課程領域：
物理
授課時數：
8 節
教案設計理念與動機：
生活中時時刻刻都會聽到聲音，雖然上課時學生都能熟背聲音的物理特性，但是因為 看不到、摸不到而沒有具體的感覺。
本課程透過一連串的體驗，讓學生對於聲音的特性能有一些更深刻的認知。
教學目標：
一、學生能了解並體驗到聲音是通過物體振動產生的聲波，透過介質（氣體、固體、液 體）傳播後被人或動物聽覺器官所感知的波動現象。
二、學生能知道並分辨聲音的三要素
1.音量（響度）：聲音的大小（強弱），聲波的振幅（即振動的能量），振幅愈大， 響度愈大，單位為分貝(dB)。
2.音調（音頻）：聲音的高低，聲波的頻率，振動愈快，頻率愈大，音調愈高，單位 為赫茲(Hz)(次/秒)。
3.音色（音品）：聲音的特色，聲波的波形，不同的發聲體會有不同的波形。
三、學生能知道聲音的頻率單位為「赫茲」、「Hz」，指每秒鐘周期性振動的次數。聲音 強度的單位為「分貝」、「dB」。
教育對象：
國小五年級
課程內容（方法與步驟）：
壹、聽音辨位
一、老師拿電腦喇叭問學生為什麼一般電腦喇叭都是一組兩個？
學生回答。
二、遊戲
老師邊走邊說：請同學閉上眼睛用耳朵注意聽，感覺老師在哪裡就用手比那個方向。 老師在教室裡邊走邊說的走動，觀察同學的情形，提醒同學不可以偷看。 一分鐘後，請同學張開眼睛，互相看看是否手都比著老師。 討論：為什麼大部分的同學都比對了。 甲生：因為老師靠近我時聲音較大聲 請同學再一次閉上眼睛，這次老師走動時說話聲音故意忽大忽小。 討論：老師走動時說話的聲音忽大忽小，同學還是可以指對方向，為什麼？
討論：老師走動時說話的聲音忽大忽小，同學還是可以指對方向，為什麼？
三、原理
老師使用電腦喇叭聲道測試音樂，讓學生體驗左、右兩個喇叭發出來的聲音有什 麼不同，然後老師解答喇叭和耳朵的關係。
因為雙耳效應和耳廓效應賦於人耳全方位辨別聲音方向的能力。簡單的說就是耳 朵的構造讓我們能辨別聲音方向。2 個喇叭可以讓電腦模擬立體音效輸出聲音。
上課影片：https://www.youtube.com/watch?v=Hiwcc-Q1XOg&feature=youtu.be
貳、聲音如何產生
一、奇形怪狀的喇叭
老師拆解電腦喇叭，讓同學看裡面的構造，討論喇叭有規定的形狀嗎？ 老師使用[震動喇叭]示範，其實各種材料都可以當成喇叭，讓耳朵聽到聲音。 例如：CD 盒、椅子、紙箱、珍珠板、保麗龍盒、碗、水桶
上課影片：https://www.youtube.com/watch?v=6Fgl2isQYY8&feature=youtu.be
二、喇叭發聲原理
1.基本原理：
老師講解聲音產生的原理就是要震動空氣，傳到耳朵。
2.構造：
老師說明喇叭的基本構造： 基本上喇叭(揚聲器)是由永久磁鐵、線圈、震動體(錐形喇叭)等三部分組成。 聲音訊號讓線圈變成 [ 電磁鐵 ] ， [電磁鐵] 和 [永久磁鐵] 互相作用產生位移讓 [震動 體] (錐形喇叭、保鮮膜、氣球) 震動空氣，發出聲音。 電子訊號進入喇叭(耳機)，聲音大小代表進入的電流不同，讓電磁鐵的磁力不同，和 永久磁鐵的作用力也不同，紙盆(塑膠膜)黏在電磁鐵上，震動幅度不同，耳朵裡耳 膜收到的震動不同；加上震動快慢不同，就可以聽到悅耳的音樂了。
3.觀察：
學生拆解喇叭和耳機並觀察，老師解釋上一節課各種形狀喇叭聲音不同的原因。
喇叭圖解
4.應用：
老師給學生觀看超薄喇叭(紙喇叭)影片
影片網址：https://www.youtube.com/watch?v=U5s4hRVpIU8
參、自製喇叭
老師發漆包線給學生，讓學生利用漆包線繞成線圈，黏貼在薄膜上，接上聲音訊 號後就可以發出聲音，做出漆包線圈揚聲器(喇叭)。
一、塑膠桶揚聲器(喇叭)
上課講義：http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/2172/586757
塑膠桶揚聲器(喇叭)上課影片： https://www.youtube.com/watch?v=xvlwfjsBKsk
https://www.youtube.com/watch?v=uOA0srrB0m0
二、保鮮膜鐵盒喇叭(揚聲器)
上課講義：http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/2172/583614
保鮮膜鐵盒喇叭(揚聲器)三、氣球揚聲器(喇叭)
上課講義：http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/2172/586695
氣球揚聲器(喇叭)上課影片： https://www.youtube.com/watch?v=d6Aoh6hCPfg
https://www.youtube.com/watch?v=9QsHcpeUK8s
四、實驗討論
利用漆包線繞成的線圈，黏貼在薄膜上，接上聲音訊號後就可以發出聲音。
如果使用麥克風+擴大機+外接音箱，可以將原來微弱的聲音放大。
上課講義：http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/2172/586762
肆、聲音傳遞:
一、傳聲管
上課講義：http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/2172/529864
「傳聲管 」常用在大船或潛水艇上，以方便在相隔遙遠的不同房間交談。醫生使用的 聽診器，可以聽到小小心跳聲音也是利用這個原理。
很多公園也會特地裝置「傳聲管」寓教於樂。
透過「傳聲管 」來傳遞，聲音的能量散失較少，可以將聲音傳到更遠的地方。
學校教室的排水管就可以當成「傳聲管」來使用。
老師帶學生到教室屋頂和 1 樓水管邊玩「傳聲管 」傳聲遊戲。
小朋友只要找到夥伴，一個在樓上，另一個在樓下，就可以體驗。
傳聲管二、牙齒聽音樂
1.老師播放影片：神!不用開口 手指碰人能傳心裡話
上課講義：http://scitechvista.most.gov.tw/zh-tw/Video/C/27/10/1/1239.htm
2.老師拿出震動馬達，將電腦播放的音樂訊號經過擴大機放大後，接到震動馬達。學生輪流體驗用牙齒咬住馬達來聽音樂。
老師拿出震動馬達，將電腦播放的音樂訊號經過擴大機放大後，接到震動馬達。 學生輪流體驗用牙齒咬住馬達來聽音樂。3.原理：
老師說明「傳聲管 」原理，只要有介質就可以傳遞聲音，固體、液體、氣體都 可以傳遞聲音，但是透過「傳聲管 」來傳遞，聲音的能量散失較少，可以將聲音傳 到更遠的地方。
牙齒和頭顱骨都是固體，也可以傳遞聲音。音樂的訊號流進震動馬達後，馬達 的震動讓牙齒震動，再經頭顱骨傳遞到我們的耳蝸，轉為神經訊號，我們就可以聽 到音樂了。
伍、聽力測試
聲音的三要素：響度(聲音的強弱)、音調(高、低音)、音品(音色)。
1.課本上說人類能聽到的音調頻率約在 20Hz 到 20000Hz 之間，事實上每個人能聽到的 範圍都不一樣。
2.電腦課時請同學做一個[聽力測驗機]，程式執行時輸入您要聽的頻率，蜂鳴器就會發 出該頻率的聲音一秒鐘。
上課講義： http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/97121/631037
聽力測驗喇叭影片截圖
實際上因為蜂鳴器的規格限制，很多頻率是無法產生聲音的。
上課影片：https://www.youtube.com/watch?v=bVQnKK4DujU
改換普通小喇叭試試看。
上課影片：https://www.youtube.com/watch?v=sbHChUY00nQ
3.下一節電腦課時，請同學帶上耳機，點按下面網址
http://www.ultrasonic-ringtones.com/
點選播放，就可以測試一下聽力。請學生調整音量的大、小聲，感覺[響度]的特性。 點選不同的頻率，感覺[音調]的特性。
4.老師解說，實際上因為喇叭的材質不同，嚮應的頻率也不同，所以可能我們指定的 音頻並沒有真正的產生，測試結果僅供參考。
上課資料：http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/2172/127343
陸、分貝計 APP
利用手機 APP 當成分貝計測量聲音響度。
1.老師說明聲音的三要素是響度(聲音的強弱)、音調(高、低音)、音品(音色)。
2.師問如何測量聲音的大小聲？生回答。
3.老師介紹用來測量聲音大小，也就是測量聲音的響度的機器叫做「分貝計」，給學 生看各種不同形狀的分貝計(網頁)。
師：在哪裡看過這個機器
生：在綜藝節目上常常看藝人對著一個像麥克風的機器大喊，然後比誰比較大聲。
師：沒錯，那個機器就是分貝計。
上課照片。4.老師：在日常生活中如何測量聲音強度？
利用手機 APP 下載此程式就可以來測量聲音的強度。
爸爸、媽媽可能有智慧型手機，安裝分貝計 APP 就可以測量響度。APP 名稱為「聲級 計」就是我們說的「分貝計」。
老師打開手機裡的分貝計 APP，透過實物投影機將手機畫面投影到大螢幕上，讓學生 可以看到手機畫面。
老師說明畫面上顯示的意義，這個應用程式使用你的手機麥克風來做測量工具，依據 麥克風收到的聲音強度顯示不同的指針刻度，測量單位為常用的聲音強度單位「分 貝」(dB)。
5. 老師讓學生輪流用手機的分貝計 APP 測量說話聲音，實際感覺「分貝」和聲音大小 的關係，也可以比賽看誰說話較大聲。
6.學生可以看到說話聲音愈大聲，顯示的分貝數值越大。不過，因為手機的麥克風是 計對人類說話的聲音(300-3400Hz, 40-60dB)來設計的，所以手機本身的聲音強度測量範 圍其實是被限制的。所以對於比較大分貝(超過 80 分貝)的聲音，會出現比較大的誤 差，甚至出現無法測量的情形。
在一般情形下，這個程式測得的數據還算滿準確的。學生在家裡也可以請媽媽在手機 裡安裝此程式，隨時測量生活中周遭環境的聲音強度。
在程式下方也有紀錄聲音大小變化情形，可以配合國中二年級(八年級)自然與生活科技 的「波」單元，讓學生清楚看到聲音大小改變對聲音強度的影響。
上課影片：https://www.youtube.com/watch?v=-0P6yR-lA0I
柒、總結活動
老師再複習，聲音的三要素
1.音量（響度）：聲音的大小（強弱），聲波的振幅（即振動的能量），振幅愈大， 響度愈大，單位為分貝(dB)。
2.音調（音頻）：聲音的高低，聲波的頻率，振動愈快，頻率愈大，音調愈高，單位 為赫茲(Hz)(次/秒)。
3.音色（音品）：聲音的特色，聲波的波形，不同的發聲體會有不同的波形。
耳機(基本上就是小的喇叭)上課影片：https://www.youtube.com/watch?v=82PtVY8HtIM&feature=youtu.be
