数字音频原理及应用 第4版 教案 第一章 声学基础知识-教学设计.docx

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《声学基础知识》教学设计

授课题目

声学基础知识

课时安排

6个学时

教学目的

了解声波、声音与声学的概念；

熟悉声音的特性及物理参量、声音的主观感觉及三要素；

了解室内声的组成及混响时间的计算；

熟悉人耳的听觉范围以及听阈、痛阈的概念；

重点掌握人耳的听觉特性，包括包括听觉掩蔽效应、听觉延时效应（哈斯效应）、双耳效应和德·波埃效应；

了解音质主观评价用语。

教学重难点

重点：声音的三要素及物理参量，人耳的听阈，人耳的听觉特性；

难点：听觉掩蔽效应，包括频域掩蔽和时域掩蔽。

教学方法

讲授法，让学生了解和掌握知识点；

案例分析及对比法，通过图像/表格案例将抽象的概念具体化，并通过对比将不同概念区分，帮助学生理解知识点；

问答及讨论法，采用探讨式和启发式教学，提升学生的想象力和创新力；

教学手段

1．授课内容用ppt展示、板书展示，让学生学习相关内容；

2．设有互动提问环节，学生需课前回顾，课后提前预习。

教学进程设计

教学活动与主要表达

教学方法

章节导入

设问：我们每天耳朵都在接收声音信号，这个过程有什么有趣的机制码？

声波、声音与声学的概念

讲授：

声波产生与传播的基本原理，声源，声波，行波，横波和纵波；

声波的物理特性：波长，频率，周期，速度；

声音和声波的区别，骨传声的过程；

应用：声学，把脉，超声波，声呐；

图片：

人耳构造图，人耳感受声音过程图，数个与声音有关的应用图。

声音的参数与度量

讲授：

频率、频谱、频程及相位的概念，动物发出声音和听觉的频率范围；

分类：按频率成分组成来分，包括纯音，复合音，基音，谐音；

声压和声压级：声压的概念及单位，参考电压，声压级公式及单位；

声音的主观感觉：响度，音调和音色的概念及其单位，声压级与响度、响度级的关系；

音调，响度和音色的含义、决定因素、听感表现和相关问题；

图片：

人和一些动物的听觉频率范围图，基波与2、3次谐波叠加后的合成波示意图，不同声压示意图。

室内声学基础

讲授：

室内声的组成：直达声、近次反射声、混响声的概念及影响的因素；

直达声和混响声分量的比例分配，室内声场分布，混响时间，赛宾（Sabine）公式。

人耳的听觉特性

讲授：

人耳的听觉范围：等响度曲线，听阈和痛域；

听觉掩蔽效应：频域掩蔽和时域掩蔽，数字音频压缩编码的生理基础，掩蔽门限，掩蔽量(或称阈移)；

频域掩蔽：高频端和低频段特性；

时域掩蔽：前掩蔽和后掩蔽；

听觉延时效应（哈斯效应）：概念及实验结论，反射声延迟时间与感觉到回声百分率值的关系；

双耳效应：概念，听觉定位特性，声级差，时间差，相位差，声像及声像定位；

德·波埃效应：相关概念，德·波埃效应与哈斯效应的差异；

图片：

闻域和痛域范围图，频域掩蔽示意图，时域掩蔽示意图，哈斯效应曲线。

声音质量的评价

讲授：

六个评价用语：清晰度，丰满度，亲切感，平衡感，环境感，响度；

音质的主观评价用语与客观技术指标的关系。

七、重点及难点总结

讲授：

重点：声音的三要素及物理参量，人耳的听阈，人耳的听觉特性；

难点：听觉掩蔽效应，包括频域掩蔽和时域掩蔽。

八、课后思考及作业

描述人耳的听觉范围；

简述频域掩蔽和时域掩蔽；

人耳区分不同人声所依据的参量是什么？

询问对本节课内容是否存在疑问

设问引导

教师讲授

实例辅助分析

对比分析

图例辅助分析

教师讲授

实物辅助分析

图例辅助分析

教师讲授

教师讲授

对比分析

实际场景分析

图例辅助讲解

教师讲授

重难点总结

课后作业

答疑

教学环境及教具准备

教学环境：多媒体教室；教具准备：笔记本电脑、投影仪、粉笔、黑板、扩音器、激光笔等。

教学参考资料

[1]卢官明，宗昉．数字音频原理及应用（第３版）．机械工业出版社，2017

[2]倪其育．音频技术教程（第二版）．国防工业出版社，2011