‘声音’之科学探究学习单 - 高雄市2017 年国中自然学科实验竞赛网站.doc

2014年高雄市科學園遊會－餐旅國中 主題：「不同凡響」 作者：謝福財＊、＊＊謝甫宜＊＊ 第一作者：＊高雄市餐旅國中，自然與生活科技教師通訊作者：＊＊高雄市陽明國中，自然與生活科技教師，Email：lkksfe@ 「不同凡響」創意教學活動一、餘音繞樑活動二、響管活動三、響杯活動四、回聲杯活動五、竹蟬活動一、餘音繞樑 學生科學建模之探究活動的學習目標： 1.理解「金屬管發出聲音，是來自於敲擊而讓金屬管振動」； 2.理解「敲擊不同材質或長短的金屬管，會產生不同的音調與音色」； 3.理解「不同的物品敲擊金屬管也會產生不同的響度、音調與音色」； 4.引導學生綜合上述1~3點的探究活動所得組型(pattern)，進一步歸納以下結論： (1)金屬管來自「振動」才能發出聲音； (2)敲擊不同材質的金屬管，會產生不同的「音色」； (3)敲擊愈短、細或輕的金屬管，「音調」愈高； (4)敲擊之施力愈大，金屬管發出聲音的「響度(音量)」愈大。 問題一、在敲擊金屬管之前，你猜測不同物體敲擊金屬所發出的聲音是否相同呢？ 。請你解釋原因？ 。 請同學自由選取木條（或竹筷）、原子筆、粉筆等等敲擊各個金屬條發出聲音。請你比較各種物體（橫列）敲擊各種金屬棒或金屬條（縱行）發出的聲音是否不同？ 「長細的」鋁管、銅管和青銅管之長度90㎝、管直徑5㎝與線徑0.2㎝皆相同，而「短粗的」鋁管、銅管和青銅管之長度60㎝、管直徑8㎝與線徑0.2㎝皆相同。如下圖所示： 問題二、從上述的活動中，你的結論是： 1.不同的金屬用相同的物體敲擊，發出的聲音是否相同呢？ 。 2.相同的金屬，但是不同的結構（例如金屬條和金屬管），用相同的物體敲擊，發出的聲音是否相同呢？ 。 3.用原子筆敲擊各種金屬比較音調的高低顯示： 的音調最高，而 的音調最低。 你的結論是： 。 4.請你根據上述1~3的探究活動，填寫下表，如表1所示： 表1. 餘音繞樑探究活動 敲擊物品 聲音的形式 金屬管 竹筷 原子筆 粉筆 長度較長的鋁管 長度較短的鋁管 較重的銅條 較輕的銅管 註：較長的鋁管、銅條和銅管之線徑、長度與粗細相同。活動二、響管 學生科學建模之探究活動的學習目標： 1.學生理解「金屬管發出聲音，是來自於摩擦而讓金屬管振動」； 2.學生理解「摩擦不同材質或長短的金屬管，會產生不同的音調與音色」； 3.學生理解「不同的物品摩擦金屬管也會產生不同的響度、音調與音色」； 4.引導學生綜合上述1~3點的探究活動所得組型(pattern)，進一步歸納以下結論： (1)金屬管因摩擦「振動」而發出聲音； (2)摩擦不同材質的金屬管，會產生不同的「音色」； (3)摩擦愈短、細或輕的金屬管，「音調」愈高； (4)摩擦之施力愈大，金屬管發出聲音的「響度(音量)」愈大。 綜合上述兩個活動，歸納出「金屬管發出聲音來自摩擦而產生的振動，而且摩擦不同材質與長短的金屬管，會有不同的音色與音調；響度則受到用力大小的影響」。 相關科學原理：以松香粉摩擦鋁管或銅管便能產生振動，引發管內氣柱的共振，既可發出聲音又可探索不同音色。 使用材料：口徑6mm之造型鋁管或銅管數支與松香粉。 製作與活動：如圖3「魔音管的發聲原理」所示。 1)大拇指與食指先沾上適量的松香粉。 2)沾上松香粉的大拇指與食指抓住管用力向旁邊摩擦而出聲。 請你預測以及思考如何摩擦金屬產生聲音（如增加摩擦力），利用松香粉塗抹在大拇指與食指，摩擦各種金屬發出聲音。 問題一、在還沒有摩擦金屬前： 1.你猜測各種物體摩擦金屬所發出的聲音是否相同呢？ 。請你解釋原因？ 。 2.你猜測各種物體摩擦和敲擊同一金屬條或金屬管所發出的聲音是否相同呢？ 。請你解釋原因？ 。 問題二、請比較下列金屬管以松香粉摩擦後，聽起來的聲音有何差異性，用松香粉摩擦後，你發現這些金屬管發出的聲音有何相同處與差異處呢？