《聲音的特性》教學片段與反思

全日制義務教育物理課程總目標中明確規定：“要使學生經歷基本的科學探究過程，具有初步的科學探究能力?！币虼宋以谥v授人教版八年級物理《聲音的特性》一節時，將教材中的演示實驗（如圖1所示）改為課堂分組實驗，目的是讓學生通過實驗自主探究聲音的音調與發聲體的振動頻率之間的關系。

圖1 探究音調和頻率的關系

一、教學片段筆者一共在三個班級講此節課，

前兩個班都順利地完成了預定的教學目標。可在第三個班授課時，第四小組A同學的發言打亂了我的教學計劃。他說：“老師，我能判斷出兩次聲音的音調的高低，可我不敢確定兩次鋼尺的振動頻率，因為我覺得兩次振動都很快，我根本分辨不出到底哪次更快。”盡管對A同學的發言持懷疑態度，但為了鼓勵學生敢于挑戰權威的精神，我還是用贊揚的語氣請A同學到講臺上重新演示了一遍。等他演示完畢，我請附近的兩位學生回答問題：“哪次鋼尺的振動快？”兩位學生都回答說：“第二次快。”正當我準備引導A同學再做一遍，并讓他仔細觀察時，A同學又發言了：“老師，他們兩個的答案值得懷疑。因為我昨天觀察了我家的電扇，它分明是在順轉，可我總感覺它在倒轉，你說我到底該不該相信自己的眼睛？”我很快意識到這是一個有關視覺暫留的問題，同時也是對學生進行科學教育、培養學生學習興趣的好機會，所以我沒有正面回答A同學的問題，而是帶頭為A同學鼓起了掌，表揚他仔細觀察、敢于懷疑的學習態度，并給學生們講了哥白尼的“日心說”和伽利略“兩個鐵球同時著地”的科學故事。伴隨著生動的故事，下課鈴聲響了，我無奈地走出了教室，一節“失敗”的物理課就這樣結束了。

課后，我查閱了有關資料，對教材中演示實驗的實際效果也產生了疑慮，原因如下：

第一，音調只是人的一種感覺，是一個模糊概念；而頻率是一個精確概念。我們說某個聲音的音調高或者低，僅憑我們的感覺做出判斷就可以了；但我們說尺子的振動頻率高或者低，就必須指出它的頻率達到多少赫茲，而不能僅憑我們的視覺來判斷。心理學研究表明，視覺有發生錯覺的可能，如A同學提到的電扇倒轉。教材中的演示實驗僅憑人的視覺判斷頻率的高低，不利于培養學生嚴謹的科學態度，甚至會導致錯誤的實驗結果產生。

第二，科學研究表明，人眼的最快分辨時間是0.042秒，即振動頻率高于24Hz時人眼就沒法判斷出振動的快慢。電影就利用了人眼的這一特點，當電影播放時，每秒播放的圖片數達24張，所以人眼才看不出圖片之間的切換，而只看到動態的影片效果。而人的聽覺對聲波的頻率下限是20Hz。也就是說，教材中的演示實驗要想達到實驗目的，就需要求尺子的振動頻率在20Hz至24Hz之間，這在實際操作中是無法保證的。

經過充分的準備，我帶著示波器等實驗器材重新走進了課堂。首先，我向學生介紹了視覺暫留及人眼的最快反應時間等相關知識，并再次肯定了A同學的意見；又用多媒體播放了電影的發明歷程及原理；然后用示波器將鋼尺的振動顯示在屏幕上，結合圖像給學生講授了如何從波形中分辨頻率的方法，輕松地完成了本知識點的教學任務。

二、教學反思

第一，學生的潛能是無窮的。有時候教師根本無法捕捉到的信息，通過觀察分析，學生往往可以捕捉到。正如阿基米德所說：“給我一個支點，我能撬動整個地球?！比绻覀冊诮虒W中能給學生提供展現的舞臺和實驗交流的平臺，學生的能力和素質就能在良好的環境中得以成長和提升。

第二，全日制義務教育物理課程總目標中明確規定：“要使學生具有創新意識，能獨立思考，勇于有根據地懷疑，養成尊重事實、大膽想象的科學態度和科學精神。”作為引領學生走進科學大門的物理教師，我們應該在課堂教學中以敏銳的洞察力捕捉學生思維的閃光點，鼓勵學生大膽質疑、積極探索，促進學生創新意識的發展，培養學生的創新能力，使課堂教學真正成為培養學生創新能力的主戰場。

(責任編輯 黃春香）