
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