基于核心素養(yǎng)的物理教學

陳占民

隨著教育改革的不斷推進，我國基礎教育的目標已轉化為培養(yǎng)學生的綜合能力、實踐應用能力、科學精神和創(chuàng)新能力，以及合作交流能力和正確的價值觀，全面促進學生的發(fā)展，培養(yǎng)具備競爭力和適應未來社會需求的人才。這不僅有助于學生的個人成長，也為社會的進步和可持續(xù)發(fā)展做出貢獻。

【教材分析】

滬科版八年級物理第三章“聲的世界”包括三節(jié)內容，本章主要探討聲音產生的原因及傳播條件，講述聲音的分類、特征（音調、響度、音色），以及噪聲的防治，最后介紹了超聲、次聲在現(xiàn)在技術中的應用。第一節(jié)課“聲音的產生與傳播”在本章起到至關重要的作用，它既是學生學習聲學的基礎，又為后續(xù)學習聲音的特征、超聲與次聲作鋪墊。這節(jié)課通過將學生熟悉的生活情境引入物理知識的探究中，讓學生親身體驗科學探究的過程，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。

【教學過程】

一、動手制作玩具，導入新課

學生活動：教師教學生制作一個小玩具：先用剪刀裁一個長18 cm，寬6 cm的矩形紙張，用膠帶做成一個圓形紙筒，再用膠帶把掃帚下的塑料絲斜著固定在圓筒的一側，這樣就做好了。我們把做好的“小玩具”放在正在唱歌的音箱上，可以看到“小玩具”紙筒旋轉起來。音箱停止唱歌，“小玩具”紙筒不再旋轉?？吹竭@種現(xiàn)象，學生感到很驚奇！

教師提出問題：紙筒為什么會旋轉？音箱停止唱歌，紙筒不再旋轉，又為什么呢？

學生回答：歌聲讓紙筒旋轉。

教師：音箱發(fā)出的歌聲是怎樣產生的？

二、新課教學

（一）聲音的產生

教師：請你將一只手放在桌面上，用另一只手拍打桌面，桌面發(fā)出聲音，桌面上的手有什么感覺？

學生：有振動的感覺。

教師繼續(xù)引導學生：把手掌放在喉部，大聲地說：“我要好好學習，報效祖國！”說話時你的手掌有什么感覺？

學生：喉部在振動。

由此得出結論：聲音是由物體振動產生的。

教師播放課件上的視頻：“小溪流水”“五星紅旗在風中飄揚”。

教師：我們能聽到溪水流動的聲音嗎？聲音是怎樣產生的？

學生回答：能聽到潺潺的流水聲，聲音是水在流動過程中振動發(fā)出的。

教師：紅旗在風中飄揚，我們能不能聽到聲音？它又是怎樣產生的？看到這種畫面，聽到這種聲音，我們又想到了什么？

學生：我們能聽到紅旗在風中飄動的聲音，是風吹紅旗振動發(fā)出的。

教師：在生活中你還見過哪些現(xiàn)象能說明聲音是由物體振動產生的？

學生積極討論思考，紛紛舉手回答：彈古箏時，撥動箏弦，箏弦在振動，古箏發(fā)出優(yōu)美的聲音；秋天，凜冽的寒風吹在樹葉上，會發(fā)出“嘩啦啦”的聲音，說明風吹樹葉，樹葉振動發(fā)聲；蜜蜂飛行時，發(fā)出“嗡嗡”聲，是蜜蜂翅膀振動發(fā)出的聲音；用嘴吹哨子，哨子發(fā)聲，是哨子內的空氣柱振動發(fā)聲；用棍棒敲杯子時，杯子振動發(fā)聲；走路時，腳踏地面振動發(fā)聲……

教師：很好！同學們很棒！每個學生再做一個實驗。拿起我們桌面上的鋸條，一端用手按在桌面上，撥動鋸條，鋸條發(fā)出悠揚的聲音，如果用手按在正在發(fā)聲的鋸條上，同學們猜猜看有什么現(xiàn)象發(fā)生。

學生猜想。

教師：通過實驗驗證一下，看看結果與你的猜想是否一致，這說明了什么？

學生自主實驗探究后回答：鋸條的聲音停止，這是因為聲音是由于鋸條振動產生的，如果把手按在鋸條上，鋸條就停止振動，聲音隨之消失！這充分說明聲音是由物體振動產生的。

（二）聲音的傳播

教師提出問題：聲音是如何傳到我們耳朵的呢？

學生猜想。

實驗探究：

1.學生每4人為一小組，每個小組內的學生協(xié)作完成實驗：把試管豎直固定在鐵架臺上，用細線系住發(fā)聲的音樂芯片，放入試管中（音樂芯片不得與試管接觸），用帶孔的塞子塞緊試管，把注射器活塞推到底部，再把注射器的嘴插入塞孔中，使其嚴密連接，聽一下此時音樂芯片發(fā)出的聲音大小。再用注射器向外抽氣，聽一下聲音有什么變化？繼續(xù)抽氣，聲音又會怎樣變化？為什么會有這種現(xiàn)象產生呢？再把注射器內的空氣壓進試管內，聲音又有什么變化？

各個小組的學生認真自主探究實驗，教師巡視，發(fā)現(xiàn)問題，及時糾正。

學生完成實驗后回答：用注射器向外抽氣，音樂芯片聲音越來越小，是由于試管中的空氣越來越少。再把注射器內的空氣壓進試管內，音樂芯片聲音越來越大，是由于試管中的空氣越來越多，說明空氣能傳播聲音。

教師繼續(xù)提問：假如把試管內的空氣都抽凈，我們還能不能聽到聲音了？

學生回答：不能聽到音樂芯片的聲音了，說明聲音在真空中不能傳播。

2.課件播放視頻“水中芭蕾”。水中芭蕾是一種獨特而美妙的表演形式，它將經典芭蕾舞與水中的優(yōu)雅和流動性結合在一起。在水中芭蕾中，舞者們在一個裝有水的舞臺或游泳池中表演舞蹈動作。

教師提出問題：水中的表演人員在岸上的音樂聲中起舞，整齊劃一，說明了什么？

學生思考后回答：水中的表演人員在水中能聽到岸上的聲音，說明水中能傳播。

教師：你們能用課桌上的器材探究水能傳聲嗎？哪位同學能把你的探究方案講一下？

教師引導學生，討論交流后回答：把發(fā)聲的音樂芯片用塑料薄膜包裹嚴密，用細線系住懸于水中，我們如果能在水面聽到音樂芯片發(fā)出的聲音，說明水能傳聲。

教師：生活中還有哪些現(xiàn)象說明水能傳聲？舉例說明。

學生回答：釣魚時，大聲喧嘩會驚嚇魚群；游泳時潛入水中能聽到岸上同伴的講話聲。

3.教師講故事：小明家住在30多層的高層小區(qū)。星期天，小明在家寫作業(yè)，由于家的門窗封閉得好，室外的講話聲、車輛轟鳴聲等都聽不到，在這樣的環(huán)境中做作業(yè)小明不會受到影響。突然刺耳的聲音傳來，小明感到很驚奇，這個聲音來自哪里呢？放下作業(yè)就去查看，結果發(fā)現(xiàn)是樓頂?shù)墓と嗽诖蜚@，小明百思不得其解，為什么離他家比較近的汽車鳴笛聲聽不到，而頂樓離他家很遠，聲音卻聽得很清晰呢？

學生思考后回答：聲音是沿著樓體傳下來的，固體能傳播聲音。

教師提出：能不能用身邊的課桌探究一下。

學生兩兩合作，在教師的指導下自主探究。

課件播放視頻：2022年神舟十四號航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲在短短三個月內執(zhí)行三次出艙任務的畫面。

教師提出問題：出艙后太空中的航天員能不能像我們在教室內一樣對話？在太空艙內又怎樣對話？

學生思考后回答：太空中是真空，沒有空氣，可以利用電子通信設備進行通話。在太空艙內，里面充滿空氣，可以像我們地球上一樣面對面講話。

師生共同總結：通過前面的學習，我們知道聲音在真空中不能傳播，在氣體、液體、固體中可以傳播。它們都可以作為傳聲介質。

（三）聲速

教師：聲音在氣體、液體、固態(tài)中傳播速度都相同嗎？

學生活動：自行閱讀課本，查看課本中提供的速度數(shù)據(jù)，了解聲音需要通過物質傳播，不同物質的傳播速度不同。一般來說，聲音在空氣中的傳播速度最慢，其次是液體，在固體中的傳播速度最快。聲音的傳播速度除了與物質有關外，溫度對聲音的傳播速度也有顯著影響。

教師：除了傳播介質之外，影響聲速的主要因素還有哪些？

學生：除了介質的狀態(tài)之外，介質的溫度也是影響聲音傳播速度的一大重要因素。一般來說，溫度越高，聲音的傳播速度越快；反之，溫度越低，聲速也越慢。

教師繼續(xù)提問：相信同學們對聲音的傳播速度已經有了一些簡單的認識，那么接下來大家討論一下聲速在實際生活中有哪些應用？

學生積極討論，并紛紛舉手回答：聲速最常見的應用就是測量距離，我們經常用到的超聲波測距儀就是利用聲波反射回波的時間來計算物體的距離，如可以用它測量車子和墻壁的距離，這樣就不會撞車了；在海洋里，聲吶系統(tǒng)用于測量水深和探測水下物體的位置……

教師總結：超聲波測距儀和聲吶都是用于測量距離的典型應用。除此以外，聲速還在氣象預報、醫(yī)學成像、工業(yè)檢測等領域發(fā)揮著重要作用?？偟膩碚f，聲速在我們生活的各個角落都扮演著重要的角色。

（四）回聲

學生活動：閱讀信息窗——天壇回音壁。其特殊設計使得聲音在墻上產生回音和傳輸?shù)男Ч．斈阏驹趬Φ囊欢?，面向墻壁大聲說話或發(fā)出聲音，聲音會沿著曲線反射，并在墻的另一端清晰地回響。這種回音效應使得你可以在一端聽到來自另一端的聲音，產生有趣的聲音交互和反射。天壇回音壁是中國古代智慧的杰作，它的存在讓學生對古代文化的卓越成就贊嘆不已，并激發(fā)了他們對科學的好奇心和對學習的熱情。這種涉及聲學的奇妙建筑為學生打開了探索科學世界的大門，鼓舞著他們積極學習物理學和其他學科，拓寬他們的知識視野，培養(yǎng)他們的科學素養(yǎng)和文化修養(yǎng)。

【教學反思】

本節(jié)課中，我讓學生自制玩具，并將其放置在發(fā)聲的音箱上，小玩具旋轉起來，引出新課。這樣的導入方法既鍛煉了學生的動手能力，又能夠激發(fā)學生的學習興趣，讓他們在玩中學習，實現(xiàn)學習與娛樂的結合。這種教學方式符合核心素養(yǎng)下的新課改思想，注重培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)造力。

在教學過程中，教師將愛國主義教育、情感教育、環(huán)境保護與物理課堂教學相結合。在探究聲音產生時，學生用手按在發(fā)聲的鋸條上，鋸條聲音停止，進一步驗證了聲音產生的原因。這樣的實驗設計既培養(yǎng)了學生思維的全面性和逆向思維，還讓他們能夠通過實際操作理解聲音產生的原理。

此外，在探究聲音在空氣和真空中傳播時，沒有使用傳統(tǒng)的“聲音演示儀”（實驗室僅有一個供教師演示用的“聲音演示儀”），而是創(chuàng)造性地運用鐵架臺、試管、注射器和音樂芯片等器材，讓學生親自參與到實驗探究中去。這種創(chuàng)新的方式能夠激發(fā)學生的探究欲望，提高他們的實驗效果和參與度。

不足之處：

1.在用課桌探究固體能傳播聲音時，參與實驗的學生過多，學生拍桌子聲音過大，桌子長度過短，誤把沿空氣傳播的聲音當作沿桌面?zhèn)鞑サ穆曇?，實驗效果不是太好。做該實驗時，應控制聲音的大小或增長固體的長度。（如用長竹竿代替桌面）

2.在探究聲音在真空中不能傳播時，有個別小組注射器嘴與試管塞孔封閉不好，還有些同學在實驗時音樂芯片與試管接觸了，抽氣前后聲音變化不是太明顯。因此實驗前應檢查其氣密性，實驗時應規(guī)范操作。

（作者單位：安徽省碭山縣第六中學〈民族學?！担?/p>

編輯：溫雪蓮