樂音與物理學教學探究

馮偉

摘 要：文章探討了課程中“科學內容”第2個主題“運動和相互作用”中的一個二級主題。標準要求：1.通過實驗，認識聲的產生和傳播條件;2.了解樂音的特征，了解現(xiàn)代技術中聲學知識的一些應用，知道噪聲的危害和控制的方法。研究安排了三個探究活動：音調的高低、探究材料的降噪能力、探究聲的反射，讓學生經歷多個物理探究的過程。同時通過多個小實驗，引導學生觀察不同的聲現(xiàn)象，從而了解并掌握有關聲學知識。

關鍵詞：樂音;聲;物理探究

基金項目：本文系河北省教育科學研究“十三五”規(guī)劃立項課題“基于學生創(chuàng)新思維培養(yǎng)的物理課堂教學研究”（課題編號：1804141）階段性成果。

教科書“物理在線”欄目中的“動物與聲音”“曾侯乙編鐘”和“古代建筑中的聲現(xiàn)象”拓寬了學生的知識視野，有助于激發(fā)學生的學習興趣。觀察現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)問題、激疑質疑過程對學生思維培養(yǎng)有很好的鍛煉;實驗設計對于學生科學探究能力的提升有很大促進作用;通過噪聲及聲與現(xiàn)代科技的社會調查及材料整理，對學生樹立科學態(tài)度、承擔社會責任有很大幫助。教師要分析學生學情，整合不同版本教材的優(yōu)質資源，依據(jù)布魯姆目標分類思想設置學習目標及學生活動，與音樂、語文等密切結合，延伸跨學科的內容。

一、學習目標與重點研究的探究

重點：理解聲音的產生及傳播的條件;觀察與設計實驗，總結音調與響度與什么因素有關，有怎樣的關系;列舉控制噪聲的三個環(huán)節(jié)，調查生活環(huán)境的噪聲來源;列舉超聲的應用。難點：“真空鈴”實驗和聲波概念;音色;共鳴（介紹單元整體教學實施的思路，包括課時安排、教與學活動規(guī)劃，以結構圖等形式整體呈現(xiàn)單元內的課時安排及課時之間的關聯(lián)）。第一課時：認識聲現(xiàn)象，聲音是如何產生的， 聲音是如何傳播的，聲的傳播有多快，人如何發(fā)出和聽到聲音等。第二課時：用樂音的三個特征實驗探究音調的高低，實驗探究響度的大小，了解憑什么來區(qū)分不同樂器。第三課時：噪聲及來源、大小及其危害以及如何控制噪聲。第四課時：聲與現(xiàn)代科技，包括聲的反射、聲的共鳴現(xiàn)象、超聲與次聲、聲識別技術。

二、教學內容分析

（一）學習目標確定

1.通過觀察、實驗，總結音調與響度的相關因素;

2.通過經歷實驗設計，理解實驗探究的過程;

3.與生活相聯(lián)系，舉例說明音色的決定因素;

4.設計實驗，探究弦樂器的音調調節(jié)方法。

（二）學習的重點難點

重點：讓學生知道千差萬別的聲音是由聲音的三個基本特征不同造成的。

難點：區(qū)分音調和響度，理解音色的概念。

（三）學習評價設計

突出重點實驗、合作環(huán)節(jié)并進行翔實評價，自評與互評結合，課前出示評價標準也是在提醒學生重點環(huán)節(jié)的行動標準，課后小組內評議，重點地方做標記。整個授課過程教師給予學生及時的有針對性的鼓勵，盡可能地關注不同層次的學生。課后有本節(jié)的小結。

三、特色學習資源分析、技術手段應用說明

（一）特色學習資源范例分析

1.教師用木琴展示從1-7的音符發(fā)出的聲音，讓學生們感受聲音的高低，問：你知道音調與什么因素有關嗎？請你以小組為單位，就桌上提供的器材設計實驗，簡要書寫實驗過程。教師讓學生動手實驗，并觀察、感受過程。（6人一組，每組兩個鋼板尺、自制樂器、一把梳子、硬紙板、幾個橡皮筋）黑板上老師呈現(xiàn)鋼板尺實驗的記錄表格，將學生實驗結果記錄在表格中。

2.學生用5分鐘時間進行實驗設計，依據(jù)設計所用器材，組長自動分組安排實驗，記錄觀察結果，準備組間交流。學生們積極思考、專注實驗、用心感悟，積極爭取機會展示，為本組爭取榮譽。

明確實驗主題：探究鋼尺振動快慢與音調之間的關系;探究梳齒振動快慢與音調高低之間的關系;探究弦的振動快慢與音調高低的關系。

復習上節(jié)內容：頻率的概念，由學生回答。

描述觀察的現(xiàn)象。

3.用控制變量方法總結結論。

評估實驗：學生明確實驗方法為控制變量;該設計用不同長度進行實驗;不同長度之間要有明顯差距以便分辨聲音高低;改用不同實驗設計，進行多次實驗。

探討：先傾聽逐漸升高的音調或逐漸降低的音調，以備實驗時有明確感受;所提供器材來自身邊及生活，使學生體會物理從生活中來;觀看用蔬菜樂器進行樂隊演奏的視頻，增加學習興趣，引發(fā)自己制作的好奇心與欲望;提前布置學生利用身邊物品制作小樂器，課上帶來展示，可以用在實驗設計中。學生剛接觸物理不久，對于物理實驗比較陌生，教師要給學生創(chuàng)造更多實驗設計及動手實驗的機會，引導其對科學探究的思考以及對實驗過程的嚴謹追求，為深度學習奠定基礎。評估實驗是科學探究的難點，也是鍛煉學生批判思維的重要環(huán)節(jié)，教師要指導學生專注觀察、用心思考、清晰分析。小組合作過程能促使學生交流生慧，提升團隊意識及榮譽感。

（二）特色學習資源分析、技術手段應用說明

用視頻播放感興趣的自制樂器（蔬菜樂器、鍋碗瓢盆等），展現(xiàn)聲音的魅力、創(chuàng)造的美;展示手機示波器的使用方法，用實物投影清晰顯示頻率與振幅，突破難點;手機上下載的各種樂器軟件能使很少動樂器的同學也能感受樂器的魅力;用手機微信再現(xiàn)學生實驗過程;實驗由學生設計并將結果填寫在表格中，嚴謹科學地進行實驗，培養(yǎng)科學態(tài)度;用表格呈現(xiàn)板書內容，一目了然且對比明確。

四、教學反思與改進

（一）突出學生參與體驗。通過視頻播放，帶給學生聽覺與視覺盛宴，激發(fā)其想象力、創(chuàng)造力;讓有音樂特長的學生進行演奏，讓大家感受高低音與強弱音，感受不同樂器的音色，調動學生參與意識;學生課上用提供的物品設計探究音調與什么因素有關實驗，觀察現(xiàn)象、總結規(guī)律。成果展示與總結是師生互動交流的良好平臺。

（二）突出問題引領思維。通過答疑解疑過程引導學生思維，注意層層推進，設置問題要具有思考性，融于情境中，引發(fā)學生探究意識，調動學生學習熱情和參與的積極性。

（三）本節(jié)課通過豐富感性認識、形成抽象概念、物理情景識別、深化概念理解、探究相關因素、應用交流與想象、小結本節(jié)收獲等環(huán)節(jié)，采用實驗、觀察、比較、探究、討論、想象、練習、歸納等多種方法，積極創(chuàng)設引導學生主動活動的教學環(huán)境，培養(yǎng)學生科學創(chuàng)新思維，調動他們的學習興趣與求知欲，使每位學生都能感受學習的快樂，得到不同發(fā)展。

（四）本節(jié)課若是整合資源，可以進行如探究樂器發(fā)聲特征，準備自制樂器的音樂會，了解中國樂器文化等項目的布置，學生經過提前設計、查閱資料、動手制作、分工合作等自學研究，將知識內化為能力，學會資源整合、整理、歸類、提煉重點。教師還可以以自制樂器展示會的形式，讓學生們將自己設計與制作樂器的過程及樂器介紹書寫下來，與語文、數(shù)學、歷史、英語、地理、人文等相聯(lián)系，用跨學科課程形式探究，并鏈接音樂、美術等藝術形式，更好地落實核心素養(yǎng)、提升能力。

參考文獻

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