聲音可以移動

李佩寧

聲音是由于物體的振動產生的波，波通過一定的傳播媒介，如空氣、水、木頭等，到達我們的耳朵，產生聲覺。在小學低齡段，并不要求掌握聲音的具體物理性質和參數，但可以通過實驗，對聲音的基本性質產生一個概念上較為直觀的認識。

一、課程重點

學生將會從實驗中了解到，如同水、木頭等有實體的介質，空氣也是一種介質。但在空氣中傳播的聲音會因為振動的不定向性，而迅速衰減。通過學生小組的團結協作，發現管道可以防止聲音能量的消散，然后設計方案，動手制作，鍛煉學生團結協作解決實際問題的能力。

【涉及領域】工程、物理

【建議年級】小學中年級

【建議時間】120分鐘

【材料】硬紙（厚繪圖紙或者報紙）、紙杯、線、鋁箔紙、剪刀、膠帶

二、課程任務

教師先通過三個實驗導入聲音傳播規律的相關知識，然后讓學生制作一個設備，在不提高音量的情況下，能夠從一個教室向另一個教室傳遞消息。有的小組可能會制作線傳播的“土電話”，但是在遇到中間有墻的情況時，土電話就很難達成任務。而通過“聲音通道”，可以制作出更實用的“土電話”。請學生小組演示自己的作品，并比較兩種設計方式之間的異同點，從而更深入地理解聲音的性質。

三、課程步驟

1.導入：聲音傳播的規律（40分鐘）

【實驗一】教師站在教室正中說話，請前后左右四位學生進行觀察記錄。首先是正常說話，然后將一本書卷成擴音器形狀小聲說話。用相同的音量反復試驗幾次，學生交換位置體會觀察。各小組討論：發生了什么現象？為什么會發生這樣的現象？教師可以用以下問題進行引導。

（1）為什么正面聽到的聲音大，背后聽到的聲音小？

（2）為什么使用擴音器以后，正面聽到的聲音更大，背后聽到的聲音更小了？

（3）這一現象反映了聲音的哪些基本性質？

該實驗能夠反映聲音傳播的一個特點：聲音是向四周擴散的，但如果使用擴音器形狀的工具，把本來向四周擴散的聲音進行一定程度上的反射，可以將一部分聲音的能量集中在一個方向上，讓聲音傳得更遠。

【實驗二】請一位學生站在墻后，另一位學生站在同樣距離的沒有障礙物的前方，教師逐漸降低音量說話，要求學生在聽不見教師說話時舉手示意。交換位置再試一次。教師提問：障礙物能不能阻擋聲音的傳播？為什么墻后面能夠聽到聲音，但是聲音小很多？該實驗反映了聲音傳播的另一特點：聲音能夠越過障礙物傳播，但是會消耗一部分能量。

【實驗三】利用教學樓的樓梯扶手或類似的鐵欄桿，請一位學生把耳朵貼在扶手上，另一位學生站在他身邊，教師站在相隔幾層的樓上用硬物輕輕敲擊扶手，要求聽到聲音的學生立即舉手示意。交換進行實驗。教師提問：為什么扶手里傳來的聲音更快并且更大？該實驗反映了聲音傳播的又一特點：聲音傳播需要介質。空氣是一種特殊的介質，但聲音在固體中比在空氣中傳播得更快，能量損失更小。

三個實驗完成后，教師通過圖片或視頻向學生展示：在沒有發明電話前，古人如何傳播聲音信息。而在生活中，也會遇到類似的現象，如醫生的聽診器可以聽到胸腔內細小的聲音；在一些沒有電子設備的船內，傳遞命令是通過一套管道系統。展示一些類似設備的圖片，請學生討論：這些設備如何幫助聲音傳播？總結每個圖片反映了聲音的哪些性質。

2.宣布任務及評價量規（5分鐘）

【宣布任務】出示可以使用的材料，要求學生小組合作設計并制作一個聲音傳播裝置，要達成在一個教室說話而另一個教室可以聽到的效果。宣布任務后，呈現評價量規（見表1）。

3.工程設計和試制（15分鐘）

請各個小組進行創意方案設計，并畫出設計圖。設計圖要考慮到實際尺寸和障礙物，詳細標記在設計圖紙上。當有小組設計完成后，要向教師匯報，并換取相應材料進行實驗。

教師不應將所有的材料一次性地發給學生，而應該根據學生的設計方案，與學生商討試制方案，然后要求學生首先制作一個試制品進行試驗。通過試驗，學生會發現當前設計方案中存在的問題，提出修改方案，最后再進行制作。

在試制過程中，教師應進行巡視，并用下列問題對學生進行啟發。

（1）你們選擇用什么介質來傳播聲音？

（2）在不同介質中傳播聲音有什么異同？

（3）如何防止聲音在傳播中迅速減弱？

（4）打算怎么繞過障礙物？（教室之間的墻）

（5）這種設計能不能達成最終的要求？（障礙物情況；距離要求；效果要求）

在現實中，一次性完成一個大型工程的所有設計是不符合實際情況的，需要通過一系列的試驗和驗證，逐步修改原來的設計以達成更好的效果。通過試制，學生也將學會這種思維方式，通過承受挫折、解決困難來改進設計和作品。

4.再設計和制作成品（30分鐘）

學生用修改好的最終方案，到教師處領取材料并進行制作。對于制作完成的小組成品，教師要進行測試，并記錄其表現形式和性能。測試方法可以是教師在一端說出一句話，學生報告聽到的內容。

5.展示和總結（30分鐘）

在所有小組都完成實驗后，給每個小組至少5分鐘的時間進行展示。要求說明小組分工協作的情況、創意方案設計的過程、試制和設計方案的調整過程、成品的形式和性能，并適當闡述成品的效果和應用。

特別指出的是，有的小組可能會采用拉線紙杯的方案。而如果沒有小組使用這一方案，教師可以提前準備一個，然后向全班演示。引發學生討論：這兩種聲音傳播方式有什么異同？收集全班的意見，在黑板上采用雙泡圖的形式進行記錄。最后由教師補充完整。

（責任編輯 張慧籽）endprint