實施“活物理”教學實行“真科學”教育

摘要：《聲的利用》是人教版初中物理八年級上冊第二章第三節的內容，屬于科學內容中“運動和相互作用”的范疇，課標僅要求“了解現代技術中聲學知識的一些應用”、“列舉超聲的應用實例”，在本節課教學中，筆者實施了把“人”放在首位的“活物理”教學，實行了以“創新”為主題的“真科學”教育，使得課堂更加生動活潑，有效地將學生發展核心素養中的創新教育等有效地落實在物理課堂，讓學生有切切實實的課堂收益.

關鍵詞：聲的利用；創新；活物理；真科學

《聲的利用》是人教版初中物理八年級上冊第二章第三節的內容，屬于科學內容中“運動和相互作用”的范疇，課標僅要求“了解現代技術中聲學知識的一些應用”、“列舉超聲的應用實例”，大多數教師在教學中僅僅只要求學生找出課本中“聲的利用”實例，進行一系列的選擇、填空訓練.這樣的教學也可在考試時不丟分，但學生的眼界是否打開？思維是否得到發展？這顯然不是我們希望的科學教育.

“活物理”的教學主張是相對于過去死氣沉沉的、教師滿堂灌的課堂提出來的，突出強調學生的學習過程，關注學生科學素養的培養和形成，主張在課堂教學中將學生的日常生活融入到物理學科的學習之中，把學生學習的活動空間和時間還給學生，全方位調動學生的各種器官參與學習活動，實現“活動課堂”、“活力課堂”和“生活課堂”，做到以“活”激“趣”，以“活”促“學”.

本節課筆者從“活”與“真”兩方面進行嘗試，綜觀整個課堂“以活激趣”、“以活促學”，課堂氣氛和諧，學生臉上始終洋溢著笑容，顯示出學習的愉悅，彰顯著生命的活力.

這節課（詳細課例可見教育部一師一優課課網站）一路過關斬將，最終斬獲首屆教育部“一師一優課一課一名師”活動部級優課大獎.

1《聲的利用》課堂實錄

【教學目標】

目標“一”為老生常談，目標“二”、“三”則別出新意.

一、知識與技能目標：

1知道聲能傳播信息；

2知道聲能傳遞能量.

二、過程與方法：

1通過自主學習、合作學習、觀看動畫、實驗觀察等探究有關聲傳遞信息和傳遞能量的利用；

2通過“聲的利用”的探究了解一些科學的研究和創新的方法.

三、情感態度與價值觀：

1通過探究聲在現代技術和生產生活中的應用，進一步增加學生對科學的熱愛；

2通過聲的利用實例分析，消除學生心中科技創新的神秘感，克服科技創新的畏難情緒，激發科技創新的興趣和熱情.

【課堂過程】

（一）溫故知新：

投影出示問題，學生互問互查，1分鐘后教師抽查.

（二）自主學習：

投影出示學習要求，學生按要求自主學習；教師將課本上的三頁書投影到白板；采取“擊鼓傳花”的方式確定展示的同學，學生上臺在白板上劃線；師生一起找出課本中“聲的利用”全部實例.

師：我們找出了聲的利用的實例，知其然還要知其所以然，下面我們一起來探究聲的利用的原理.

（三）合作探究：

活動一、聲與信息的探究

（1）聲音傳遞信息的實例分析：

師：請大家閉上眼睛，僅僅憑聽覺感受我們教室內發生了哪些事情？

教師完成下列動作：叫上一位同學幫忙、教師擊鼓、用手機放歌、讓課本掉到地上、教師敲鑼.

師：請大家睜開眼，誰來回答剛才教室內發生的事情？

生回答，師生一起分析，得出結論：從聽到的聲音直接獲取信息.

投影出示三張圖片并顯示文字：醫生通過聽診器診斷疾病；汽車修理師傅聽汽車發動機的聲音判斷故障；鐵路工人用鐵錘敲擊鋼軌，從異常的聲音中發現松動的螺栓.

插入一個超鏈接“鳳凰網2015年4月18日的一則新聞”：女乘客聽出飛機異響經檢查發現機身嚴重故障.

師生一起分析，得出結論：從異常的聲音中獲得信息.

師：剛才討論的都是“聲音的應用”，而課題是“聲的利用”，聲和聲音有什么區別和聯系呢？下面請小組討論.

（2）聲與聲音的辨析：

學生討論后回答，教師給予肯定和補充.

師：我們分析了聲音的利用，下面來一起探究超聲波和次聲波的利用.

（3）超聲波傳遞信息的實例分析：

投影出示海獅表演的圖片.

師：我們在動物園看過海獅表演，海獅為什么要聽工作人員的指揮完成這么多表演呢？

師生分析得出結論：利用超聲波傳遞信息.

播放“聲與信息”的微課視頻，適當地方暫停提示.

師：我們著重探討一下聲吶系統，對聲吶系統的研究源于一艘著名的輪船“泰坦尼克號”，這艘輪船首航時在夜晚碰到冰山沉沒，死了很多人.這時出現了問題，怎么辦呢？逃避不是辦法，應針對性提出問題，然后研究問題，人們從蝙蝠的飛行中受到了啟發，最后解決問題.

學生閱讀“聲吶的工作原理”.投影出示聲吶探測海底深度、魚群位置的圖片，學生討論：如果要測量海洋的深度或魚群的深度，應該知道哪個物理量？又需要測量哪個物理量呢？學生在討論之后回答并找一位同學上黑板板書.

師：把聲吶安裝在輪船上，可以探測海底的深度、魚群的位置，夜晚可以探測前方冰山的距離.能否把聲吶系統安裝在別的地方呢？

學生充分討論，生：倒車雷達和超聲波導盲儀

投影出示圖片并介紹“倒車雷達”、“超聲波導盲儀”，并提出能不能安裝在飛機上？

學生充分討論，教師指出：在“聲的利用”過程中能否悟出一種發明創造的方法呢？學生再討論.

（4）次聲波傳遞信息的實例分析：

投影出示大象圖片，師生分析得出：大象直接利用次聲波交流傳遞信息.endprint

接著播放一段“印尼海嘯”的視頻，強調其災難性，然后文字介紹水母耳風暴儀.

師：從蝙蝠到聲吶，從水母到水母耳風暴儀，大家有沒有什么發現呢？

生討論：都是模仿動物.

師：人類從蝙蝠、水母等動物獲得靈感，通過模仿生物而制造出了對人類有用的科學設備，這門學問叫做仿生學，希望同學們也能做生活的有心人，為人類社會的進步作出自己的貢獻.

活動二、聲與能量的探究

師：在生活中我們可能有這樣的經歷，走在河邊或湖邊，把一塊石頭扔進去，會聽到“咚”的一聲.

（1）投影出示：把一塊石頭扔進水里，可以看到向四周散去，水面上的樹葉也隨之起伏，這說明石頭的通過水波傳給了樹葉.說明水波能夠傳遞.

生討論之后回答上面填空.

（2）視頻感知：播放電視節目“最強大腦”中“獅吼功震破玻璃杯”的視頻.

師：這個表演者能夠用聲音將玻璃杯震破說明了什么問題？

生討論后回答：聲音響度大，具有能量.

（3）實驗探究：去掉飲料瓶的瓶底，在開口處蒙上橡皮膜并扎緊，封口的一端正對著火焰敲擊橡皮膜，觀察火焰的情況.

教師先介紹做法，提出只要做生活的有心人，身邊的物品都可以成為我們的實驗器材.然后讓學生實驗，并寫下實驗現象、分析結論.

（4）聲波傳遞能量實例分析：

A超聲波傳遞能量實例分析：

播放一段“聲與能量”的微課視頻，在播放視頻時適當暫停介紹.

師：能否將清洗機中的眼鏡換成其他物品呢？

生討論后回答：水果、衣服、碗.

投影出示上述物體的圖片，師：剛才同學的回答很正確，將眼鏡換成瓜果、衣服、碗，就成了超聲波瓜果清洗機、超聲波洗衣機、超聲波洗碗機，同學們能否從這個利用過程中悟出另一種發明創新的方法呢？生討論.

師（笑）：大家再想一下，能否用超聲波洗人呢？

生（疑惑）并異口同聲：不能.

師頓了頓（笑）：我看可以，有的地方就洗人呢！

生（驚訝），投影出示超聲波牙刷，教師介紹；再投影介紹超聲波碎石，教師簡單講解.

B次聲波傳遞信息實例分析：

學生閱讀投影上的一則“次聲波殺人”的舊聞.

師：次聲波能夠殺人，說明次聲波具有能量，科學家們利用次聲波具有能量制造出了次聲波武器.

投影出示2張次聲波武器的圖片，師：次聲波殺人無形，如果大家以后有機會保家衛國，在使用武器時，要慎重，事關生命啊！

（四）課堂反饋：

投影出示4道練習題.

（1）前三題采取“擊鼓傳花”的方式確定回答者，要求讀題、說答案、講述出簡單的解題思路.

（2）第4題學生練習，一位同學上黑板演排.教師進行部分面批，先批閱的同學承擔本組其他同學的批閱任務.

（五）新課小結：

從兩個方面進行，邊投影邊詢問邊講解.

（1）知識小結：教師對“表格中不同類別的分類”進行說明.

（2）方法小結：從三個方面進行，

①科學的分類方法

師：只有按信息和能量進行分類才能更接近事物發展的本質.

②科學的創造方法

投影出示新物品演繹的過程、教師本人一篇關于科技創新的文章.

師：這是一個創新的時代，并不是要大家現在就發明創造什么，但希望大家要有這方面的意識，做生活的有心人.

③科學的對待問題方法

師：在學習和生活當中，我們會遇到很多問題，這時不能選擇逃避，要有正確的對待問題的態度和方法.

（六）布置作業：

讓學生觀看兩個超鏈接：一個是上課教師發表的一篇關于聲音利用的文章，另一個視頻為央視“我愛發明”中一個關于聲音利用的發明.

2《聲的利用》課堂賞析

21創造性地“活”用教材

這節課應該是“用教材教”的一個范例.

課堂開始，從課本進入讓學生自主閱讀，展示時讓學生找出課本中“聲的利用”的實例，到結尾又回歸課本上的“動手動腦學物理”，合作探究階段也始終穿插著課本素材.

教學素材還來自學生的生活：海獅表演、聽診器診病、小石塊扔進水中等等現象都是學生日常見到的生活現象.物理知識來源于人類的生活，課本是學習的教材，學生的生活實際更是最重要的教材，沒有將自身生活融入到學習之中的學習是沒有任何意義的.

教學素材還包括教師：教師的生活體驗和經驗遠高于學生，教學本來就是一種傳承，把教師的個人經驗和體驗傳授給學生.在教學中兩次出現上課者發表在報刊上“聲的利用”的科普文，讓學生“親其師、信其道”.

教學素材還有網絡：點擊鏈接打開網頁讓學生閱讀一則鳳凰網上最新新聞和網絡上的次聲波的舊聞等.

教學素材還取自于電視節目：“最強大腦”中表演者聲音震破玻璃杯，讓學生感知聲音的能量，作業也要求學生觀看“我愛發明”的電視節目.

22恰當地“活”用信息技術

“一師一優課”的目的是打造信息技術應用于課堂的經典范例，以便資源共享.任何先進的教學設備中都包含著物理學進步的成果，這也是一個詮釋“物理學有用”的最好時機.

聲的范圍比較廣泛，包括人能夠正常聽見的聲音，也包括無法直接感知的超聲波、次聲波，對于不能直接感知的超聲波、次聲波，則通過“微課視頻”讓學生感知.

其他運用的還有投影，本節課的投影雖不精美但簡潔明了；在交互式電子白板讓學生寫字、劃線、作圖等；通過網絡即時打開網頁鏈接，觀看最新的“聲的利用”的新聞；電視節目的播放等，有效地顯示學習內容和調動學生學習情緒，激發著學生的學習興趣.endprint

23盡力地讓學生在嘴“活”、手“活”、腦“活”的學習中綻放生命的“活”力

傳統的物理（包括所有的理科）課堂，教師一味地強調學生做題，認為只有通過做題才能提高考試分數.筆者一向認為：如果一切教學活動都圍繞分數和考試進行，這樣的教育有什么意義呢？“活物理教學”主張在課堂要想方設法讓學習的人活起來.

首先要讓學生的嘴巴“活”起來，要讓學生敢動嘴說話，逐步培養學生會說話，最后培養學生能說話.讓學生在“說中學”.在課堂上，從“溫故知新”開始，在每一個教學環節，都有同桌、前后同學之間的小討論；也有全班同學參與大討論；有小組的小展示；有班級的大展示；有個人的小質疑；有個人的小答辯；學生上臺閱讀；等等.

物理是一門以“觀察和實驗”為基礎的科學，課本中有一個“揚聲器發聲讓火焰搖動”的演示實驗，用來說明“聲音傳遞能量”，在課堂上將其改進為“學生實驗”：去掉飲料瓶的瓶底，在開口處蒙上橡皮膜并扎緊，封口的一端正對著火焰敲擊橡皮膜，觀察火焰的情況，學生動手實驗的效果也不錯；對于“聲音傳遞信息”課本上沒有實驗，筆者是這樣設計的：讓學生閉上眼睛，教師在教室內進行一系列活動，讓學生僅憑聽覺感知教師在教室內活動，讓學生親身體驗聲音傳遞信息.

本次課還設計兩個游戲環節，在一頭（自主學習展示時）一尾（課堂反饋練習時）通過“擊鼓傳花”的方式確定展示的同學，“擊鼓傳花”本身就是聲音傳遞信息的利用，一方面可以通過游戲活躍課堂的氣氛；另一方面，因為擊鼓傳花的方式確定的發言同學并不能夠固定，每個同學都可能成為發言者，從而讓每個學生都能夠集中精力學習和思考.

同時也設計有學生上臺動手畫線、板書展示，讓學生動筆演算、學生批改等環節，在課堂上讓學生的手“活”起來，身動起來，讓學生敢動手、能動手，最后達到會動手的地步，讓學生在“做中學”.

多元智能理論告訴我們，除了非正常的人，任何一個人在智能運作都不是孤立的，智能是以組合方式運作的，在解決問題時，都會綜合起來運用.本節課通過學生顯性的“動嘴”、“動手”，這些課堂上顯性的活動都要接受大家的評判，必然會讓學生“三思而后說”、“三思而后行”，從而促使學生“動腦”，讓學生在“思中學”，通過外在的表現激發內心的實質，把學生培養成思維活躍、理性而順暢的人.

24實行了以“創新”為主題的“真科學”教育

傳統的物理課堂立足已有科學知識體系的傳承，教師講授學生接受，然后學生利用知識解題，反復訓練，考試得高分.

在筆者看來，科學素養的教育既要傳承，更要創新.沒有創新，人類就沒有進步，而學校教育既有可能為創新提供發展的契機，成為其發展的動力，也有可能阻礙甚至扼殺創新意識的形成和創新能力的發展.2016年9月發布的“中國學生發展核心素養”提出了六大素養，其中之一就是“實踐創新”素養，要求培養學生具有改進和創新勞動方式的意識，具有工程意識，能將創意和方案轉化為有形物品或對已有物品進行改進與優化等.

本節課最大的亮點在于將科學創新的思想和方法不間斷地傳遞給學生，在教學中三番五次涉及到發明創造的思想和方法.

第一次是在介紹超聲波傳遞信息時，由聲吶系統應用于輪船，讓學生想一想，能否將聲吶系統放入其他的地方應用？學生通過閱讀教材和討論得出可以應用于“汽車”制成“倒車雷達”、應用于“盲人”制成“超聲波導盲儀”.教師提出能否應用于飛機，學生討論得出結論.

第二次是在介紹水母耳風暴儀時，聯想到前面的由蝙蝠得到聲吶系統，讓學生了解模仿動物（生物）制造對人類有用的新產品.

第三次是在介紹“超聲波傳遞能量”清洗物體時，由清洗眼鏡開始，讓學生思考能否將其他物品放入清洗機中，學生閱讀、交流、討論之后得出可以放水果、衣服、飯碗等制成水果清洗機、超聲波洗衣機、超聲波洗碗機等，讓學生感受另一種不同的發明創造方法.

第四次是在課堂小結環節，總結出三種不同的科技創新和發明的方法，并提出希望同學們要有發明創造的意識.

第五次是在布置作業當中，由“動手動腦學物理”第3題引入，由教師拋磚引玉介紹“我愛發明”中一則聲音的利用發明，又一次提及科技創新.

這些創新素材來源于教材，教師處理時又遠高于教材，將貌似很神秘的科技創新和發明變得不再高深，讓學生感覺科技創新和發明創造觸手可及，將科學創新的思想和方法春風化雨一般地根植于學生心中，可以說課堂的立意由此而高遠，筆者認為只有這樣的物理教學才是“真”的科學教育.

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部義務教育物理課程標準（2011版）[M]北京：北京師范大學出版社，2012（01）

[2]蘇明義新版課程標準解析與教學指導—初中物理[M]北京：北京師范大學出版社，2012.

[3]吳志宏多元智能：理論、方法與實踐[M] 上海：上海教育出版社，2003.

[4]《義務教育教科書·物理·八年級上冊》[M]北京：人民教育出版社出版，2012.

[5]任學寶核心素養培育要落實到學科教學的四個層次[J]人民教育，2017（03-04），55-59.

[6]文久江論活學活用物理知識的路徑探析[J]新課程研究，2016（05），96-98.endprint