观察和比较鼓膜的振动模拟实验

2015-11-25刘倍伶

中国现代教育装备 2015年14期

文刘倍伶杨华

观察和比较鼓膜的振动模拟实验

文刘倍伶杨华

科学课教科版四年级上册“声音”单元，以研究声音产生的原理和人耳的听觉过程为目标。人耳结构过于隐蔽，学生必须通过模拟实验理解“我们是怎样听到声音的”。翻开书本推荐的实验，我们发现实验效果并不是很明显，且实验装置模拟耳道和鼓膜不够形象，因此我们做了一些创新，希望能帮助学生的理解。

一、实验创新意图

1.实验出处

本实验是针对教科版小学科学四年级上册“声音”单元“我们是怎样听见声音的”相关内容，实验目的是想通过模拟的方式让学生对看不见的鼓膜进行研究，从而很好地理解人是怎样听见声音的。

2.原实验存在的问题

原实验设计是将一个烧杯（或杯子）的杯口用气球皮包紧，再在气球皮上撒上小纸屑，用敲击后的音叉靠近气球皮，目的是想通过气球皮的振动带动纸屑的跳动，证明声音能使鼓膜产生振动（如图1所示）。但是我们在实际操作的过程中，发现纸屑的跳动并不明显（少量纸屑轻微跳动）。并且用这个装置模拟耳道和鼓膜不够形象，非常牵强。

图1

又想，是不是因为纸屑太重影响跳动？因此我们将纸屑换成更轻的盐颗粒（如图2所示），结果还是不明显。

图2

3.实验创新点

采用废弃的保鲜膜纸筒模拟外耳道，用气球皮紧绷在纸筒上模拟鼓膜。这种模拟非常形象，可以让学生更好地理解耳朵内部结构。放弃音叉这个声源（学生在生活中难找到），采用手机、收音机等生活中常见的声源，这样学生可以在家重复实验。

二、实验创新介绍

1.实验器材（如图3所示）

铁架台、气球皮（或保鲜膜）、橡皮筋、保鲜膜纸筒（或卫生纸纸筒等圆筒状物品）、手机（或收音机）、盐颗粒、拉杆夹（用透明塑料片将纸筒包围住，以免盐掉落）。

图3

2.实验步骤

（1）将气球皮（或保鲜膜）、透明塑料片紧绷在保鲜膜纸筒上。

（2）将纸筒固定在铁架台上。

（3）在气球皮上撒盐颗粒。

（4）用手机音响（或收音机等）对准纸筒底部，播放音乐，声源一定要悬空放置，不能放在铁架台上，以免被人误解为是“声源振动带动铁架台振动”。安装与实验方式如图4、图5所示。

图4 图5

3.实验效果或优势

实验效果：伴随声音的播放，盐颗粒跟着跳动，并且声音越强，盐颗粒的跳动也跟着变高，声音停止，跳动也跟着停止。

实验优势：如图6、图7所示，我们实验用的保鲜膜纸筒（或卫生纸筒）模拟长长的外耳道，纸筒的一段是开口的，我们的外耳道一段也是打开的。用气球皮（或保鲜膜）模拟鼓膜，手机（或收音机）充当声源，当声音打开，气球皮上的盐颗粒明显跳动，而且随着声音大小的变化，跳动高度也跟着发生变化。形象地说明了声音能使鼓膜产生振动。

优点：实验材料简单，易于操作，实验结果明显，推广性强。