自制教具:声音传播能力测试器
学生对声音的感知习以为常,科学课程一系列的探究活动与体验,业已让孩子们观察到声音是由物体振动产生的,并以“波”的形式向四面八方传播……声音的传播依赖于物质,在不同的由物质构成的物体中,声音的传播能力是不同的,这一认识与体验需要孩子们在观察、分析、对比中逐渐构建,更需要后续在不断试验、观察、收集证据、分析总结中去建构与完善。在平时的科学探究活动中:因缺乏有结构的实验器材,在孩子们期盼的眼神中,科学教师却又无奈地草草收场;又或在学生朦胧的感知中,模糊不清地听一听相关材料的声音传播能力,论一论“是”与“非”……影响学生学习兴趣与探究欲的同时,也严重影响到课程的科学性与严谨性。基于此,设计声音在不同物体中的传播实验,对声音在不同物体中的传播能力进行比较,系作品——《声音传播能力测试器》。
教具的主要材料
1“密闭半球”:利用直径350mm的亚克力半球,支撑分贝测试器的同时,有效隔绝外界相关声音的干扰,方便测试和测量相关数据。
2“三脚支架”:支撑相关实验材料的同时,有效解决外界条件的限制,方便学生观察、测试和记录。
3“支撑木板”:放置分贝测试器,解决人为因素影响的同时,方便且快捷的进行测量与测试。
4“密闭瓶”:隔绝外界相关声音干扰的同时,使音响发出的声音汇聚,能作为唯一测试“音源”。为安插材料条,在杯盖居中打有4mm的孔洞。
5“音源放大器”:利用直径8cm的亚克力半球,支撑传音物体的同时,避免材料触碰的影响,将传音物体传来的声音汇聚集中并放大,方便测试和测量相关数据。
6“分贝测试器”:实时检测不同材料传播声音的强弱,有效及时记录最大值(MAX)或最小值(MIN)值,让数据可视化。
7“音源”:能控制并发出高低不同,强弱不同,能发出多种声音的蓝牙小音响作为测试“音源”,“多样”且统一的音源让学生在测试的过程中,为发现物体的声音传播能力奠定基础。
8“传音物体”:提供统一规格的直径约4mm,长度约1000mm的铁质、铜质、铝质、木质、塑料圆棒等作为传音实验材料,在测试与观察中,感知和比较声音在不同物体中的传播情况。
【材料购置及参数】
名 称 | 规 格 | 备 注 |
铁棒 | 直径4mm,长度1000 mm | 45#钢银钢支,圆棒 |
塑料棒 | 直径4mm,长度1000 mm | 米黄,ABS圆棒 |
黄铜棒 | 直径4mm,长度1000 mm | H65实心 |
铝棒 | 直径4mm,长度1000 mm | 6061硬质 |
木棒 | 直径4mm,长度1000 mm | 榉木圆棒 |
蓝牙小音响 | 31*50 mm | 蓝牙传输 |
亚克力半球 | 直径80mm | 透明,定制 |
亚克力半球 | 直径350mm | 透明,定制 |
真空玻璃杯 | 550ml双层,直径9.0cm | 加厚款 |
三脚架 | 110cm | 黑色标准版 |
分贝仪 | AS804B高清彩屏 | A加权,MAX值锁定 |
【数据测试与呈现】
原
理:置于悬空“密闭瓶”中的蓝牙音响通过播放一段音乐,有效将声音汇聚集中,通过不同的“传音物体”条将声音传递到上方的“音源放大器”并再次放大,学生在听到声音的同时,来感知声音的强与弱,感受到听力的局限性,适时引入“分贝测试器”,通过动态的测试来感知声音的强弱(声音传播效果),在同一段声音的测试中,来感知和体验不同的“传音物体”传播声音的能力。设定最大值测试,记录相关数据,用数据来说明不同固体材料传播声音的强与弱。
【情况反馈及分析】
一定条件下,固体、液体、气体等物质都能传播声音,是声音传播的重要介质,且固体传播声音的效果优于液体,液体传播声音的效果又优于气体。作为传播声音效果最好的固体物质,传播声音的能力又存在差异,表现为:不同材料之间的物体,受粗细、质地、组成物质等因素的影响,传播声音的能力是不同的。
同种材料之间的物体,受密度、温度等因素的影响,也存在个体差异……