Audacity软件在初中物理教学中的应用
周新菊
Audacity是一款音频处理软件，可以从网上免费下载.而且软件体积小，安装简单，操作方便，非常适合在多媒体上使用.笔者借助计算机和Audacity软件，设计了演示声音的三个特征和演示电磁感应现象两个实验方案，希望能对教学有所帮助.
1Audacity在声音教学中的应用
声音是生活中常见的物理现象，各种声音充斥着我们生活的空间.因此，学生对这一内容的学习不会感到陌生.新课标在“知识与技能”方面，对声音教学提出要学生知道声音的三个特征：音调、响度、音色.教材中给出了一些探究材料，如钢尺，演示音调与频率、响度与振幅的关系.对于音色则通过示波器展示不同乐器所发出声音的波形，非常形象生动.作为教学的补充，可以进一步使用音频处理软件演示声音的三个特征.
下载安装Audacity后，打开Audacity的操作界面，可以从“文件”菜单中点击“打开…”导入电脑中存储的各种声音.也可以点击录音按钮，通过麦克风录制各种声音，声音的频谱马上会被记录在时间轴上（如图1）.下面简单介绍一下，如何使用Audacity演示声音的三个特征.
1.1音调的演示
音调是由声源的振动频率决定的.声源振动快，频率高，音调高；声源振动慢，频率低，音调就低.在教学时，可以让一个学生上来说一句话并录制下来.然后分析这个学生声音的频谱（如图2所示）.然后通过“定采样率”调整录音频率，再进行频率分析并播放录音，比较两个声音的差别.
1.2响度的演示
响度是由声源振动的幅度和距离声源的远近决定的.在教学时，可以让一名学生先轻声后大声说同一句话并录制下来，然后和学生一起分析这句录音在振幅上的不同（如图3所示）.回放录音时，学生会发现，当声波的振幅比较大时，声音也比较响；反之，声音较低.
1.3音色的演示
音色反映了每个物体发出声音所特有的品质.教学时，可以从电脑上导入不同乐器所发出声音，改变采样频率（可以设定为200 Hz），然后和学生一起观察各种乐器不同的波形（图4）.
使用Audacity软件，不但能让学生听到声音的三个特征，还能让学生看到这三个特征的区别.在教学中，通过录制自己的声音来分析，让学生“看到”了自己声音的特征，活跃了课堂气氛，较好地激发了学生的学习兴趣.
2使用Audacity“听”电磁感应现象
电磁感应现象是中学阶段的一个重要知识点，由于其抽象性特点，学生学习起来比较困难.教材在介绍电磁感应产生的条件时，使用灵敏电流计串联在闭合线圈回路中，通过线圈在磁场中的运动情况及灵敏电流计的指针偏转情况，总结出电磁感应产生的条件.实验现象明显、直观，既降低了电磁感应现象的抽象性，又能调动学生学习的主动性，激发学生学习的兴趣.
2.1实验原理
电磁感应产生的条件是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流.动圈式话筒就是根据电磁感应原理设计的，在接收声波的膜片后面粘贴着一个由漆包线绕成的线圈，它能随着膜片一起运动.膜片后面安装了一个永磁体，使线圈置于它的磁场中.当膜片振动时，线圈不断切割磁感线，从而在回路中产生感应电流，实现了从声信号转换成电信号.
Audacity软件可以从话筒输入声音，波形实质上是感应电流随时间而变化的情况.因此，笔者将话筒后端的导线与一线圈相连接.当磁铁在线圈上方移动时，线圈中会产生感应电流（与话筒所产生的感应电流相似）.点击Audacity软件中的“录音”按钮，这些电流被以“声音”的形式录制到Audacity中.
2.2实验装置
本实验要用电脑、废旧话筒连线、磁铁和Audacity软件.首先，在电脑里安装上Audacity软件，用来记录感应电流随时间变化情况.为了使感应电流输入Audacity中，可以用废旧的话筒连线.去掉话筒后，将漆包线绕制的线圈与之相连，形成闭合回路，如图5所示.
2.3实验过程
根据实验原理，打开Audacity软件，将话筒的输入端接入电脑.将磁铁在线圈上方移动，同时点击Audacity软件面板上的“录音”按钮，线圈所产生的感应电流被以“声音”的形式记录下来.实验结束后再播放，可以让学生听电磁感应的“声音”和观察“波形”变化情况，如图6所示.
由于感应电流很微弱，所以所记录的“声音”很小.如果在电路中再接一个放大电路，放大产生的感应电流，效果可能会更好一些.
以上两个实验以计算机为主要工具，借助Audacity 软件，根据声音的三个特征和话筒的工作原理，形象地展示了声音与电磁感应发生的过程.实验制作简单，由于现在很多学校都配有多媒体教师，所以很适合在中学物理课堂教学过程中使用.实验原理涉及学生学习过的声学、电磁学等初步知识，形象地展示工作原理，可以很好地启发学生的思维，调动学生学习物理知识的积极性.另外，由于电脑的普及，大部分学生家里都有电脑.课下可以让有兴趣的学生回家安装Audacity软件，分析其他声音和电磁感应现象，把教学引向课外，加深学生对所学知识的理解.也充分体现了“从生活走向物理，从物理走向社会”的教学理念.
Audacity是一款音频处理软件，可以从网上免费下载.而且软件体积小，安装简单，操作方便，非常适合在多媒体上使用.笔者借助计算机和Audacity软件，设计了演示声音的三个特征和演示电磁感应现象两个实验方案，希望能对教学有所帮助.
1Audacity在声音教学中的应用
声音是生活中常见的物理现象，各种声音充斥着我们生活的空间.因此，学生对这一内容的学习不会感到陌生.新课标在“知识与技能”方面，对声音教学提出要学生知道声音的三个特征：音调、响度、音色.教材中给出了一些探究材料，如钢尺，演示音调与频率、响度与振幅的关系.对于音色则通过示波器展示不同乐器所发出声音的波形，非常形象生动.作为教学的补充，可以进一步使用音频处理软件演示声音的三个特征.
下载安装Audacity后，打开Audacity的操作界面，可以从“文件”菜单中点击“打开…”导入电脑中存储的各种声音.也可以点击录音按钮，通过麦克风录制各种声音，声音的频谱马上会被记录在时间轴上（如图1）.下面简单介绍一下，如何使用Audacity演示声音的三个特征.
1.1音调的演示
音调是由声源的振动频率决定的.声源振动快，频率高，音调高；声源振动慢，频率低，音调就低.在教学时，可以让一个学生上来说一句话并录制下来.然后分析这个学生声音的频谱（如图2所示）.然后通过“定采样率”调整录音频率，再进行频率分析并播放录音，比较两个声音的差别.
1.2响度的演示
响度是由声源振动的幅度和距离声源的远近决定的.在教学时，可以让一名学生先轻声后大声说同一句话并录制下来，然后和学生一起分析这句录音在振幅上的不同（如图3所示）.回放录音时，学生会发现，当声波的振幅比较大时，声音也比较响；反之，声音较低.
1.3音色的演示
音色反映了每个物体发出声音所特有的品质.教学时，可以从电脑上导入不同乐器所发出声音，改变采样频率（可以设定为200 Hz），然后和学生一起观察各种乐器不同的波形（图4）.
使用Audacity软件，不但能让学生听到声音的三个特征，还能让学生看到这三个特征的区别.在教学中，通过录制自己的声音来分析，让学生“看到”了自己声音的特征，活跃了课堂气氛，较好地激发了学生的学习兴趣.
2使用Audacity“听”电磁感应现象
电磁感应现象是中学阶段的一个重要知识点，由于其抽象性特点，学生学习起来比较困难.教材在介绍电磁感应产生的条件时，使用灵敏电流计串联在闭合线圈回路中，通过线圈在磁场中的运动情况及灵敏电流计的指针偏转情况，总结出电磁感应产生的条件.实验现象明显、直观，既降低了电磁感应现象的抽象性，又能调动学生学习的主动性，激发学生学习的兴趣.
2.1实验原理
电磁感应产生的条件是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流.动圈式话筒就是根据电磁感应原理设计的，在接收声波的膜片后面粘贴着一个由漆包线绕成的线圈，它能随着膜片一起运动.膜片后面安装了一个永磁体，使线圈置于它的磁场中.当膜片振动时，线圈不断切割磁感线，从而在回路中产生感应电流，实现了从声信号转换成电信号.
Audacity软件可以从话筒输入声音，波形实质上是感应电流随时间而变化的情况.因此，笔者将话筒后端的导线与一线圈相连接.当磁铁在线圈上方移动时，线圈中会产生感应电流（与话筒所产生的感应电流相似）.点击Audacity软件中的“录音”按钮，这些电流被以“声音”的形式录制到Audacity中.
2.2实验装置
本实验要用电脑、废旧话筒连线、磁铁和Audacity软件.首先，在电脑里安装上Audacity软件，用来记录感应电流随时间变化情况.为了使感应电流输入Audacity中，可以用废旧的话筒连线.去掉话筒后，将漆包线绕制的线圈与之相连，形成闭合回路，如图5所示.
2.3实验过程
根据实验原理，打开Audacity软件，将话筒的输入端接入电脑.将磁铁在线圈上方移动，同时点击Audacity软件面板上的“录音”按钮，线圈所产生的感应电流被以“声音”的形式记录下来.实验结束后再播放，可以让学生听电磁感应的“声音”和观察“波形”变化情况，如图6所示.
由于感应电流很微弱，所以所记录的“声音”很小.如果在电路中再接一个放大电路，放大产生的感应电流，效果可能会更好一些.
以上两个实验以计算机为主要工具，借助Audacity 软件，根据声音的三个特征和话筒的工作原理，形象地展示了声音与电磁感应发生的过程.实验制作简单，由于现在很多学校都配有多媒体教师，所以很适合在中学物理课堂教学过程中使用.实验原理涉及学生学习过的声学、电磁学等初步知识，形象地展示工作原理，可以很好地启发学生的思维，调动学生学习物理知识的积极性.另外，由于电脑的普及，大部分学生家里都有电脑.课下可以让有兴趣的学生回家安装Audacity软件，分析其他声音和电磁感应现象，把教学引向课外，加深学生对所学知识的理解.也充分体现了“从生活走向物理，从物理走向社会”的教学理念.
