基于主題意義的初中物理單元整體教學(xué)設(shè)計(jì)案例研究

馮偉

摘 要：《課標(biāo)》指出：?jiǎn)卧虒W(xué)目標(biāo)要以發(fā)展物理學(xué)科素養(yǎng)為宗旨，圍繞主題引領(lǐng)的學(xué)習(xí)活動(dòng)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)。本文論述單元教學(xué)問題，結(jié)合具體課堂教學(xué)案例，提出單元整體教學(xué)策略，即認(rèn)真研讀教材，整合單元教學(xué)內(nèi)容;關(guān)注主題語境，設(shè)計(jì)單元教學(xué)目標(biāo);注重活動(dòng)層次，提升學(xué)生的思維能力。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)卧w教學(xué) 主題意義 初中物理教學(xué)

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（教育部，2018）指出：（物理學(xué)科教學(xué)內(nèi)容）要重視以學(xué)科大概念為核心，使課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)化，以主題為引領(lǐng)，使課程內(nèi)容情境化，促進(jìn)學(xué)科核心養(yǎng)的落實(shí)。結(jié)合學(xué)生年齡特點(diǎn)和學(xué)科特征，課程內(nèi)容落實(shí)習(xí)近平新時(shí)代中國特色社會(huì)主義思想，有機(jī)融入社會(huì)主義核心價(jià)值觀，中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化、革命文化和社會(huì)主義先進(jìn)文化教育內(nèi)容，努力呈現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、政治、文化、科技、社會(huì)、生態(tài)等發(fā)展的新成就、新成果，充實(shí)豐富培養(yǎng)學(xué)生社會(huì)責(zé)任感、創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力相關(guān)內(nèi)容。

學(xué)科的核心素養(yǎng)，明確了學(xué)生學(xué)習(xí)該學(xué)科課程后應(yīng)達(dá)成的正確價(jià)位觀念、必備品格和關(guān)鍵能力。對(duì)知識(shí)與能力、過程與方法、情態(tài)態(tài)度價(jià)值觀三維目標(biāo)進(jìn)行了整合。

一、教材分析

（一）單元學(xué)習(xí)主題：運(yùn)動(dòng)和相互作用

標(biāo)準(zhǔn)要求：1.通過實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)聲的產(chǎn)生和傳播條件。

2.了解樂音的特征。了解現(xiàn)代技術(shù)中聲學(xué)知識(shí)的一些應(yīng)用;知道噪聲的危害和控制的方法。

教科書安排三個(gè)探究活動(dòng)：音調(diào)的高低、探究材料的降噪能力、探究聲的反射，讓學(xué)生經(jīng)歷多個(gè)物理探究的過程。同時(shí)通過多個(gè)小實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生觀察不同的聲現(xiàn)象，從而了解并掌握有關(guān)聲學(xué)知識(shí)。

教科書“物理在線”欄目中的“動(dòng)物與聲音”“曾侯乙編鐘”和“古代建筑中的聲現(xiàn)象”拓寬了學(xué)生的知識(shí)視野，有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（二）單元學(xué)習(xí)目標(biāo)與重點(diǎn)難點(diǎn)

學(xué)習(xí)目標(biāo)：

1.通過實(shí)驗(yàn)，描述聲音的產(chǎn)生和傳播條件，并列舉實(shí)例;

2.設(shè)計(jì)小實(shí)驗(yàn)探究樂音的特征，舉例說明聲知識(shí)在現(xiàn)代信息中的應(yīng)用;

3.通過查閱資料等活動(dòng)探尋噪聲的危害與控制方法;

重點(diǎn)：理解聲音的產(chǎn)生及傳播的條件;觀察與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，總結(jié)音調(diào)與響度與什么因素有關(guān)，有怎樣的關(guān)系;列舉控制噪聲的三個(gè)環(huán)節(jié)，調(diào)查生活環(huán)境的噪聲來源;列舉超聲的應(yīng)用。

難點(diǎn)：“真空鈴”實(shí)驗(yàn)和聲波概念;音色;共鳴。

（三）單元整體教學(xué)思路（教學(xué)結(jié)構(gòu)圖）

第一課時(shí)：認(rèn)識(shí)聲現(xiàn)象（聲音的產(chǎn)生、傳播、傳播速度以及人如何發(fā)出和聽到聲音）

第二課時(shí)：樂音的三個(gè)特征（實(shí)驗(yàn)探究音調(diào)的高低、響度的大小、區(qū)分不同樂器的標(biāo)準(zhǔn)）

第三課時(shí)：噪聲（噪聲及來源、噪聲大小及其危害、控制噪聲）

第四課時(shí)：聲與現(xiàn)代科技（聲的反射、共鳴現(xiàn)象，超聲與次聲、聲識(shí)別技術(shù)）

二、課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)（以《樂音的三個(gè)特征》為例）

（一）教學(xué)內(nèi)容分析

本課時(shí)是第二節(jié)內(nèi)容，通過觀察、實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、歸納能力，是本章節(jié)的重點(diǎn)內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)探究過程對(duì)培養(yǎng)學(xué)生探究學(xué)習(xí)有很重要的作用;加強(qiáng)對(duì)控制變量及轉(zhuǎn)換法的認(rèn)識(shí)，能幫助學(xué)生用科學(xué)方法解決問題;借助科學(xué)工具、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，專注認(rèn)真、不斷改進(jìn)的科學(xué)精神都在實(shí)驗(yàn)過程中得以體現(xiàn)。已經(jīng)具有的簡(jiǎn)單樂理知識(shí)、頻率及聲波的學(xué)習(xí)為本節(jié)課的理解打下基礎(chǔ)。

（二）學(xué)習(xí)者分析

學(xué)生們?cè)谝魳仿曋谐砷L(zhǎng)，很少從物理的角度去認(rèn)識(shí)。

知識(shí)儲(chǔ)備：學(xué)生對(duì)聲現(xiàn)象并不陌生，對(duì)樂音的三個(gè)特征也有粗淺的認(rèn)識(shí)。

能力儲(chǔ)備：八年級(jí)的學(xué)生在明確問題的前提下，已經(jīng)能夠初步形成解決問題的思路;通過簡(jiǎn)單的操作與探究能夠得出相關(guān)物理量的關(guān)系。

心理特點(diǎn)：學(xué)生喜歡展示自己的特長(zhǎng)，學(xué)生對(duì)新鮮事物有較強(qiáng)的好奇心，對(duì)實(shí)驗(yàn)有濃厚的興趣，競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)較強(qiáng)，學(xué)生之間在交流的過程中能夠形成積極的世界觀、價(jià)值觀。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的嚴(yán)謹(jǐn)性、語言表達(dá)的條理性、相類似概念間的區(qū)別需要鍛煉突破。

（三）學(xué)習(xí)目標(biāo)確定

1.通過觀察、實(shí)驗(yàn)，總結(jié)音調(diào)與響度的相關(guān)因素;

2.通過經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，理解實(shí)驗(yàn)探究的過程;

3.與生活相聯(lián)系，舉例說明音色的決定因素;

4.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究弦樂器的音調(diào)調(diào)節(jié)方法。

（四）學(xué)習(xí)重點(diǎn)難點(diǎn)

重點(diǎn)：讓學(xué)生知道千差萬別的聲音是由聲音的三個(gè)基本特征不同造成的。

難點(diǎn)：區(qū)分音調(diào)和響度，理解音色的概念。

（五）學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)

突出重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)、合作環(huán)節(jié)進(jìn)行翔實(shí)評(píng)價(jià)，自評(píng)與互評(píng)結(jié)合，課前出示評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)也是在提醒學(xué)生重點(diǎn)環(huán)節(jié)的行動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)，課后小組內(nèi)評(píng)議，重點(diǎn)地方做標(biāo)記。整個(gè)授課過程給予及時(shí)的有針對(duì)性地鼓勵(lì)，盡可能地關(guān)注不同層次的更多學(xué)生。課后有本節(jié)的小結(jié)，反思收獲。

（六）學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)

環(huán)節(jié)一：學(xué)生展示才藝，引入新課。

教師活動(dòng)1：

請(qǐng)同學(xué)們聆聽、欣賞同學(xué)的演奏（彈吉他、吹長(zhǎng)笛、吹陶笛），同時(shí)用下載到手機(jī)的示波器實(shí)物投影展示波形，觀察變化。

思考：這三段音樂相同點(diǎn)與不同點(diǎn)？本節(jié)課認(rèn)識(shí)物理學(xué)上將聲音的高低、大小、音品分別稱為音調(diào)、響度、音色。

學(xué)生活動(dòng)1：

學(xué)生談聽后感受：都很美妙、都有韻律;聲音大小不同、高低不同、使用的樂器不同、發(fā)出的聲音品質(zhì)不同。

活動(dòng)意圖說明：

物理遇見音樂，讓學(xué)生感受科學(xué)之美、音樂之妙，激發(fā)內(nèi)心感受;同時(shí)鼓勵(lì)同學(xué)們多才多藝，并多聯(lián)系生活學(xué)習(xí)物理。示波器的引入使學(xué)生知道摸不著的聲音可以直觀看到，有借助儀器研究的意識(shí)。

環(huán)節(jié)二：學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，理解音調(diào)。

教師活動(dòng)2：

用木琴展示從1—7的音符發(fā)出的聲音，讓學(xué)生們感受聲音的高低，你知道音調(diào)與什么因素有關(guān)嗎？請(qǐng)你以小組為單位，就桌上提供的器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，簡(jiǎn)要書寫實(shí)驗(yàn)過程。再動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，觀察、感受過程。

（6人一組，每組兩個(gè)鋼板尺、自制樂器、一把梳子、硬紙板、幾個(gè)橡皮筋）

黑板上老師呈現(xiàn)鋼板尺實(shí)驗(yàn)的記錄表格，將學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄在表格中，得結(jié)論。

學(xué)生活動(dòng)2：

明確實(shí)驗(yàn)主題：探究鋼板尺振動(dòng)快慢與音調(diào)之間的關(guān)系;探究梳齒振動(dòng)快慢與音調(diào)高低之間的關(guān)系;探究弦的振動(dòng)快慢與音調(diào)高低的關(guān)系;

復(fù)習(xí)上節(jié)內(nèi)容：頻率的概念，由學(xué)生回答。

描述觀察的現(xiàn)象：振動(dòng)的越快，音調(diào)越高;

用控制變量方法總結(jié)結(jié)論：在用力相同，使振動(dòng)的幅度相同時(shí)，振動(dòng)越快，音調(diào)越高。

評(píng)估實(shí)驗(yàn)：學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)方法為控制變量;該設(shè)計(jì)更多的不同長(zhǎng)度進(jìn)行實(shí)驗(yàn);不同長(zhǎng)度之間要有明顯差距以便分辨聲音高低;改用不同實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)。

活動(dòng)意圖說明：

先傾聽逐漸升高的音調(diào)或逐漸降低的音調(diào)，以備實(shí)驗(yàn)時(shí)有明確感受;所提供器材來自于身邊及生活，使學(xué)生體會(huì)物理從生活中來;上節(jié)課觀看視頻：用蔬菜樂器進(jìn)行樂隊(duì)演奏，增加學(xué)習(xí)興趣，引發(fā)自己制作的好奇心與欲望;提前布置學(xué)生利用身邊物品制作小樂器，課上帶來展示，可以用在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中;學(xué)生剛接觸物理不久，對(duì)于物理實(shí)驗(yàn)比較陌生，為學(xué)生創(chuàng)造更多實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，引導(dǎo)其對(duì)科學(xué)探究的思考以及對(duì)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)過程的追求，為深度學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ);評(píng)估實(shí)驗(yàn)是科學(xué)探究的難點(diǎn)，也是鍛煉學(xué)生批判思維的重要環(huán)節(jié)，學(xué)生們觀察專注、思考用心、分析清晰;小組合作過程能促使學(xué)生交流，提升團(tuán)隊(duì)意識(shí)及榮譽(yù)感。

環(huán)節(jié)三：學(xué)生分析弦樂器，解決問題。

教師活動(dòng)3：

琴弦的哪些因素影響音調(diào)的高低？

如何調(diào)節(jié)弦樂的音調(diào)？

帶吉他的同學(xué)用吉他清晰展示實(shí)驗(yàn)過程，并敘述。引導(dǎo)學(xué)生得結(jié)論，同時(shí)顯示手機(jī)示波器的波形圖。

學(xué)生活動(dòng)3：

學(xué)生用桌上的橡皮筋設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)分辨度不好。給出實(shí)驗(yàn)提示，設(shè)計(jì)準(zhǔn)備不同粗細(xì)的兩根弦樂材料，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

同學(xué)們認(rèn)真傾聽吉他的聲音，得出觀察結(jié)論。

識(shí)別示波器上音調(diào)不同的波形圖。認(rèn)識(shí)不同生物發(fā)聲與聽聲頻率不同，及相關(guān)應(yīng)用。

活動(dòng)意圖說明：

將其他版本教材進(jìn)行整合，更多地聯(lián)系生活、聯(lián)系社會(huì)，解決實(shí)際生活問題。用控制變量思想分析實(shí)際問題，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程，嚴(yán)謹(jǐn)實(shí)驗(yàn)操作，及時(shí)交流合作。能實(shí)現(xiàn)舉一反三的效果，分析其他樂器音調(diào)改變問題。反思自己制作的小樂器，發(fā)現(xiàn)改進(jìn)部分。

環(huán)節(jié)四：學(xué)生繼續(xù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，理解響度。

教師活動(dòng)4：

探究響度與什么因素有關(guān)？

提供鼓：如何知道鼓面振動(dòng)的大??？

用示波器顯示不同大小聲音的波形。

用同樣大小的力敲鼓，從教室前面走到后面，讓學(xué)生感受聲音大小的不同。

聽到的聲音大小還與什么因素有關(guān)？

響度也稱為音量，是聲音的強(qiáng)弱，用分貝描述，介紹分貝的大小。

學(xué)生活動(dòng)4：

鋼板尺伸出桌面的長(zhǎng)度，輕輕撥動(dòng)與使勁撥動(dòng)，感受聲音大小并觀察現(xiàn)象，進(jìn)行交流：振動(dòng)的幅度大、響度大。物理學(xué)中將物體偏離原來位置的幅度稱為振幅。

再通過觀察鼓的振動(dòng)、傾聽鼓發(fā)出的聲音進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

學(xué)生們想方法上可視的小物品（彩色橡皮筋、紙疊星星等），跳得高說明振幅大，反之振幅小。同樣得出結(jié)論：聲音的響度與振幅有關(guān)，振幅大，響度大。

學(xué)生傾聽后得出：聲音的響度還與距發(fā)聲體遠(yuǎn)近有關(guān)。舉例：醫(yī)生的聽診器等。

活動(dòng)意圖說明：

用轉(zhuǎn)換法與圖像法呈現(xiàn)聲音的響度，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)不能觸摸到的事物，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及感受聲音大小難度不大，學(xué)生過程順利。

環(huán)節(jié)五：學(xué)生走進(jìn)樂隊(duì)，理解音色。

教師活動(dòng)5：

讓學(xué)生傾聽手機(jī)下載的隨身樂隊(duì)中各種樂器發(fā)出的聲音，搶答是哪種樂器？

開始才藝展示的同學(xué)用三種樂器演奏統(tǒng)一樂曲的三小節(jié)，并用示波器顯示波形。

介紹不同樂器的波形圖，看到旋律的美。

學(xué)生活動(dòng)5：

學(xué)生搶答踴躍、反應(yīng)很快。并知道同一首樂曲不同樂器發(fā)出的聲音不同，與發(fā)聲體本身結(jié)構(gòu)、形狀、材料及發(fā)聲方法等都有關(guān)系。觀察明確音色不同的原因。

活動(dòng)意圖說明：

會(huì)樂器演奏的同學(xué)提前準(zhǔn)備，參與積極，學(xué)生像看演奏會(huì)一樣，專注欣賞，體會(huì)音樂的魔力。不同樂器的音色通過聽聲音、看樂器、示波器展示等形式被輕松了解。

（七）板書設(shè)計(jì)

（九）教學(xué)反思與改進(jìn)

本節(jié)課通過體驗(yàn)和探究了解聲音的三個(gè)特征，有效達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)。

突出學(xué)生參與體驗(yàn)。通過視頻播放，帶給學(xué)生聽覺與視覺盛宴，激發(fā)想象力、創(chuàng)造力;有音樂特長(zhǎng)的學(xué)生的演奏，讓學(xué)生感受高低音與強(qiáng)弱音，感受不同樂器的音色，調(diào)動(dòng)學(xué)生參與意識(shí);學(xué)生課上用提供的物品設(shè)計(jì)探究音調(diào)與什么因素有關(guān)實(shí)驗(yàn)，觀察現(xiàn)象、總結(jié)規(guī)律。學(xué)生們積極主動(dòng)，還有好創(chuàng)意。成果展示與總結(jié)是師生互動(dòng)交流的良好平臺(tái)，及時(shí)鼓勵(lì)。

突出問題引領(lǐng)思維。通過答疑解疑過程引導(dǎo)學(xué)生思維，注意層層推進(jìn)，設(shè)置問題具有思考性，融于情境中，引發(fā)探究意識(shí)、調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)熱情、參與的積極性。

本節(jié)課從豐富感性認(rèn)識(shí)、形成抽象概念、物理情景識(shí)別、深化概念理解、探究相關(guān)因素、應(yīng)用交流與想象、小結(jié)本節(jié)收獲等環(huán)節(jié)，注重實(shí)驗(yàn)、觀察、比較、探究、討論、想象、練習(xí)、歸納等多種方法，積極創(chuàng)設(shè)引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)活動(dòng)的教學(xué)環(huán)境，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)方法和創(chuàng)新思維、調(diào)動(dòng)興趣與求知欲，使每位同學(xué)感受學(xué)習(xí)的快樂，得到不同發(fā)展。

本節(jié)課若是整合資源，可以進(jìn)行如探究樂器發(fā)聲特征，準(zhǔn)備自制樂器的音樂會(huì)，了解中國樂器文化等項(xiàng)目的布置，經(jīng)過提前設(shè)計(jì)、查閱資料、動(dòng)手制作、分工合作等自學(xué)研究，將知識(shí)內(nèi)化為能力，學(xué)會(huì)資源整合、整理、歸類、提煉重點(diǎn)。還可以以自制樂器展示會(huì)的形式，讓學(xué)生們將自己設(shè)計(jì)與制作樂器的過程及樂器介紹書寫下來，與語文、數(shù)學(xué)、歷史、英語、地理、人文等相聯(lián)系，用跨學(xué)科課程形式探究，并鏈接音樂、美術(shù)等藝術(shù)形式，能更好地落實(shí)核心素養(yǎng)、提升能力。

參考文獻(xiàn)

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