借鑒芬蘭“蚊子發(fā)聲”裝置改進(jìn)“聲音的產(chǎn)生”教學(xué)

田澤

摘要本課利用蚊子發(fā)聲裝置發(fā)出的“嗡嗡”聲引入新課，在觀察、比較、分析，歸納概括中建立聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的科學(xué)概念，提升學(xué)生多感官觀察、比較、歸納、概括能力，激發(fā)了學(xué)生研究聲音的學(xué)習(xí)興趣。在引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)聲音的產(chǎn)生時(shí)，提高學(xué)生的參與度，讓他們?cè)谟淇斓闹谱骱屯嫠＿^程中探究聲音產(chǎn)生的根本原因，建構(gòu)正確的科學(xué)概念。

關(guān)鍵詞 “蚊子發(fā)聲”裝置 “聲音的產(chǎn)生” 課程教學(xué)

中圖分類號(hào)：G424文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.05.039

Improving the Teaching of“Sound Production”by Referring to the Finnish“Mosquito Voice”Device

TIAN Ze

（Beijing Chaoyang Experimental Primary School Runze Branch， Beijing 100027）

Abstract： This lesson introduces the "buzz" sound from the mosquito vocal device into the new lesson， es？ tablishes the scientific concept that sound is produced by object vibration in observation， comparison， analysis and generalization， improves students’ ability of multi sensory observation， comparison， induction and generaliza？ tion， and stimulates students’ interest in studying sound. When guiding students to understand the production of sound， we should improve students’ participation， let them explore the root causes of sound production in the process of happy production and play， and construct correct scientific concepts.

Keywords： "mosquito sound" device； "the production of sound"； course teaching

“聲音的產(chǎn)生”是小學(xué)科學(xué)各版本教材都會(huì)涉及的內(nèi)容，但是，很多教師執(zhí)教此課后都有一個(gè)共同的感受：過一段時(shí)間，再問學(xué)生“聲音是怎樣產(chǎn)生的”這一問題時(shí)，仍會(huì)有一些學(xué)生認(rèn)為捶打、敲擊是物體發(fā)聲的原因。這說明學(xué)生沒有將聲音與物體的振動(dòng)之間建立聯(lián)系，沒有真正理解聲音產(chǎn)生的根本原因。反思問題所在：探究聲音的產(chǎn)生時(shí)，教師常常給學(xué)生準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)材料，讓學(xué)生通過觀察記錄皮筋、鼓膜、音叉等物體發(fā)聲前、發(fā)聲時(shí)、發(fā)聲后產(chǎn)生的現(xiàn)象，讓他們發(fā)現(xiàn)聲音與振動(dòng)的關(guān)系。整個(gè)教學(xué)過程中，學(xué)生處在被動(dòng)地按照教師的設(shè)計(jì)進(jìn)行操作的接受學(xué)習(xí)狀態(tài)，他們沒有真正地參與學(xué)習(xí)之中，不能真正理解聲音產(chǎn)生的根本原因。

綜合以上原因的分析，我認(rèn)為要切實(shí)建立聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的科學(xué)概念，首先要在實(shí)驗(yàn)材料的選擇上下功夫，給學(xué)生以強(qiáng)烈的視覺、聽覺刺激，調(diào)動(dòng)學(xué)生的探究興趣，讓學(xué)生在擺弄材料的過程中，主動(dòng)卷入聲音產(chǎn)生的探究過程，將關(guān)注點(diǎn)聚焦到物體振動(dòng)發(fā)聲現(xiàn)象的觀察上，從而轉(zhuǎn)變學(xué)生捶打、敲擊是聲音產(chǎn)生的錯(cuò)誤的前概念，建立聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的科學(xué)概念。

“蚊子發(fā)聲”活動(dòng)原型

2018年底，我有幸參加了北京教育學(xué)院小學(xué)科學(xué)卓越教師工作室開放研修活動(dòng)。在“芬蘭小學(xué)科學(xué)教育理念與方法”的培訓(xùn)中，芬蘭赫爾辛基大學(xué)Merike Kesler老師介紹了“聲音”單元的教學(xué)活動(dòng)，其中“蚊子發(fā)聲”裝置以其獨(dú)特的聲音和簡(jiǎn)單的制作方法一下子吸引了我的注意，下面具體介紹這個(gè)裝置的制作材料和使用方法：

1.制作材料

制作這個(gè)裝置需要的工具材料有：蚊子圖片、圓木棍、木頭夾子、氣球膜（氣球皮剪成環(huán)狀）、線繩、剪刀等。

2.制作過程

（1）將繩子拴在木頭夾子偏上一端的大孔洞中，打死結(jié)，以免繩子在高速旋轉(zhuǎn)中脫開。（2）將圓木棍穿過木頭夾子下面的小孔，夾緊。（3）將氣球膜順著木頭夾子的兩個(gè)頂點(diǎn)和圓木棍的兩個(gè)頂點(diǎn)依次撐開，注意氣球膜要順著一個(gè)方向，不要讓氣球膜翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)會(huì)影響氣球膜發(fā)出聲音。（4）最后，將蚊子的圖片夾在木頭夾子上，就完成了（如下頁圖）。

3.操作方法

將繩子頭在手上纏繞幾圈，以免繩子脫手，轉(zhuǎn)動(dòng)手臂，讓蚊子發(fā)聲裝置圍繞手指旋轉(zhuǎn)起來，這時(shí)高速轉(zhuǎn)動(dòng)的氣流就會(huì)使氣球膜振動(dòng)發(fā)聲，轉(zhuǎn)動(dòng)的速度越快，聽到的嗡嗡聲越響。

4.效果說明

使用這個(gè)裝置研究聲音的產(chǎn)生，有以下優(yōu)點(diǎn)：

材料簡(jiǎn)單易找，活動(dòng)簡(jiǎn)單易學(xué)。經(jīng)過教師講解或者學(xué)生看視頻，學(xué)生一般可以在5分鐘之內(nèi)完成制作。

聲音獨(dú)特。蚊子裝置可以模擬自然界中蚊子的叫聲，課堂上，當(dāng)教師第一次讓學(xué)生聽到這個(gè)聲音時(shí)，學(xué)生的注意力一下子被吸引住了，“是什么物體能發(fā)出這樣奇妙的聲音？”學(xué)生探究的欲望瞬間被點(diǎn)燃。

實(shí)驗(yàn)效果明顯。當(dāng)蚊子裝置發(fā)出聲音的時(shí)候，學(xué)生能邊看邊聽，還能明顯地感受到來自氣球膜的振動(dòng)（氣球膜的振動(dòng)通過繩子傳遞到手上）。手臂轉(zhuǎn)動(dòng)越快，聲音越大，振動(dòng)也就越明顯。學(xué)生能通過視覺、聽覺和觸覺等多種器官感受嗡嗡聲是怎樣產(chǎn)生的，實(shí)驗(yàn)效果非常明顯。

教學(xué)過程

1.利用“蚊子發(fā)聲”裝置發(fā)出的奇妙聲音引入新課

談話交流：夏天的傍晚，我們?cè)谠鹤永锍藳?，?jīng)常會(huì)聽到一種“嗡嗡”的聲音，還常常受到這種小動(dòng)物的困擾，有時(shí)我們會(huì)情不自禁地伸出手，“啪啪”地拍幾下，你們猜，這種小動(dòng)物是什么？（蚊子。）今天，田老師也帶來了一只小蚊子，看看你們能不能聽到這只蚊子發(fā)出的聲音。請(qǐng)同學(xué)們閉上眼睛仔細(xì)聽。（教師將提前制作好的蚊子發(fā)聲裝置甩動(dòng)起來，使其發(fā)出“嗡嗡”聲）。

教師提問：你們聽到了蚊子的聲音嗎？是真的有只蚊子在教室里嗎？你們猜一猜是一個(gè)什么樣的裝置才能發(fā)出這樣的聲音？

學(xué)生說出自己的想法后，教師出示蚊子發(fā)聲裝置，指出是它發(fā)出的這種奇妙的聲音，并交代接下來研究這個(gè)裝置是怎樣發(fā)出聲音的。

設(shè)計(jì)意圖：教師先不出示裝置，而是利用這個(gè)裝置發(fā)出的奇妙聲音吸引學(xué)生，這樣能一下子抓住學(xué)生的注意力，將學(xué)生帶入蚊子發(fā)聲裝置是怎樣發(fā)出聲音的研究中。

2.探究蚊子發(fā)聲裝置是怎樣發(fā)出聲音的

談話交流：你們想不想也制作這樣一個(gè)裝置，來研究蚊子發(fā)聲的秘密？為了讓大家能很快地學(xué)會(huì)怎樣制作這個(gè)裝置，老師錄制了一段視頻，大家一起看一看。（播放視頻，并展示制作步驟。）

設(shè)計(jì)意圖：為了學(xué)生能快速學(xué)會(huì)制作方法，節(jié)約時(shí)間，采用觀看視頻的方式能有效地提升課堂效果。

教師提問：你們都學(xué)會(huì)了嗎？能自己制作了嗎？請(qǐng)同學(xué)們3個(gè)人為一個(gè)小組，制作一個(gè)蚊子發(fā)聲裝置，制作好后，每個(gè)人都試一試，你們的蚊子發(fā)聲裝置能不能發(fā)出蚊子的聲音，甩繩的同學(xué)細(xì)心地感受在蚊子發(fā)聲裝置發(fā)聲時(shí)你的手有什么感覺，其他兩個(gè)同學(xué)認(rèn)真地觀察、思考：這個(gè)裝置是怎么發(fā)出聲音的？在發(fā)聲過程中，是哪個(gè)部位發(fā)出的聲音？注意：同學(xué)們都在桌子的兩側(cè)活動(dòng)，千萬注意旁邊的桌子和人，時(shí)刻注意安全，看看你的周圍有沒有人，地方夠不夠用，然后再開始。

設(shè)計(jì)意圖：采用小組合作的方式，便于學(xué)生的觀察和探究，從而發(fā)現(xiàn)蚊子裝置發(fā)聲的秘密。安全非常重要，細(xì)致的指導(dǎo)和提示才能在保證安全的前提下，讓學(xué)生細(xì)心觀察、有效探究。

學(xué)生制作、體驗(yàn)后匯報(bào)交流下列問題：你們制作的蚊子裝置能發(fā)出蚊子的聲音嗎？你認(rèn)為“嗡嗡”聲是哪個(gè)部位發(fā)出的？為什么這么認(rèn)為？絕大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為是氣球膜發(fā)出的“嗡嗡”聲，因?yàn)楦鶕?jù)學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，木棍、夾子和紙這些物體都不會(huì)因?yàn)闅饬鞔祫?dòng)而發(fā)出這種聲音，但也有個(gè)別學(xué)生有不同的想法，因此，下一環(huán)節(jié)，教師請(qǐng)學(xué)生驗(yàn)證想法。

教師提問：怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來證明是哪一部分顫動(dòng)發(fā)出的“嗡嗡”聲？

學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法：把氣球膜、紙、木棍都拆下來試一試，通過對(duì)比，確認(rèn)是否是氣球膜發(fā)出的嗡嗡聲。通過觀察實(shí)驗(yàn)，證明是氣球膜“顫動(dòng)”發(fā)聲。

設(shè)計(jì)意圖：教師將主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生，放手讓學(xué)生去探究。學(xué)生在興致勃勃的制作、玩耍、傾聽、嘗試的過程中，被深深地卷入聲音產(chǎn)生原因的探究中，通過視覺、聽覺、觸覺等多種感覺器官的參與，感受聲音從哪里來，聲音是如何產(chǎn)生的。

探究氣球膜振動(dòng)發(fā)聲時(shí)，教師提問：有了氣球膜就可以讓這個(gè)裝置發(fā)出“嗡嗡”聲嗎？把這個(gè)裝置放著不動(dòng)能不能聽到“嗡嗡”聲？為什么得旋轉(zhuǎn)起來呢？（因?yàn)楫?dāng)這個(gè)裝置旋轉(zhuǎn)起來后，氣流打在氣球膜上，氣球膜就顫動(dòng)起來。）如果要觀察高速旋轉(zhuǎn)時(shí)氣球膜運(yùn)動(dòng)的情況是很困難的，我們能不能想個(gè)辦法，既能有高速流動(dòng)的氣流，還能清楚地觀察氣球膜在發(fā)聲時(shí)是怎樣變化的？

模擬實(shí)驗(yàn)：把氣球膜從裝置上拿下來，剪斷，用雙手拉開氣球膜，用吹風(fēng)機(jī)的冷風(fēng)吹動(dòng)氣球膜，觀察有什么現(xiàn)象發(fā)生，把你看到的、聽到的都記錄下來。（注意用電安全，不能用手直接接觸吹風(fēng)機(jī)的風(fēng)口處。）

學(xué)生匯報(bào)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：用吹風(fēng)機(jī)吹氣球膜時(shí)聽到了嗡嗡的聲音，看到氣球膜在發(fā)聲時(shí)會(huì)來回快速運(yùn)動(dòng)，用手摸的時(shí)候也能夠感受到振動(dòng)。

教師小結(jié)：像氣球膜這樣來回運(yùn)動(dòng)的方式叫作振動(dòng)。由此我們可以說，蚊子發(fā)聲裝置發(fā)出的“嗡嗡”聲是由氣球膜振動(dòng)產(chǎn)生的。

設(shè)計(jì)意圖：利用模擬實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生近距離觀察氣球膜的振動(dòng)，從而確認(rèn)“嗡嗡”聲是如何產(chǎn)生的，即蚊子裝置發(fā)出的聲音是由氣球膜振動(dòng)產(chǎn)生的。

3.拓展：自然界的其他物體是如何產(chǎn)生聲音的

教師提問：自然界中的蚊子有沒有氣球膜呢？它是怎么發(fā)出聲音的呢？你們想不想知道？大家可以先說說，然后教師再播放自然界中蚊子如何發(fā)聲的視頻，印證你們的想法。

今天我們研究了蚊子發(fā)出的聲音，知道了蚊子發(fā)聲裝置發(fā)出的聲音是由氣球膜振動(dòng)產(chǎn)生的，自然界中的蚊子發(fā)出的聲音是由蚊子翅膀振動(dòng)產(chǎn)生的，請(qǐng)你們說說，兩者之間有哪些相同和不同的地方？由此猜想，自然界中的其他物體發(fā)出的聲音是怎樣產(chǎn)生的？

教師出示鼓、琴、皮筋，并提出問題：它們發(fā)出的聲音是怎樣的？學(xué)生先猜測(cè)再通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

教師總結(jié)：聲音是由物體振動(dòng)而產(chǎn)生。

設(shè)計(jì)意圖：通過自然界的蚊子和蚊子裝置發(fā)出聲音的對(duì)比分析，初步推測(cè)聲音產(chǎn)生的原因，再擴(kuò)展到自然界中的多種物體，通過多種事實(shí)的分析，歸納概括聲音產(chǎn)生的原因。

教學(xué)反思

本課利用蚊子發(fā)聲裝置發(fā)出的“嗡嗡”聲引入新課，先聚焦聲音產(chǎn)生的部位，再探究聲音產(chǎn)生的原因，之后用蚊子發(fā)聲裝置產(chǎn)生聲音的原因與自然界中蚊子發(fā)聲的原因進(jìn)行對(duì)比分析，推測(cè)自然界中聲音產(chǎn)生的原因，再利用其他物體驗(yàn)證猜想，在觀察、比較、分析，歸納概括中建立聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的科學(xué)概念，提升學(xué)生多感官觀察、比較、歸納、概括能力，激發(fā)了學(xué)生研究聲音的學(xué)習(xí)興趣。

經(jīng)過這樣的教學(xué)過程后，當(dāng)我們?cè)俅螁枌W(xué)生聲音是怎么產(chǎn)生的問題時(shí)，很少有學(xué)生再?gòu)?qiáng)調(diào)是敲擊、捶打使物體發(fā)出的聲音，可見，利用蚊子發(fā)聲裝置探究聲音的產(chǎn)生取得了很好的教學(xué)效果。之所以取得這樣的教學(xué)效果，一個(gè)重要的原因是我們將主動(dòng)權(quán)交給了學(xué)生，放手讓學(xué)生去探究。通過制作、玩耍、傾聽、嘗試等一系列活動(dòng)，學(xué)生經(jīng)歷如下探究過程：從研究蚊子發(fā)聲裝置是哪部分發(fā)出聲音的——探究“嗡嗡”聲產(chǎn)生的原因——拓展到自然界中的蚊子是如何發(fā)聲的……整個(gè)教學(xué)環(huán)環(huán)相扣，步步深入，在興趣盎然的制作中，在奇妙“嗡嗡”聲的一步步深入探究中，聲音的如何產(chǎn)生的問題就這樣迎刃而解了。

有科學(xué)研究表明，決定學(xué)生學(xué)習(xí)效果的重要因素就是學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，怎樣調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性？本課在引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)聲音的產(chǎn)生時(shí)，采用了一個(gè)制作蚊子發(fā)聲的裝置，在不直接用手接觸物體的情況下令物體發(fā)聲，避免他們認(rèn)為捶打、敲擊、推拉物體使其發(fā)聲的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，提高學(xué)生的參與度，讓他們?cè)谟淇斓闹谱骱屯嫠＿^程中探究聲音產(chǎn)生的根本原因，建構(gòu)正確的科學(xué)概念。

（本文系北京教育學(xué)院小學(xué)科學(xué)卓越教師工作室研究成果之一。）