《聲現象》課件制作綜述

梅傳俊

● 特色與亮點

《聲現象》采用“積件式”開發方案，即每一模塊都形成相對獨立的文件，運用時可以像“搭積木”一樣，對各部件進行選擇、組合，可實現課件的再制作。該課件為學生提供了一個研究性的學習平臺，按照“雙主”教學思想開展研究性學習活動，用多媒體課件以彌補書本教材的不足，摒棄“演示型”課件而開發成了“平臺式”學件。它具有強大的智能化交互功能，能充分發揮圖、文、聲、像等多種媒體各自的優點。

● 開發背景

本課件選自義務教育課程標準實驗教科書《物理》八年級（上），為物理學開篇的第一章，承載著保持學生“科學之旅”中的新鮮感、培養學生基本觀察能力、初步探究物理規律、應用物理規律解釋物理現象、敢于質疑、善于合作、樂于探索自然現象和日常生活中的物理學道理的重任。針對教材中頻率、振幅等概念抽象又晦澀難懂，我在課件中嵌入了自主開發的“示波器”工具，便于實時獲取混音器聲音變化并顯示波形，讓學習者直接觀察到聲音的頻率、振幅等變化，使音調、響度、音色等概念形象、直觀，做到了讓學習者“看到”聲音，極大地激發了學生的學習興趣。

● 設計思路及內容結構

課件涵蓋了《聲現象》全章1~5節的全部內容，將“聲音的產生與傳播”、“我們如何聽到聲音”、“聲音的特性”、“噪音的危害和控制”以及“聲音的利用”等進行了具體化、形象化、可視化的詮釋。每節雖各具精彩，但限于篇幅本文僅以“聲音的特性”一節為例來闡述。

1.試一試

本部分以有趣的水琴導入新課，引導學生做“在水杯中加入不同數量的水，水杯能發出不同的聲調聲音”的實驗，分析其原因，猜想聲音可能有哪些特性，這些特性可能與哪些因素有關。

2.探究實驗

本部分通過“劃梳子”、“按尺子”兩個實驗和一段“撥齒輪”視頻，讓學生通過實驗、思考、討論，得出“音調與物體的振動有關，振動越快，音調就越高”的結論（如圖1、圖2）。

3.觀察體驗

通過體驗，學生可以感知不同頻率聲音的音調,觀察它們波形變化的快慢，加深對“頻率決定音調”結論的印象（如圖3）。

4.小資料

通過資料的引入，便于學生了解人和一些動物的聽覺與發音范圍，進而順利地引入“超聲”與“次聲”概念，從而徹底解決了聲音的第一個特性──音調（如圖4）。

5.再探究

通過“動手試”、“觀視頻”研究響度與哪些因素有關，引導學生在實踐中得出“振動幅度越大響度越大，幅度越小響度越小”結論（如圖5）。

在實際教學中，經常有些學生會混淆“音調”與“響度”兩個物理量，課件通過拖動滑塊模擬改變頻率、振幅，聲音的音調和響度即隨之發生變化，在聽聲音、看波形中，“音調”與“響度”兩個特性以及影響因素涇渭分明（如圖6）。

6.欣賞研究

同樣一首“梁祝”，用二胡、小提琴、古箏三種不同的樂器演奏出來卻各有韻味。通過欣賞音樂引導學生觀察波形變化，體驗波形中的細小區別，這些小的振動和大的振動一同決定了聲音的音色，使音色特性的理解水到渠成（如圖7）。

7.科學世界

體驗各種樂器的特點與發音原理，加深聲音三特性的理解。

該課件模仿中央電視臺“開心辭典”欄目，精選來源于生活的六個題目進行檢測，體現“寓教于樂”的設計理念。在任何時候都可以調出“示波器”工具，觀察波形、研究聲音的特性，用戶可以根據需要任意移動其位置。課件還提供了“畫筆”工具，可以選用不同顏色、線形對重要內容進行標注、演示。課件能夠很好地幫助學生通過實驗、觀察、探究、討論等方式研究物理現象，協助教師更好地指導學生實驗、解釋實驗現象。需要指出的是，任何時候演示都必須建立在充分實驗的基礎上，而不能代替實驗。

● 藝術布局

整個課件以藍色為主色調，凸顯科技主題。畫面導航區、顯示區、裝飾區分割合理、層次分明。導航中的一級菜單位于右側，二級菜單采用抽屜式設計，用耳機插頭位置指示當前選擇，簡單明了（如圖8）。

在不影響精美的前提下，采用異色、異質、異形擴大需要強調部分的反差，并且將重要內容放置在顯示區的明顯位置，讓主體引人注目。整個課件雖內容繁雜，但各節次風格、界面布局協調一致而又富有變化，在“大同”中求“小異”，遵循“單一時找變化，變化時求統一”的藝術規則。

● 關鍵技術處理

交互功能是課件的靈魂，正是它將我們引入到一個如此廣闊、開放、智能的學習環境中。本課件的成功很大程度上得益于“示波器”的開發，要用軟件來模擬硬件的功能看起來有點高不可攀，但仔細分析一下就會發現，我們只要實時（幀頻）獲取混音器音量數據，用繪圖語句實時在屏幕上畫點，點連成線即表示了聲音的特性：變化的快慢即表示了頻率的高低決定音調的高低，變化幅度的大小即是振幅決定響度，波形的細微變化正對應著音色的不同。

1.示波器

AS3.0聲音功能中最令人興奮的新增功能之一就是可以訪問聲音頻譜數據。這在以往的版本中是比較難實現的，或者得借助第三方工具才能完成，而現在，這些頻譜功能內建到SoundMixter類computeSpectrum()里，獲取混音器音量也容易多了。由于代碼過多，本文就不逐一呈現了。波形圖是利用API函數繪制的，利用上面獲取的音量數據，實時繪制出聲音曲線，其代碼如下。

public function Waveform():void {

Line = new Sprite();

bmpData = new BitmapData(256,100,true,0);

bmp = new Bitmap(bmpData);

colorM = new ColorMatrixFilt

er([.98,0,0,0,0,0,.98,0,0,0,0,0,.98,0,0,0,0,0,.5,0]);

blur = new BlurFilter(7,7,BitmapFilterQuality.LOW);

r = new Rectangle(0,0,256,100);

p = new Point(0,0);

//添加顯示對象

this.blendMode=BlendMode.ADD;

this.addChild(bmp);

this.addChild(Line);

}

2.水琴

水琴界面制作比較簡單，關鍵是智能交互腳本的編寫，只需用變量whichcup記住當前杯子，用變量waterlX記住相關杯子水量的多少。根據waterlX的值智能判斷應該播放哪一個聲音元件，給按鈕添上偵聽，用以接受敲擊動作,其中第一個杯子的加水模塊代碼如下。

if (waterl1 < 8)//最多只能加到8個單位的水

{

water1.nextFrame();//播放水位上漲動畫

daoshui1.play();//播放用水壺倒水動畫

waterl1 +=1;//水量增加一個單位

}//減水模塊和其他杯子代碼類似，不再贅述。

在第一個杯子上面添加透明按鈕playm1，給按鈕添加偵聽器，寫上代碼。

playm1.addEventListener(MouseEvent.CLICK,playmusic1);

function playmusic1(e:MouseEvent)

{

switch (waterl1)

{

case 1 :

var s11:m1 = new m1;//播放聲音1

fl_SCS = s11.play();

break;

…… //2-7杯子代碼類似，此處省略

case 0 :

var s19:m9 = new m9;

fl_SCS = s19.play();

break;

}

}

這樣課件就會根據杯子水面狀態，智能判斷應該調用哪一個頻率的聲音。一個漂亮、智能、好玩的水琴就完成了。

● 評價與反思

本課件搭建了一個基于信息技術的研究性學習平臺，學生能在其上進行探究、實驗、交流，從而在自主地參與這些活動中，潛移默化地學習知識、培養能力或者擴大眼界。特別是“示波器”的引入，使學生看到了聲音，讓“音調、響度、音色”等概念具體化、形象化，起到了不可替代的作用。但課件制作還不夠精美，某些元件立體感不強，仿真度也不高，藝術效果還不盡如人意。如果能夠實時獲取麥克風聲音并進行波形化，該課件就更加完美了。

● 幕前幕后

2011年7月21日，我很榮幸地又一次參加了NOC活動的現場角逐，該賽項前身為“優秀課件評選”。賽項的更名，體現了“與時俱進”與創新，短短的三天中我看到、聽到、想到和觸摸到的是無處不在的創新精神。

能參加這樣全國性的大型比賽，我感到既興奮又緊張，能與全國知名選手同臺競技本身就是一種榮耀，能現場聆聽全國知名專家教誨更是人生一大幸事！

比賽是艱辛的，我精心演示課件，著重講述課件中的創新點，從“實”和“真”處入手，在“精”和“美”上下功夫，用眼神與體態語言和評委老師交流，把自己對教材、學生的分析，對教學設計以及對重難點的把握和處理“演示”給評委老師，將課件中“變抽象為具體，使教學更加形象、直觀”的地方展示出來，看著評委老師微笑著頻頻點頭，看著觀摩老師贊許的目光，我知道我的努力得到了回報。感謝評委老師和組委會的厚愛與包容，我原只想捧起一簇浪花，他們卻給了我整個海洋。

比賽是溫暖的，我為專家教授的出語不凡、舌燦蓮花所驚嘆，為評委老師的嚴謹、求實和謙虛的治學態度所感動，為組委會工作人員忘我的工作精神所折服，為選手們先進的制作理念、恰到好處的藝術處理所震撼。

NOC活動拓寬了我的視野，提升了我的教育視點，延伸了我教育視線，使我在艱苦的課件設計制作以及反復修改過程中，完成了化蛹為蝶的飛躍；在參賽、觀摩、交流、研討中認識了新形勢，接受了新理念，發現了新視角，學習了新技術。我喜歡這個教師成長的樂園，喜歡這個交流、研討、反思、提升的舞臺。

點評

《聲現象》是我見過的最好的多媒體教學工具之一，課件涵蓋了《聲現象》全章1~5節的全部內容，將“聲音的產生與傳播”、“我們如何聽到聲音”、“聲音的特性”、“噪音的危害和控制”以及“聲音的利用”等進行了具體化、形象化、可視化的詮釋。本著“積件式”開發方案搭建研究性學習平臺，以智能化的交互充分發揮圖、文、聲、像等多種媒體各自的優點，讓師生在使用中路徑可選、進度可調，能實現個性化的自主學習。

課件界面以藍色調為主，布局簡潔，層次分明，各模塊風格統一，方便使用者熟悉和掌握，充分體現了人性化思想。課件封面樂隊演奏緊貼課件內容，色調、布局讓人感覺清新、驚艷。

從內容上看，每一節都有小實驗、小資料、小視頻等工具或資源，讓學生直觀形象進入到場景中，能親自參與、動手操作等，讓學習者感覺物理是如此好玩、有意思。尤其是“示波器”和幾個小實驗，把看不見、摸不著的聲音，變得看得見、摸得著，讓“音調、響度、音色”等概念具體化、形象化，起到了不可替代的作用。培養興趣比傳授知識更重要，“有意思比有意義更重要”，這個課件體現了這種思想，讓學生感覺物理不難，而且很有意思。

個人感覺課件還有一點點不足之處。第一，視頻在觀看完之后沒有關閉按鈕，如第一節“紙發聲的視頻”在視頻開始后無法關閉，只能靠轉換場景來關閉。幾乎所有的視頻都是如此。第二，示波器能在所有環節打開，卻不是都能使用，易誤導，最好能在應該有效的時候出現。例如，封面上也能使用示波器，但是聲音就與封面背景音相混。第三，不斷滾動的五個小節的標題可以不要，只要把鼠標移動到每個數字上面即顯示每一小節的標題更好，這樣畫面更簡潔。第四，作品好像還有點小Bug，進入任何一章節，點擊右鍵，“返回”，場景不變，卻可能會在背景中出現課件封面，而且能影響主場景。有些窗口彈出后不能關閉，如第五節的“趣談”彈出后，再點擊主菜單轉到其他章節卻不能關閉“趣談”這個窗口，而且新轉到的章節也不能進行任何操作了。第五，“幫助”做得很好，卻只有封面的“畫筆”、“示波器”的說明，課件內的一些視頻如何關閉、彈出窗口如何關閉等卻沒有進行說明，需要進一步完善。然而，瑕不掩瑜，在由學校教師獨立完成的作品中，這個課件無疑是一件頂級的作品。