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聆听声音律动,解锁声波奥秘——院志服队携手上海少年儿童图书馆开展STEM科普志愿活动

2026-06-0912

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为普及基础物理声学知识,打造沉浸式青少年科学课堂,近日,上海理工大学材料与化学学院志愿者服务队开展“声音的律动”STEM小达人公益科普活动。本次活动共设置四项声学实验,包含2项台上集体互动演示实验与2项台下分组动手实操实验,采用“先观察演示、再亲手实操”的分层模式,将看不见的声音可视化,带领孩子们全方位探索声音的科学原理。

本次整场科普活动采用“演示观察 + 分组动手 + 原理讲解 + 趣味问答”相结合的形式,四项实验层层递进,分别从振动发声、振动能量、空气声波、固体传声四大维度拆解声学知识。

一、台上集体互动演示实验

互动实验一:跳动的乒乓球

本项为志愿者主导的对比演示实验,器材包含音叉、木槌、铁架台、细绳、乒乓球。小朋友围站操作台观察,捕捉肉眼难以分辨的细微振动。

志愿者先用木槌敲击音叉,再将处于振动状态的音叉轻触悬挂的乒乓球,小球随即发生大幅度的连续弹跳;随后用铁箍套紧音叉,限制叉臂振动,再次敲击后音叉发出的声响十分微弱,乒乓球也几乎静止不动。两组实验现象形成强烈反差,志愿者同步讲解核心原理:声音由物体振动产生,振动幅度越大,音量越强,传递的动能也越大;振动被束缚后,声波能量会同步衰减,清晰印证了“振动是声音的本源,振动能够传递能量”这一结论。

 

互动实验二:声波大炮

志愿者提前准备好塑料筒,气球,纸杯和胶带,用气球封住塑料筒的一端,再把纸杯叠成塔放在塑料筒开口的前方。轻拉气球尾部,筒内空气受声波挤压形成空气冲击波,纸杯塔随之倒下;如果加大拉动的力度,声波能量随之变强,纸杯筒会被推出更远。

 

志愿者随即现场讲解:声音不仅源于物体振动,还能带动空气形成声波冲击波,声波本身具备动能,可以远距离推动物体,这个实验让孩子们直观看到了声波的冲击力,拓展了孩子们对声波能量的认知。

二、台下分组动手实操实验

实操实验一:会跳舞的声音

每组配备纸杯、彩色扭扭棒、吸管、剪刀,打孔由志愿者辅助完成。孩子们自主用扭扭棒弯折出小人、小花、小蛇等造型,摆放在倒扣的纸杯底部;再将吸管插入纸杯侧壁的小孔,对着吸管持续发出长音。变换音调高低时,杯底的扭扭棒会跟随杯身振动,发生跳动、旋转或移位。孩子们经过反复对比观察后就能理解:声波传入纸杯会引发薄杯底振动,轻巧的扭扭棒将微小振动放大,直观证明声音的本质就是物体振动。

实操实验二:自制简易电话

实验材料为塑料杯、棉线、固定垫片,由小朋友两两组队,合作完成制作与传声体验。大家先把棉线穿过两个纸杯底部的小孔,再在杯内的线头上系好垫片,防止棉线脱落;随后两人分开站立,分别测试棉线绷紧、松弛两种状态下的传话效果。当细线拉直时,说话引发的杯底振动会沿着作为固体的棉线完整传递,耳朵贴紧杯口就能清晰听见悄悄话;而棉线松软下垂时,振动会在传递中途损耗,声音就变得模糊不清。志愿者借此向小朋友科普:固体传声效率远高于空气,生活中的听诊器、老式传话筒都运用了这一固体传声原理。

课堂总结与科普延伸

活动结束后,志愿者带领小朋友复盘声学原理,并通过趣味抢答巩固知识。家长们对活动设计表示认可,认为演示环节能帮助孩子建立声学认知,实操环节可满足动手探索欲、加深记忆,且实验材料日常易得,可在家重复操作,真正实现科普走进家庭。

 

本次“声音的律动”科普活动,是材料与化学学院志愿服务队发挥专业学科优势、推进公益科普惠民的特色实践。下一步,学院志愿者服务队将继续围绕光学、力学、趣味化学开发系列主题科普课堂,坚持“演示+实操”的双线实验模式,常态化走进社区、图书馆开展公益科普,在青少年心中种下热爱科学、乐于探索的种子。