第第頁人教版（2024）八年級上冊物理第二章聲現(xiàn)象第3節(jié)聲的利用教案《第3節(jié)聲的利用》教案學(xué)科初中物理年級冊別八年級上冊共1課時教材人教版八年級物理上冊授課類型新授課第1課時教材分析教材分析

本節(jié)內(nèi)容是八年級上冊第三章《聲現(xiàn)象》中的第三節(jié)，屬于“聲的利用”這一核心知識模塊。教材通過生活實例引入聲音在現(xiàn)代科技與日常生活中廣泛應(yīng)用的現(xiàn)象，如超聲波清洗、B超檢查、聲吶探測等，引導(dǎo)學(xué)生理解聲音不僅傳遞信息，還能傳遞能量，并能用于解決實際問題。該部分內(nèi)容承前啟后，既是對前兩節(jié)“聲音的產(chǎn)生與傳播”“聲音的特性”的深化拓展，也為后續(xù)學(xué)習(xí)“光的利用”“電磁波的應(yīng)用”奠定基礎(chǔ)，體現(xiàn)了物理知識與社會生活的緊密聯(lián)系。

學(xué)情分析

八年級學(xué)生已具備基本的聲學(xué)知識，如聲音由振動產(chǎn)生、聲音傳播需要介質(zhì)、音調(diào)響度音色的區(qū)別等。他們對聲音有直觀的生活體驗，但對“聲的利用”缺乏系統(tǒng)認(rèn)知，常誤認(rèn)為聲音僅用于聽覺交流。部分學(xué)生思維活躍，樂于探究，但抽象思維能力仍較弱，難以將聲波的物理特性與實際應(yīng)用建立聯(lián)系。教學(xué)中需借助多媒體情境、實驗演示和真實案例，激發(fā)興趣，降低認(rèn)知門檻，幫助學(xué)生從感性經(jīng)驗走向理性分析，突破“聲能做功”“聲波如何識別目標(biāo)”等難點。課時教學(xué)目標(biāo)物理觀念

1.能說出聲音可以傳遞信息和能量，列舉生活中常見的聲的利用實例。

2.能結(jié)合超聲波、次聲波的特點，說明其在醫(yī)療、軍事、環(huán)保等領(lǐng)域的作用。

科學(xué)思維

1.能通過對比分析不同聲波的應(yīng)用場景，歸納出聲波利用的基本原理。

2.能從現(xiàn)象出發(fā)提出合理假設(shè)，設(shè)計簡單驗證方案，發(fā)展初步的推理能力。

科學(xué)探究

1.能在教師引導(dǎo)下，觀察聲波應(yīng)用實驗，記錄現(xiàn)象并進行初步解釋。

2.能參與小組討論，圍繞“聲波能否傳遞能量”展開合作探究，提升團隊協(xié)作意識。

科學(xué)態(tài)度與責(zé)任

1.能關(guān)注聲波技術(shù)帶來的社會價值，增強科技報國的責(zé)任感。

2.能意識到過度使用聲波設(shè)備可能造成噪音污染，樹立綠色科技理念。教學(xué)重點、難點重點

1.聲音能夠傳遞信息和能量，理解其在現(xiàn)實生活中的具體應(yīng)用。

2.超聲波在醫(yī)學(xué)診斷（B超）、工業(yè)檢測中的典型應(yīng)用原理。

難點

1.理解超聲波為何能穿透人體組織并形成圖像，涉及聲波反射與回波處理機制。

2.區(qū)分超聲波與次聲波在不同應(yīng)用場景中的差異及其背后的物理依據(jù)。教學(xué)方法與準(zhǔn)備教學(xué)方法

情境探究法、合作探究法、講授法、議題式教學(xué)法

教具準(zhǔn)備

多媒體課件、超聲波清洗機模型、B超模擬動畫、聲吶探測視頻、實驗用玻璃杯與水、音叉教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動情境導(dǎo)入：聲之謎語，喚醒感知【5分鐘】一、創(chuàng)設(shè)情境，引出課題（一）、播放一段神秘的“聲之謎語”音頻片段

1.教師播放一段混合了心跳聲、海浪聲、機械運轉(zhuǎn)聲與鳥鳴聲的混音音頻，持續(xù)約30秒，背景為深藍(lán)色星空畫面，營造神秘氛圍。

2.提問引導(dǎo)：“同學(xué)們，你們聽到了哪些聲音？這些聲音讓你聯(lián)想到什么場景？”

3.引導(dǎo)學(xué)生描述聽到的聲音特征：如心跳聲節(jié)奏規(guī)律、海浪聲持續(xù)起伏、機器轟鳴聲低沉有力、鳥叫聲清脆短促。

4.進一步追問：“如果告訴你，這些聲音不是自然產(chǎn)生的，而是人類利用‘聲’來完成某項任務(wù)的結(jié)果，你信嗎？”

5.播放第二段音頻——醫(yī)院B超檢查中胎兒心跳聲，清晰可辨，節(jié)奏穩(wěn)定，學(xué)生普遍表現(xiàn)出驚訝與好奇。

6.小結(jié)：我們今天要探索一個神奇的領(lǐng)域——“聲的利用”。聲音不只是讓我們聽見世界，它還能幫我們看透身體、探測海洋、清潔物品，甚至影響天氣！這節(jié)課，我們就化身“聲探小偵探”，揭開聲音的隱藏功能。

二、任務(wù)發(fā)布：破解“聲之密鑰”挑戰(zhàn)（一）、發(fā)布主線任務(wù)

1.教師展示一張“聲探聯(lián)盟”的虛擬徽章圖片，設(shè)定角色：每位同學(xué)都是“聲探小偵探”，任務(wù)是完成三關(guān)挑戰(zhàn)：

-第一關(guān)：識別聲音傳遞的是“信息”還是“能量”；

-第二關(guān)：解讀超聲波在B超中的“成像密碼”；

-第三關(guān)：設(shè)計“防噪城市”提案，保護居民免受聲污染。

2.明確每關(guān)任務(wù)完成后，可解鎖一枚“聲能勛章”，集齊三枚即成為“聲探大師”。

3.引導(dǎo)學(xué)生思考：聲音是如何做到“看見”看不見的東西？又是如何“清潔”堅硬物體的？1.聽音頻，說出聽到的聲音類型。

2.分享聯(lián)想場景，如醫(yī)院、海洋、工廠。

3.聽到B超心跳聲時，發(fā)出驚嘆，產(chǎn)生探究欲望。

4.明確任務(wù)目標(biāo)，進入“聲探小偵探”角色，準(zhǔn)備迎接挑戰(zhàn)。評價任務(wù)聲音識別：☆☆☆

任務(wù)理解：☆☆☆

參與熱情：☆☆☆設(shè)計意圖通過多感官融合的音頻情境，激活學(xué)生已有經(jīng)驗，引發(fā)認(rèn)知沖突，激發(fā)求知欲。以“聲探小偵探”為主線貫穿全課，賦予學(xué)習(xí)任務(wù)趣味性與挑戰(zhàn)性，讓學(xué)生在角色扮演中主動建構(gòu)知識，實現(xiàn)從“被動接受”到“主動探究”的轉(zhuǎn)變。探究一：聲傳信息，破譯“語言密碼”【10分鐘】一、探究聲音傳遞信息的實例（一）、展示生活場景圖組，引導(dǎo)分類

1.教師投影四張圖片：①醫(yī)生用聽診器聽病人肺部；②交通信號燈旁的語音提示；③地震預(yù)警系統(tǒng)廣播；④盲人用手杖敲擊地面感知障礙物。

2.提問：“這些場景中，聲音分別起到了什么作用？它們是在傳遞什么？”

3.引導(dǎo)學(xué)生觀察細(xì)節(jié)：聽診器放大呼吸聲，說明聲音攜帶健康信息；語音提示明確方向，傳遞指令信息；地震預(yù)警提前告知危險，體現(xiàn)信息預(yù)警功能；手杖敲擊聲回傳判斷距離，屬于聲波反饋信息。

4.小結(jié)：聲音能傳遞信息，且信息形式多樣——有文字、有圖形、有警報、有位置數(shù)據(jù)。

二、深入剖析B超成像原理（一）、播放B超工作原理動畫（3分鐘）

1.教師播放一段30秒的動態(tài)演示動畫：超聲波探頭接觸皮膚，發(fā)射高頻聲波，聲波進入體內(nèi)遇到器官界面發(fā)生反射，反射波被探頭接收，計算機根據(jù)回波時間差生成二維圖像。

2.重點標(biāo)注關(guān)鍵過程：

-發(fā)射端：超聲波頻率>20000Hz，人耳聽不見；

-傳播路徑：垂直入射，遇到不同密度組織（如肌肉、脂肪、骨骼）產(chǎn)生反射；

-接收端：傳感器捕捉回波強度與時間；

-處理系統(tǒng)：通過算法將回波轉(zhuǎn)化為亮度不同的點，組成圖像。

3.提問：“為什么用超聲波而不是普通聲波？為什么能‘看到’內(nèi)部結(jié)構(gòu)？”

4.引導(dǎo)學(xué)生回答：普通聲波穿透力弱，易衰減；超聲波頻率高，方向性強，穿透深，且不會損傷組織。

5.補充資料：B超被稱為“無創(chuàng)透視鏡”，廣泛應(yīng)用于產(chǎn)檢、心臟檢查、腫瘤篩查。

6.拓展延伸：介紹“多普勒效應(yīng)”在血流檢測中的應(yīng)用，如測量血液流動速度。1.觀察圖片，討論聲音的作用類型。

2.識別每種情況中傳遞的信息內(nèi)容。

3.觀看動畫，理解B超成像的基本流程。

4.小組討論：超聲波為何適合醫(yī)學(xué)成像？

5.提出疑問：回波怎么變成圖像？是否需要復(fù)雜計算？評價任務(wù)信息識別：☆☆☆

原理理解：☆☆☆

小組討論：☆☆☆設(shè)計意圖通過真實生活情境與動畫可視化手段，將抽象的“聲波成像”過程具象化。設(shè)置層層遞進的問題鏈，引導(dǎo)學(xué)生從現(xiàn)象觀察走向本質(zhì)思考，培養(yǎng)科學(xué)思維能力。小組合作促進觀點碰撞，提升表達(dá)與傾聽能力，為下一環(huán)節(jié)“聲能做功”埋下伏筆。探究二：聲傳能量，揭秘“無形之力”【10分鐘】一、實驗演示：聲波也能“搬東西”（一）、演示“聲波震碎玻璃杯”實驗

1.教師取出一只透明玻璃杯，杯內(nèi)裝少量清水，放置于講臺中央。

2.使用音叉輕輕敲擊，使其發(fā)聲，靠近玻璃杯，觀察水面波動。

3.慢慢提高音叉頻率，同時逐漸增加振幅，直至達(dá)到某一特定頻率時，突然聽到“啪”的一聲，玻璃杯破裂，水花四濺。

4.提問：“是什么導(dǎo)致玻璃杯破碎？聲音真的有力量嗎？”

5.引導(dǎo)學(xué)生思考：聲音是機械波，具有能量；當(dāng)聲波頻率與玻璃杯固有頻率一致時，發(fā)生共振，能量集中釋放，造成破壞。

6.播放一段真實實驗視頻：實驗室中用超聲波發(fā)生器使金屬片劇烈振動，最終斷裂。

7.小結(jié)：聲音不僅傳遞信息，還能傳遞能量，且在特定條件下可產(chǎn)生巨大作用。

二、探究超聲波清洗原理（一）、展示超聲波清洗機實物模型

1.教師展示一個小型超聲波清洗機模型，內(nèi)部有換能器與清洗槽。

2.向槽中加入清水與一枚沾滿油污的硬幣，開啟電源，觀察現(xiàn)象：水面出現(xiàn)大量微小氣泡，迅速膨脹破裂，硬幣表面污漬被剝離。

3.詳細(xì)講解原理：

-超聲波在液體中傳播，形成疏密相間的區(qū)域；

-在低壓區(qū)，液體內(nèi)部形成微小氣泡（空化泡）；

-氣泡瞬間壓縮至極小，然后猛烈爆破，產(chǎn)生局部高溫高壓，沖擊力可達(dá)數(shù)萬個大氣壓；

-這種沖擊力能有效清除附著在物體表面的灰塵、油脂、銹跡。

4.提問：“為什么普通水洗不能清除這些污漬？超聲波清洗為何更高效？”

5.引導(dǎo)學(xué)生對比：普通水流沖擊力有限，無法進入微小縫隙；而超聲波產(chǎn)生的空化效應(yīng)能在微觀尺度發(fā)揮作用。1.觀察實驗現(xiàn)象，記錄聲音頻率變化與玻璃杯破裂的關(guān)系。

2.分析共振原理，理解能量積累過程。

3.觀察清洗過程，注意氣泡生成與爆破現(xiàn)象。

4.小組討論：超聲波清洗為何能深入縫隙？

5.舉例說明生活中可能應(yīng)用此技術(shù)的場景。評價任務(wù)實驗觀察：☆☆☆

原理分析：☆☆☆

應(yīng)用聯(lián)想：☆☆☆設(shè)計意圖通過震撼的實驗演示打破“聲音無害”的慣性認(rèn)知，強化“聲能做功”的物理觀念。利用模型與動畫還原微觀過程，化解“空化效應(yīng)”這一抽象概念的理解障礙。鼓勵學(xué)生聯(lián)系生活，從“看得見的破壞”轉(zhuǎn)向“看不見的清潔”，拓寬對聲能應(yīng)用的認(rèn)知邊界。探究三：聲的雙面性，守護“寧靜家園”【8分鐘】一、案例研討：聲波的“好”與“壞”（一）、呈現(xiàn)正反案例對比表

1.教師投影一張表格，列出兩類應(yīng)用：

|正面應(yīng)用|負(fù)面影響|

|||

|B超助產(chǎn)檢|長期暴露于高強度噪聲中致聽力損傷|

|聲吶探測潛艇|工業(yè)噪音干擾野生動物遷徙|

|超聲波清洗眼鏡|城市建筑工地夜間施工擾民|

2.提問：“同樣是聲波，為何有時是天使，有時是惡魔？”

3.引導(dǎo)學(xué)生從頻率、強度、持續(xù)時間、環(huán)境背景等方面分析：

-高頻超聲波對人體無害，但高強度次聲波可引起頭暈、惡心；

-低頻聲波傳播遠(yuǎn)，易造成跨區(qū)域干擾；

-人為制造的非必要聲源才是污染源。

4.播放一段城市噪音調(diào)查紀(jì)錄片片段：市民抱怨地鐵噪聲、裝修噪音，孩子難以集中注意力。

5.小結(jié)：聲的利用需遵循科學(xué)原則，避免濫用。

二、任務(wù)挑戰(zhàn)：設(shè)計“防噪城市”提案（一）、分組合作，制定解決方案

1.將全班分為四個小組，每組領(lǐng)取一份“城市噪音地圖”任務(wù)卡，包含住宅區(qū)、學(xué)校、醫(yī)院、商業(yè)街四個區(qū)域。

2.要求每組選擇一個區(qū)域，提出三項可行的降噪措施：

-如：在住宅區(qū)安裝隔音窗；在學(xué)校周邊設(shè)立“靜音走廊”；醫(yī)院采用低音警示燈替代廣播；商業(yè)街推廣電動車輛減少發(fā)動機噪音。

3.教師巡視指導(dǎo)，提醒考慮成本、可行性、公眾接受度。

4.每組派代表上臺展示方案，其他組可提問或補充。1.分析案例，判斷聲波的利弊。

2.小組討論，聚焦本地常見噪音源。

3.設(shè)計具體可行的降噪方案。

4.展示成果，回應(yīng)質(zhì)疑，完善建議。評價任務(wù)問題識別：☆☆☆

方案創(chuàng)新：☆☆☆

表達(dá)清晰：☆☆☆設(shè)計意圖引導(dǎo)學(xué)生辯證看待科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用價值，培養(yǎng)社會責(zé)任感。通過真實社會問題驅(qū)動，促使學(xué)生將所學(xué)知識遷移至現(xiàn)實場景，提升綜合實踐能力。小組合作與展示環(huán)節(jié)強化溝通表達(dá)，落實“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”目標(biāo)。總結(jié)升華：聲探大師，榮耀加冕【2分鐘】一、回顧旅程，提煉核心（一）、引導(dǎo)學(xué)生梳理知識脈絡(luò)

1.教師提問：“今天我們完成了哪幾項挑戰(zhàn)？你掌握了哪些關(guān)于‘聲的利用’的知識？”

2.學(xué)生回答后，教師用板書關(guān)鍵詞串聯(lián)：

-聲能傳信息→B超、聲吶、預(yù)警系統(tǒng)

-聲能傳能量→共振碎杯、超聲波清洗

-聲有雙面性→科學(xué)使用，守護安寧

3.強調(diào)：聲音不僅是聽覺工具，更是現(xiàn)代科技的重要載體。

二、頒發(fā)“聲探大師”勛章（一）、虛擬勛章授予儀式

1.教師宣布：“恭喜全體‘聲探小偵探’圓滿完成三關(guān)挑戰(zhàn)！”

2.展示電子勛章圖案，配以音樂特效，全班鼓掌。

3.布置課后任務(wù)：拍攝一段“我家的聲利用”短視頻，下節(jié)課分享。1.回顧三關(guān)挑戰(zhàn)，復(fù)述核心知識點。

2.模擬接受勛章，感受成就感。

3.記錄課后任務(wù)，準(zhǔn)備拍攝素材。評價任務(wù)知識整合：☆☆☆

情感認(rèn)同：☆☆☆

任務(wù)完成：☆☆☆設(shè)計意圖通過結(jié)構(gòu)化總結(jié)構(gòu)建知識框架，幫助學(xué)生形成系統(tǒng)認(rèn)知。儀式化收尾增強學(xué)習(xí)儀式感，激發(fā)持續(xù)學(xué)習(xí)動力。課后任務(wù)延續(xù)課堂探究，實現(xiàn)“從課堂到生活”的無縫銜接。作業(yè)設(shè)計一、基礎(chǔ)鞏固題

1.下列現(xiàn)象中，屬于利用聲音傳遞信息的是（）

A.用超聲波清洗眼鏡

B.醫(yī)生用聽診器聽診

C.用聲吶探測海底深度

D.用超聲波擊碎腎結(jié)石

2.關(guān)于超聲波的說法，正確的是（）

A.超聲波在空氣中傳播速度比次聲波快

B.超聲波頻率高于20000Hz，人耳聽不見

C.超聲波只能在固體中傳播

D.超聲波不能傳遞能量

3.B超檢查時，醫(yī)生利用超聲波在人體內(nèi)的__________來獲取圖像信息。

4.請簡述“空化效應(yīng)”在超聲波清洗中的作用機制。

二、拓展應(yīng)用題

5.某小區(qū)附近有一家工廠，夜間常傳出刺耳的機器轟鳴聲，嚴(yán)重影響居民休息。請你運用本節(jié)課所學(xué)知識，設(shè)計一份“社區(qū)降噪建議書”，包括：問題描述、原因分析、三項具體解決方案，并說明每項方案的科學(xué)依據(jù)。

6.請你查閱資料，了解“次聲波”在自然界中的表現(xiàn)（如地震、風(fēng)暴），并撰寫一段300字左右的小論文，題目為《看不見的波：次聲波的秘密》?！敬鸢附馕觥?/p>

一、基礎(chǔ)鞏固題

1.B、C

解析：A、D是利用聲能傳遞能量；B、C是利用聲音傳遞信息。

2.B

解析：超聲波頻率高于20000Hz，人耳聽不到；傳播速度與介質(zhì)有關(guān)，與頻率無關(guān)；可在氣體、液體、固體中傳播。

3.反射波（或回波）

解析：B超依靠反射波的時間差和強度差異生成圖像。

4.空化效應(yīng)是指超聲波在液體中形成微小氣泡，氣泡在高壓下迅速壓縮并爆破，產(chǎn)生強烈的沖擊波和局部高溫高壓，從而擊碎污垢顆粒，實現(xiàn)清洗效果。

二、拓展應(yīng)用題

5.示例：

問題描述：工廠夜間運行時產(chǎn)生高強度機械噪聲，影響居民睡眠質(zhì)量。

原因分析：機器運轉(zhuǎn)頻率接近低頻聲波，傳播距離遠(yuǎn)，且無有效隔音設(shè)施。

解決方案：

①安裝隔音屏障，阻斷噪聲傳播