資源簡介

2.5跨學(xué)科實(shí)踐：制作隔音房間模型（教學(xué)設(shè)計(jì)）
年級 八年級 授課時(shí)間
課題 2.5跨學(xué)科實(shí)踐：制作隔音房間模型
教學(xué) 目標(biāo) 1. 了解不同物質(zhì)的隔音性能這一物理屬性，并在動(dòng)手實(shí)踐過程中認(rèn)識到物質(zhì)的硬度、密度、厚度等物理屬性對隔音性能的影響。 2. 通過制作隔音房間模型，體會(huì)到物理模型建構(gòu)的重要意義，并能通過科學(xué)推理和科學(xué)論證，運(yùn)用轉(zhuǎn)換法和控制變量法的思想，比較不同物質(zhì)的隔音性能。
教材 分析 本節(jié)是學(xué)生第一次接觸到跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)，通過動(dòng)手實(shí)踐制作隔音房間模型，進(jìn)一步理解噪聲及減弱噪聲的知識，體會(huì)物理學(xué)知識在生活、生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題的能力和動(dòng)手實(shí)踐的能力。 學(xué)生會(huì)對隔音房間模型的制作過程、測試過程進(jìn)行評估和反思。
學(xué)情 分析 本節(jié)是學(xué)生第一次接觸到跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)，學(xué)生的興趣濃厚，但是對項(xiàng)目的實(shí)施還是有一定難度的，特別是對房間隔音性能的測試方法感到陌生，教學(xué)中注意控制變量法的講解。
教學(xué)重點(diǎn) 制作隔音房間模型。
教學(xué)難點(diǎn) 運(yùn)用控制變量法探究不同材料的隔音性能。
教學(xué) 器材 毛氈、報(bào)紙、棉花、軟木、泡沫塑料，手機(jī)、鬧鐘、紙盒（包裝盒）、分貝儀、米尺等。
教學(xué)過程
教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng)
導(dǎo)入新課 當(dāng)我們在家中彈奏樂器、欣賞音樂或觀看電視節(jié)目時(shí)，有可能會(huì)打擾需要休息的家人和鄰居。你有什么辦法解決這個(gè)問題 思考問題，進(jìn)入情境。
學(xué)習(xí)新課 一、項(xiàng)目提出 當(dāng)我們在家中彈奏樂器、欣賞音樂或觀看電視節(jié)目時(shí)，有可能會(huì)打擾需要休息的家人和鄰居。你有什么辦法解決這個(gè)問題 噪聲的防治方法有很多，隔音是其中的一種重要的方法。有同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)方案，打算將家中的一個(gè)房間改造為隔音房間，這樣就不會(huì)彼此干擾。在方案實(shí)施前，我們可以通過制作模型來高效、經(jīng)濟(jì)地測試方案的可行性。請你根據(jù)以上思路，制作一個(gè)隔音房間的簡易模型，并測試它的隔音性能。 二、項(xiàng)目分析 【提出問題】制作模型之前，我們需要考慮下面的問題。 1. 生活中哪些常見的物品能夠充當(dāng)“房間” 2. 為房間隔音的材料要滿足哪些要求 可以選用哪些材料 3. 聲音是如何傳播到房間外的 隔音的材料應(yīng)放在房間的哪些位置以及如何放置 4. 怎樣測試模型房間的隔音性能 【歸納】根據(jù)學(xué)生回答情況進(jìn)行以下歸納。 1. 生活中能夠充當(dāng)“房間”的物品，要求有一定的硬度，同時(shí)隔音性能要好。例如紙箱、包裝盒或鞋盒等。 2. 房間隔音的材料的要求與選用 （1）隔音材料 為房間阻隔聲音的材料隔音性能要好，例如隔音氈、巖棉隔音板、隔音板、隔音棉、隔音泡沫、石膏板等。 （2）一些隔音材料的特點(diǎn)與性能 材料特點(diǎn)隔音性能聚酯纖維 隔音板重量輕、易安裝、 防潮防霉、無毒等對高頻噪音隔音效果一般隔音氈超薄、柔軟、防潮、 耐高溫等隔音效果好，特別是對中低頻噪音如人聲、交通噪聲等的隔音效果最好巖棉隔音板防潮防霉、環(huán)保等，但易掉落粉塵，對呼吸道有刺激作用對高頻噪音有很好的隔音效果隔音泡沫質(zhì)輕且柔軟，但易燃，不適用于高溫或火源環(huán)境隔音效果好雙層玻璃窗由內(nèi)、外窗組成能提供良好的隔音效果石膏板容易安裝等隔音特性良好，很受人們喜愛木材自然環(huán)保，易獲得等隔音效果較差
（3）吸音板與隔音板的材質(zhì)區(qū)別 吸音板一般是多孔材料，孔木吸音板全是孔，軟包吸音板內(nèi)部也是有很多的微小空隙，聚酯纖維吸音板表面也是微孔，可以說，吸音材料基本上都是“孔隙”材料。吸音板直接用于場所表面裝飾用，多種顏色，除了較好的吸音效果，裝飾效果也是非常棒，吸音板常用于KTV，教室，會(huì)議室，錄音棚，體育館，會(huì)展中心裝飾吸音降噪。 隔音板不一樣，它是高密度材料，聲音不容易穿透。外觀上一般是沒有做過處理的，通常是幾種板或隔音氈復(fù)合而成的。 常見的隔音板是由雙層玻鎂板加阻尼膠復(fù)合而成，外面不好看，不能直接用于裝飾處理，當(dāng)用于墻體隔音時(shí)，安裝在龍骨上，來阻隔聲音的傳播，從而達(dá)到較好的隔音效果！ 3. 聲音是通過空氣、“房間材料”傳播到房間外的。故阻隔聲音的材料應(yīng)放在“房間”的四周位置且緊貼“墻壁”。 4. 測試模型房間的隔音性能的方法 方法一：將聲音強(qiáng)弱轉(zhuǎn)化為距離進(jìn)行比較 依次將不同隔音材料安裝在“房間”內(nèi)部四周“墻面”及“屋頂”“地面”上，將正在發(fā)聲的手機(jī)置于“房間”內(nèi)部，傾聽鈴聲并逐漸遠(yuǎn)離“房間”，記錄每次剛剛聽不到鈴聲時(shí)人與“房間”的距離，距離越遠(yuǎn)的說明隔音效果越差，距離越近的說明隔音效果越好。 方法二：將聲音強(qiáng)弱轉(zhuǎn)化為分貝數(shù)進(jìn)行比較 如圖甲所示，依次將不同隔音材料安裝在“房間”內(nèi)部四周“墻面”及“屋頂”“地面”上，將正在發(fā)聲的手機(jī)置于“房間”內(nèi)部，在模型外同一位置使用手機(jī)噪聲監(jiān)測軟件進(jìn)行分貝數(shù)測定，數(shù)值越小說明隔音效果越好。 甲 乙 方法三：將聲音強(qiáng)弱轉(zhuǎn)化為聲波波形進(jìn)行比較 如圖乙所示，依次將不同隔音材料安裝在“房間”內(nèi)部四周“墻面”及“屋頂”“地面”上，將正在發(fā)聲的手機(jī)置于“房間”內(nèi)部，在模型外同一位置放置示波器或使用錄音及聲音編輯軟件顯示聲波波形，波形振幅越小說明隔音效果越好。 三、項(xiàng)目實(shí)施 【歸納講解】在學(xué)生討論出方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)行一下講解。 用包裝盒或鞋盒充當(dāng)房間，將一只鬧鐘放入其中模擬房間中發(fā)聲的樂器或電視機(jī)。然后，在盒內(nèi)的相應(yīng)區(qū)域安裝能夠隔音的材料，制作隔音房間模型。 【實(shí)驗(yàn)器材】 手機(jī)（作為聲源）（或機(jī)械鬧鐘）；鞋盒（放置聲源）；各種隔音材料（隔音氈、隔音板、隔音泡沫、隔音墊）；分貝儀（測量聲音的響度）； 粉筆（標(biāo)記與聲源相距的位置）；卷尺（測量距離）。 如果選擇在一定距離處聽聲音的強(qiáng)弱，在聲音的強(qiáng)弱相差不大時(shí)，人耳無法分辨，我們可以借助測量儀器——分貝儀進(jìn)行測量。 【實(shí)驗(yàn)步驟】學(xué)生進(jìn)行活動(dòng)。 1. 用手機(jī)播放一段音樂，保證音量不變且發(fā)出持續(xù)、恒定的聲音； 2. 用隔音氈包住手機(jī)，放入鞋盒中，將分貝儀放在離聲源40cm的位置，記錄此時(shí)分貝儀上的示數(shù)； 3. 保持手機(jī)和分貝儀的位置不變，分別換用隔音板、隔音棉、隔音泡沫等材料，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)并記錄分貝儀示數(shù)。 4. 實(shí)驗(yàn)記錄 材料隔音氈隔音板隔音棉隔音泡沫隔聲性能預(yù)測 （優(yōu)、良、中、差）分貝儀示數(shù)/dB隔聲性能 （優(yōu)、良、中、差）
實(shí)驗(yàn)分析：在相同條件下，分貝儀示數(shù)越小，隔音效果越好。 【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】表面粗糙，多孔的材料隔聲性能較好。 注意： 1. 在注意隔音性能的同時(shí)，也要盡量減小材料的厚度，最大限度地保證“房間”的空間。 2. 測試時(shí)，要測出不經(jīng)過任何處理的聲源的聲音響度，通過比較前后的變化來評估模型的隔音性能。 3. 應(yīng)選擇較為安靜的環(huán)境進(jìn)行測試。 【視頻演示】——《用不同方法控制噪聲》 四、展示交流 1. 展示你制作的隔音房間模型，并從隔音性能，空間占用率，材料是否易得、安全和環(huán)保等方面對模型進(jìn)行評價(jià)。 材料名稱隔音性能材料成本材料安全性材料是否環(huán)保
2. 相互交流，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)并進(jìn)行反思，嘗試對制作的模型進(jìn)行改進(jìn)。 3. 如果有了真正的隔音房間，為了做到不打擾他人，也為了自己聽力的健康，在使用時(shí)還要注意哪些問題 思考問題，知道進(jìn)行制作一個(gè)隔音房間活動(dòng)的目的。 從四個(gè)方面進(jìn)行分析論證，乙小組為單位進(jìn)行交流討論，制定方案。 通過上網(wǎng)可以查到一些隔音材料的特點(diǎn)與性能。 區(qū)分吸音板與隔音板。 討論回答問題3。 討論問題4，選擇出小組所用的方案。 討論項(xiàng)目實(shí)施過程，提出方案，進(jìn)行評估，選出最優(yōu)方案進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)施活動(dòng)：選擇器材，完成任務(wù)，注意同學(xué)間分工合作。 分析論證，歸納結(jié)論。 展示交流，從5個(gè)方面進(jìn)行評價(jià)。
課 堂 練 習(xí) 課 堂 練 習(xí) 1. 如圖所示的真空隔音玻璃是將兩片平板玻璃四周密封起來，將間隙抽成真空并密封排氣口，形成真空層。若密封圈漏氣，隔音效果會(huì)降低。由此可知真空玻璃隔音效果好是運(yùn)用了（　　） A．從聲源處減弱噪聲 B．從接收處減弱噪聲 C．聲音的傳播需要介質(zhì) D．聲音是由于物體振動(dòng)產(chǎn)生的 【答案】C 【詳解】真空隔音玻璃是將兩片平板玻璃四周密封起來，將間隙抽成真空并密封排氣口，形成真空層。因?yàn)槁曇舻膫鞑バ枰橘|(zhì)，真空不能傳聲，因此真空玻璃隔音效果好，這是在傳播過程中控制噪聲；若密封圈漏氣，兩片平板玻璃間有了空氣，隔音效果會(huì)降低。故ABD不符合題意，C符合題意。 故選C。 2.實(shí)際生產(chǎn)、生活中隔音材料常被用來制作（ ） A．街頭的自動(dòng)噪聲監(jiān)測儀 B．飛機(jī)場工作人員佩戴的耳罩 C．城市的禁鳴路段標(biāo)志牌 D．體育館的頂端和四周的墻壁 【答案】B 【分析】防治噪聲污染可以從噪聲的產(chǎn)生、噪聲的傳播及噪聲的接收這三個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行防治；用隔音材料制作的東西可以有效的減弱噪聲污染． 【詳解】A. 噪聲監(jiān)測儀可以監(jiān)測噪聲的分貝數(shù)，不需要隔音，不符合題意； B. 飛機(jī)起飛時(shí)噪聲特別大，工作人員需要佩戴利用隔音材料制作的耳罩，這樣可以在噪聲的接收處減弱噪聲，符合題意； C. 城市的禁鳴路段標(biāo)志牌是提醒司機(jī)不要鳴笛，從噪聲的產(chǎn)生處減弱噪聲，而標(biāo)志牌不需要用隔音材料制作，不符合題意； D. 在體育館的頂端和四周是用吸音材料制成特殊形狀的結(jié)構(gòu)，這樣是為了在噪聲的傳播過程中減弱噪聲，不符合題意． 故選B. 3. 在科技館的噪聲小屋內(nèi)。小聰用最大的聲音叫喊，噪聲顯示儀顯示為98dB，如圖所示。而小明只能讓其顯示為88dB，從聲音的特性考慮，小聰最大聲音的 比小明大。無論在小屋內(nèi)如何叫喊，外面幾乎聽不到聲音，這說明噪聲小屋是 控制了噪聲（選填“在聲源處”、“在傳播過程中”或“在人耳處”）。 【答案】 響度 在傳播過程中 【詳解】dB（分貝）是聲音強(qiáng)度的單位，用于表示聲音的響度或音量大小。由題意可知，小聰用最大的聲音叫喊，噪聲顯示儀顯示為98dB，而小明只能讓其顯示為88dB，這說明小聰最大聲音的響度比小明大。 噪聲小屋是一個(gè)密閉的空間，無論在小屋內(nèi)如何叫喊，外面幾乎聽不到聲音，這說明噪聲小屋是在傳播過程中控制了噪聲。 4. 如圖所示，小蘇同學(xué)學(xué)習(xí)了聲音的知識后，用手機(jī)下載了一個(gè)叫“分貝儀”的APP。這是某次她使用分貝儀的截圖，此時(shí)的瞬時(shí)響度為 dB，此時(shí)環(huán)境的響度情況 （選填“適合”或“不適合”）學(xué)習(xí)。 【答案】 46 適合 【詳解】根據(jù)分貝儀的截圖，此時(shí)的瞬時(shí)響度為46dB。 根據(jù)國家環(huán)保有關(guān)部門規(guī)定：65分貝以上是重度噪音污染，60-65分貝是輕微污染，55-60分貝是較好，55分貝以下是好，所以此時(shí)環(huán)境的響度情況適合學(xué)習(xí)。 5.小明想比較聚酯棉材料和海綿材料的隔音性能，做了如下的探究。 （1）小明分別用兩種材料做了如圖甲所示的隔音盒。該制作的錯(cuò)誤之處是___； （2）改正錯(cuò)誤后，小明在安靜的環(huán)境下，將手機(jī)1播放80dB的聲音，先后置于兩種隔音盒中，另一個(gè)手機(jī)2在距隔音盒不同距離的位置測量接收的聲音如圖乙，得出如表中的數(shù)據(jù)。表格A處應(yīng)填寫______； 材料聚酯棉海綿距離/m123123A/dB54.349.146.661.755.853.4
（3）利用數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，得出_______材料的隔音性能更強(qiáng)； （4）小明認(rèn)為人耳可以替代手機(jī)2進(jìn)行探究，并提出如下兩種方案，最佳的是（ ）； A．人距隔音盒一定距離處，先后比較人聽到手機(jī)1在兩種材料的隔音盒里發(fā)出聲音大小。 B．人邊聽聲音邊后退，直至聽不到手機(jī)1發(fā)出的聲音為止，比較兩次距隔音盒的距離。 （5）小明發(fā)現(xiàn)上錄播課時(shí)，為了防止錄播室外的嘈雜聲音干擾錄課，錄播室的墻壁使用了隔音材料，這是在_______減弱噪聲。 【答案】 厚度不同 響度 聚酯棉 B 傳播過程中 【詳解】（1）根據(jù)控制變量法，在探究隔音效果與材料關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制材料厚度相同，圖中兩隔音盒的厚度不同，不符合實(shí)驗(yàn)要求，應(yīng)將兩者制作成厚度相同的隔音盒，故錯(cuò)誤之處是厚度不相同。 （2）表格A處的單位是分貝，屬于響度的單位，應(yīng)填寫響度。 （3）利用數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，相同的距離聚酯棉的隔音盒外聽到的響度比海綿的要小，由此可得出聚酯棉的隔音性能更強(qiáng)。 （5）A．人耳感受響度的大小并不十分準(zhǔn)確，很難確定響度的大小是多少分貝，故A不符合題意； B．人邊聽聲音邊后退，直至聽不到手機(jī)1發(fā)出的聲音為止，比較兩次距隔音盒的距離。能聽到聲音的距離越遠(yuǎn)，表明隔音效果越差，這種方法也能較準(zhǔn)確的判斷材料的隔音效果，故B符合題意。故選B。 （6）隔音材料可以阻斷噪聲的傳播，這是在傳播過程中減弱噪聲。 6. 小明想比較甲、乙、丙三種材料的隔音性能，除了待檢測的材料外，可利用器材還有：噪聲監(jiān)測儀、音叉、機(jī)械鬧鐘、鞋盒。 材料甲乙丙距離較長最長短聲強(qiáng)405530
（1）在本實(shí)驗(yàn)中適合做聲源的是 。 （2）小明將聲源放入鞋盒內(nèi)，在其四周塞滿待測材料，他設(shè)想了如下兩種方案： A．讓人一邊聽聲音，一邊后退，直至聽不見為止，比較此處距鞋盒的距離 B．將噪聲監(jiān)測儀放置在離鞋盒一定距離外，比較其顯示的示數(shù) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表所示，你認(rèn)為方案 （選填“A”、“B”或“AB都”）可行。實(shí)驗(yàn)中他將同一鞋盒內(nèi)“塞滿”待測材料的目的是 。 （3）表頭中應(yīng)補(bǔ)上的聲強(qiáng)單位為 （選填“dB”或“Hz”），由表格信息可知：最適合用于做隔音耳罩的材料為 （選填“甲”、“乙”或“丙”）。 【答案】 機(jī)械鬧鐘 AB都 控制三種材料厚度（體積、多少）相同 dB 丙 【詳解】（1）機(jī)械鬧鐘發(fā)出的聲音有節(jié)奏，聲音較為穩(wěn)定，適合做實(shí)驗(yàn)聲源。 （2）測量聽不到聲音的距離較為直觀，能夠較好的判斷隔音效果，方案A可行；噪聲監(jiān)測儀可準(zhǔn)確測量聲音的大小，能夠較好的判斷隔音效果，方案B可行；故AB都可行。 為了判斷材料的隔音性能，所以應(yīng)控制三種材料厚度（體積、多少）相同，所以實(shí)驗(yàn)時(shí)需將同一鞋盒內(nèi)“塞滿”待測材料。 （3）聲強(qiáng)表示聲音的強(qiáng)弱，其單位為分貝（dB）。 同等條件下，丙情況下聽到的聲音最小，所以丙材料的隔音性能最強(qiáng)，故選丙。
板 書 設(shè) 計(jì) 第5節(jié) 跨學(xué)科實(shí)踐：制作隔音房間模型 一、項(xiàng)目提出：將家中的一個(gè)房間改造為隔音房間。 二、項(xiàng)目分析：充當(dāng)房間物品；隔音材料；隔音材料的放置；測試隔音性能。 三、項(xiàng)目實(shí)施：選擇實(shí)驗(yàn)器材；進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；記錄數(shù)據(jù)；歸納結(jié)論。 四、展示交流：對模型進(jìn)行評價(jià)；進(jìn)行改進(jìn)；其他問題。
課 堂 小 結(jié) 第5節(jié) 跨學(xué)科實(shí)踐：制作隔音房間模型
作 業(yè)

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