樂音與物理學(xué)教學(xué)探究

馮偉

摘 要：文章探討了課程中“科學(xué)內(nèi)容”第2個主題“運動和相互作用”中的一個二級主題。標準要求：1.通過實驗，認識聲的產(chǎn)生和傳播條件;2.了解樂音的特征，了解現(xiàn)代技術(shù)中聲學(xué)知識的一些應(yīng)用，知道噪聲的危害和控制的方法。研究安排了三個探究活動：音調(diào)的高低、探究材料的降噪能力、探究聲的反射，讓學(xué)生經(jīng)歷多個物理探究的過程。同時通過多個小實驗，引導(dǎo)學(xué)生觀察不同的聲現(xiàn)象，從而了解并掌握有關(guān)聲學(xué)知識。

關(guān)鍵詞：樂音;聲;物理探究

基金項目：本文系河北省教育科學(xué)研究“十三五”規(guī)劃立項課題“基于學(xué)生創(chuàng)新思維培養(yǎng)的物理課堂教學(xué)研究”（課題編號：1804141）階段性成果。

教科書“物理在線”欄目中的“動物與聲音”“曾侯乙編鐘”和“古代建筑中的聲現(xiàn)象”拓寬了學(xué)生的知識視野，有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。觀察現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)問題、激疑質(zhì)疑過程對學(xué)生思維培養(yǎng)有很好的鍛煉;實驗設(shè)計對于學(xué)生科學(xué)探究能力的提升有很大促進作用;通過噪聲及聲與現(xiàn)代科技的社會調(diào)查及材料整理，對學(xué)生樹立科學(xué)態(tài)度、承擔社會責(zé)任有很大幫助。教師要分析學(xué)生學(xué)情，整合不同版本教材的優(yōu)質(zhì)資源，依據(jù)布魯姆目標分類思想設(shè)置學(xué)習(xí)目標及學(xué)生活動，與音樂、語文等密切結(jié)合，延伸跨學(xué)科的內(nèi)容。

一、學(xué)習(xí)目標與重點研究的探究

重點：理解聲音的產(chǎn)生及傳播的條件;觀察與設(shè)計實驗，總結(jié)音調(diào)與響度與什么因素有關(guān)，有怎樣的關(guān)系;列舉控制噪聲的三個環(huán)節(jié)，調(diào)查生活環(huán)境的噪聲來源;列舉超聲的應(yīng)用。難點：“真空鈴”實驗和聲波概念;音色;共鳴（介紹單元整體教學(xué)實施的思路，包括課時安排、教與學(xué)活動規(guī)劃，以結(jié)構(gòu)圖等形式整體呈現(xiàn)單元內(nèi)的課時安排及課時之間的關(guān)聯(lián)）。第一課時：認識聲現(xiàn)象，聲音是如何產(chǎn)生的， 聲音是如何傳播的，聲的傳播有多快，人如何發(fā)出和聽到聲音等。第二課時：用樂音的三個特征實驗探究音調(diào)的高低，實驗探究響度的大小，了解憑什么來區(qū)分不同樂器。第三課時：噪聲及來源、大小及其危害以及如何控制噪聲。第四課時：聲與現(xiàn)代科技，包括聲的反射、聲的共鳴現(xiàn)象、超聲與次聲、聲識別技術(shù)。

二、教學(xué)內(nèi)容分析

（一）學(xué)習(xí)目標確定

1.通過觀察、實驗，總結(jié)音調(diào)與響度的相關(guān)因素;

2.通過經(jīng)歷實驗設(shè)計，理解實驗探究的過程;

3.與生活相聯(lián)系，舉例說明音色的決定因素;

4.設(shè)計實驗，探究弦樂器的音調(diào)調(diào)節(jié)方法。

（二）學(xué)習(xí)的重點難點

重點：讓學(xué)生知道千差萬別的聲音是由聲音的三個基本特征不同造成的。

難點：區(qū)分音調(diào)和響度，理解音色的概念。

（三）學(xué)習(xí)評價設(shè)計

突出重點實驗、合作環(huán)節(jié)并進行翔實評價，自評與互評結(jié)合，課前出示評價標準也是在提醒學(xué)生重點環(huán)節(jié)的行動標準，課后小組內(nèi)評議，重點地方做標記。整個授課過程教師給予學(xué)生及時的有針對性的鼓勵，盡可能地關(guān)注不同層次的學(xué)生。課后有本節(jié)的小結(jié)。

三、特色學(xué)習(xí)資源分析、技術(shù)手段應(yīng)用說明

（一）特色學(xué)習(xí)資源范例分析

1.教師用木琴展示從1-7的音符發(fā)出的聲音，讓學(xué)生們感受聲音的高低，問：你知道音調(diào)與什么因素有關(guān)嗎？請你以小組為單位，就桌上提供的器材設(shè)計實驗，簡要書寫實驗過程。教師讓學(xué)生動手實驗，并觀察、感受過程。（6人一組，每組兩個鋼板尺、自制樂器、一把梳子、硬紙板、幾個橡皮筋）黑板上老師呈現(xiàn)鋼板尺實驗的記錄表格，將學(xué)生實驗結(jié)果記錄在表格中。

2.學(xué)生用5分鐘時間進行實驗設(shè)計，依據(jù)設(shè)計所用器材，組長自動分組安排實驗，記錄觀察結(jié)果，準備組間交流。學(xué)生們積極思考、專注實驗、用心感悟，積極爭取機會展示，為本組爭取榮譽。

明確實驗主題：探究鋼尺振動快慢與音調(diào)之間的關(guān)系;探究梳齒振動快慢與音調(diào)高低之間的關(guān)系;探究弦的振動快慢與音調(diào)高低的關(guān)系。

復(fù)習(xí)上節(jié)內(nèi)容：頻率的概念，由學(xué)生回答。

描述觀察的現(xiàn)象。

3.用控制變量方法總結(jié)結(jié)論。

評估實驗：學(xué)生明確實驗方法為控制變量;該設(shè)計用不同長度進行實驗;不同長度之間要有明顯差距以便分辨聲音高低;改用不同實驗設(shè)計，進行多次實驗。

探討：先傾聽逐漸升高的音調(diào)或逐漸降低的音調(diào)，以備實驗時有明確感受;所提供器材來自身邊及生活，使學(xué)生體會物理從生活中來;觀看用蔬菜樂器進行樂隊演奏的視頻，增加學(xué)習(xí)興趣，引發(fā)自己制作的好奇心與欲望;提前布置學(xué)生利用身邊物品制作小樂器，課上帶來展示，可以用在實驗設(shè)計中。學(xué)生剛接觸物理不久，對于物理實驗比較陌生，教師要給學(xué)生創(chuàng)造更多實驗設(shè)計及動手實驗的機會，引導(dǎo)其對科學(xué)探究的思考以及對實驗過程的嚴謹追求，為深度學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。評估實驗是科學(xué)探究的難點，也是鍛煉學(xué)生批判思維的重要環(huán)節(jié)，教師要指導(dǎo)學(xué)生專注觀察、用心思考、清晰分析。小組合作過程能促使學(xué)生交流生慧，提升團隊意識及榮譽感。

（二）特色學(xué)習(xí)資源分析、技術(shù)手段應(yīng)用說明

用視頻播放感興趣的自制樂器（蔬菜樂器、鍋碗瓢盆等），展現(xiàn)聲音的魅力、創(chuàng)造的美;展示手機示波器的使用方法，用實物投影清晰顯示頻率與振幅，突破難點;手機上下載的各種樂器軟件能使很少動樂器的同學(xué)也能感受樂器的魅力;用手機微信再現(xiàn)學(xué)生實驗過程;實驗由學(xué)生設(shè)計并將結(jié)果填寫在表格中，嚴謹科學(xué)地進行實驗，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度;用表格呈現(xiàn)板書內(nèi)容，一目了然且對比明確。

四、教學(xué)反思與改進

（一）突出學(xué)生參與體驗。通過視頻播放，帶給學(xué)生聽覺與視覺盛宴，激發(fā)其想象力、創(chuàng)造力;讓有音樂特長的學(xué)生進行演奏，讓大家感受高低音與強弱音，感受不同樂器的音色，調(diào)動學(xué)生參與意識;學(xué)生課上用提供的物品設(shè)計探究音調(diào)與什么因素有關(guān)實驗，觀察現(xiàn)象、總結(jié)規(guī)律。成果展示與總結(jié)是師生互動交流的良好平臺。

（二）突出問題引領(lǐng)思維。通過答疑解疑過程引導(dǎo)學(xué)生思維，注意層層推進，設(shè)置問題要具有思考性，融于情境中，引發(fā)學(xué)生探究意識，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)熱情和參與的積極性。

（三）本節(jié)課通過豐富感性認識、形成抽象概念、物理情景識別、深化概念理解、探究相關(guān)因素、應(yīng)用交流與想象、小結(jié)本節(jié)收獲等環(huán)節(jié)，采用實驗、觀察、比較、探究、討論、想象、練習(xí)、歸納等多種方法，積極創(chuàng)設(shè)引導(dǎo)學(xué)生主動活動的教學(xué)環(huán)境，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)創(chuàng)新思維，調(diào)動他們的學(xué)習(xí)興趣與求知欲，使每位學(xué)生都能感受學(xué)習(xí)的快樂，得到不同發(fā)展。

（四）本節(jié)課若是整合資源，可以進行如探究樂器發(fā)聲特征，準備自制樂器的音樂會，了解中國樂器文化等項目的布置，學(xué)生經(jīng)過提前設(shè)計、查閱資料、動手制作、分工合作等自學(xué)研究，將知識內(nèi)化為能力，學(xué)會資源整合、整理、歸類、提煉重點。教師還可以以自制樂器展示會的形式，讓學(xué)生們將自己設(shè)計與制作樂器的過程及樂器介紹書寫下來，與語文、數(shù)學(xué)、歷史、英語、地理、人文等相聯(lián)系，用跨學(xué)科課程形式探究，并鏈接音樂、美術(shù)等藝術(shù)形式，更好地落實核心素養(yǎng)、提升能力。

參考文獻

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