5E教學法在彝族地區中學“聲現象”教學中的應用*

謝夢逸

(云南師范大學物理與電子信息學院 云南 昆明 650500)

矣昕寶

(西雙版納職業技術學院 云南 西雙版納 666100)

中國是一個少數民族眾多的國家，少數民族呈現大雜居小聚居的分布情況，每個民族都有各自的傳統文化.在這些傳統文化的背景下，產生了形形色色的民族樂器、民族兒童玩具、少數民族自制家具等獨具特色的民族生活用品.然而很多少數民族自治區域的鄉村中學條件艱苦，學生能接觸到的教學資源有限且滯后，使這些區域的物理教師教學充滿了挑戰.如何結合少數民族自治區域學生的認知特點，開發和利用日常生活中隨處可見的物理教學資源，并在課堂中引入“以學生為中心、以經驗為中心”的教學模式成為物理教師著重關心的問題.西方國家近幾年提出的“5E教學模式”,為少數民族地區的教師提供了借鑒和參考，為邊遠貧困地區學生的學習提供了新的教學方式.5E教學法是美國加州大學物理學教授R.Karplus在皮亞杰研究成果的基礎上提出的“三段式學習環”，美國生物科學專家把R.Karplus所提出的“三段式學習環”進行了詳細劃分，前后共劃分為5個階段:引入(Engagement)、探究(Explore)、解釋(Explain)、拓展(Elaborate)、評價(Evaluate)，故稱為5E學習環或5E教學模式[1].在這種全新的教學模式中，更加強調學生的主體地位，教師通過學習情境的創設，把情境化的社會生活與學生的學習緊密聯系起來，從而提高學生的學習興趣[2].

在彝族自治區域，教師可以通過學生經常能夠接觸到少數民族自制玩具、民族樂器、競技用品等所涉及的知識點作為引入，來提高學生對教學課堂的興趣.在新課教授的環節組織學生進行合作探究，培養學生溝通交流、協作學習的能力.在合作探究的基礎上，教師引導學生對他們日常接觸的工具的原理用自己的語言進行解釋.最后，教師再對學生合作探究，以及口頭表述的結果給予正確的評價.真正做到把課堂還給學生，引導學生進行有趣且有效的學習.

1 5E教學法應用在“聲音產生”的教學過程

在彝族自治地區，三弦、葫蘆笙、皮鼓等少數民族樂器被廣泛運用于節日活動、舉辦宴會等場合，這些樂器是彝族學生，尤其是來自鄉村中學的學生都很熟悉的幾種民族樂器.“聲現象”是義務教育階段物理學習的重要知識，利用三弦等樂器的發聲原理進行聲音的產生這一重要知識點的講解，既可以提高學生的學習興趣，又可以把物理融于生活.本文基于5E教學法的教學模式，以聲音的產生這一知識點為例，結合彝族自治區域學生的特點進行新的教學模式的探討.

1.1 “七月火把節”引入聲音的產生

在課前，教師通過播放一段自己錄制的在彝族“火把節”夜晚眾人圍在一起，用圖1中的民族樂器伴奏，跳“三跺腳”舞蹈的節目，視頻最終聚焦在三弦樂器之上.教師通過提出問題：在最后老師聚焦的琴弦的地方，同學們觀察到了什么現象？三弦樂器的美妙之聲是如何產的？從而引出聲音的產生這一知識點.

圖1 民族樂器三弦

5E教學法的依據：“引入”環節意味著學生應該在知識產生的真實情境中，通過與教師、同伴的互動，學習建構新知.在這一環節中教師需要通過創設情境，設計一些引入活動來吸引學生的注意力.這些引入活動中有一部分與當代普遍認可的新經驗一致，也有些不一致的[1].在新課引入階段采用學生日常生活中經常能夠見到的民族樂器的使用來引入新課，能夠使學生充分感受到物理源自于生活，也更能激發學生的好奇心和求知欲.教師創設實際生活中的教學情境，來吸引學生的注意，帶著對于樂器的好奇心積極主動參與到課堂學習中來.在學習聲音的產生之前，學生普遍錯誤地認為只要有物體動起來，就能夠產生聲音.學生所觀察到的現象與他們腦海中的原有認知發生沖突，從另一個角度激起學生的的學習欲望[2].

1.2 探究三弦 葫蘆笙 皮鼓等樂器的發聲原理

進行實驗探究時先將學生兩人為一組，分成4組進行探究活動，每一組分發不同的實驗器材，通過實驗探究，帶領學生分析解釋不同的民族樂器、生活中的常見物體等是否具有相同的發聲原理.教師為學生提供實驗探究的教具：三弦樂器、葫蘆笙、皮鼓、橡皮筋、輕繩、羽毛、碎紙片等.

第一組學生活動：組織學生甲和乙，甲同學彈奏三弦樂器，乙同學觀察三弦樂器發聲時琴弦中的振動情況(如圖2)，再用手指按住琴弦，觀察發聲是否停止？

圖2 三弦樂器振動示意圖

第二組學生活動：組織學生丙和丁用輕繩的一頭拴牢羽毛，另一頭拴在葫蘆笙樂器(如圖3)的腰上，丙同學吹響葫蘆笙[3]，丁同學觀察羽毛的“舞動”現象.

圖3 葫蘆笙

第三組學生活動：組織學生戊和己對皮鼓(如圖4)進行探究，將提前準備的碎紙屑放在皮鼓上，用錘輕輕打擊皮鼓[4]，觀察碎紙屑的振動情況，再用手觸碰鼓面，使振動停止，觀察皮鼓是否仍在發聲.

圖4 皮鼓樂器

第四組學生活動：組織庚和辛兩位學生對生活中常見的物體進行發聲原理的探究，學生庚稍用力拉住橡皮筋的兩端，辛同學撥動橡皮筋，并觀察橡皮筋發出聲音時的振動情況，再用手觸碰橡皮筋使之停止，觀察橡皮筋停止振動時聲音還是否存在.

5E教學法的依據：在“引入”階段，教師利用民族樂器的演奏視頻，以及樂器在視頻中的表現與學生最初的認知沖突激發出學生的學習興趣，將在“探究”這一環節中得到解決.“探究”是整個教學模式的中心環節，獲取知識、 掌握技能和技巧都是在這個過程中完成的[1].教師設計多組實驗，組織學生合作探究，分組對多種民族樂器進行探究，再設計一個生活中隨處可見的物體進行探究，以證明知識點的普適性.分組探究，能夠增強學生動手能力與合作探究能力.

1.3 解釋聲音的產生過程

表征能力是一個術語，是Kozma和Russell用來描述一組技能和實踐，這些技能和實踐使個人能夠使用不同的表征來思考、交流、解釋、支持、解決問題或對現象進行預測[5].通過上述對幾組實驗的分組探究，讓學生動手操作不同的民族樂器，用生活中的常見物體進行實驗，在物體發出聲音的同時觀察物體的振動情況，學生能夠用自己的語言總結出物體的振動與聲音的產生之間的因果關系:聲音是由物體振動產生的.從多個物體的不同表征度進行分析和解釋這種物理現象.出聲思維就是要讓學生將其思維過程充分展示出來，借助于語言向教師或同學吐露其內隱的思維過程[6].

1.4 關于聲音傳播的拓展性實驗探究

在前面的課堂教學中，組織學生進行的關于彝族樂器發聲時的振動現象全是固體發聲原理的探究活動，這些物體在發聲時的現象比較容易觀察，即使不容易直接看到，也可以利用羽毛、碎紙屑等輕小物體加以輔助觀測.但是，我們周圍的物質世界不僅僅只有固體的存在，學生就會比較好奇是否氣體、液體所發出的聲音也是因為振動產生的呢？它們是如何振動的對于初步接觸物理的初中生來說，很難理解和想象，就需要在教師帶領下進行拓展性探究，例如“風聲鶴唳”“流水潺潺”等成語中的物體所產生的聲音，聲源物體的振動是如何產生的，學生會感到很好奇，在拓展環節，教師可以組織學生進行以下活動.

第一組學生活動(探究“風聲鶴唳”的聲源振動現象)：風是由于空氣的流動所造成的，在生活中學生既容易接觸到，又容易被聽到的風聲是由風扇所吹出的風.對于教學條件相對落后的少數民族地區的學生來說，教室屋頂懸掛的“搖頭扇”就是很好的教學資源.教師組織學生打開“搖頭扇”風扇發出呼呼的風聲時，拿一張紙片靠近風扇.組織學生討論：在這個過程中觀察到了什么現象，為什么看到這樣的現象？經過學生的討論得出：可以清楚地看到與空氣接觸的紙片產生了很明顯的振動現象；得出結論：我們日常生活中聽到的風聲是由空氣振動產生的.

第二組學生活動(探究“流水潺潺”的聲源振動現象)：組織學生往水盆里現注入半盆水，在水里面放入些許碎紙片，等待水面平靜(紙片靜止)之后，再往里面繼續倒水，引導學生一邊倒水一邊注意聽聲音，同時觀察水里紙片的運動情況.提出問題組織學生討論：實驗過程中觀察到了什么現象？產生這種現象的原因是什么？學生經過討論之后得出觀察到的現象是：聽到潺潺的流水聲的同時觀察到水里原本靜止的碎紙屑開始運動起來；得出的結論是：液體發出的聲音也是由于液體的振動產生的.

5E教學法的依據：拓展性實驗無論在初中物理課程,還是在高中物理課程的教學中都具有很重要的作用，這樣的教學方式，實現了實驗教學目的拓展，實驗課程從封閉性的、驗證性的實驗向開放性的、探究性的實驗課程轉變[7].教師組織學生進行拓展性實驗，可以加深學生對聲音的產生的理解，并且能夠對生活中形形色色的物體所發出的聲音的原因進行解釋.此外，還能提高學生對實驗現象的分析總結能力與交流協作能力.

1.5 貫穿于整堂課的評價

評價環節，在整個課堂教學中，占據了非常重要的地位，它在前面的“引入”“探究”“解釋”“拓展”中都扮演了非常重要的角色.在整個課堂教學的過程中，教師多次組織學生對實驗過程中觀察到的現象和得出的實驗結論進行討論，以及用自己的語言去解釋生活中的物理現象，教師要及時對學生的討論結果給予公正客觀的評價.5E教學法中倡導的評價，不僅僅是最終的對或錯的終結性評價，而是貫穿于各個環節中的形成性評價，通過教師給出的客觀評價，學生能夠認識到自己的不足之處，在學習的過程中得到進步和成長.

2 討論

本文以聲音的產生這一知識點為例，探討了5E教學法的教學理論如何在少數民族自治區域的物理教學課堂中開展和應用.以最貼近少數民族學生生活的民族樂器作為少數民族獨有的教學資源，讓學

生親身感受到物理源于生活并解決生活問題的學科魅力.同時，能夠為偏遠的邊疆少數民族地區的物理教學資源的開發和利用提供參考價值.在教學過程中，參考了5E教學法的教學設計理念和教學依據，教師創設學生能夠接觸到的真實生活情境，并以學生認知中的沖突作為新課的引入，這種新的教學模式，既可以提高學生的學習興趣，又可以通過認知沖突激發學生的求知欲[8].通過組織學生進行實驗探究，提高學生的動手能力與團隊協作能力，打破了傳統的“填鴨式教學”，讓新課程標準倡導的科學素養在實際教學中得以實現.5E教學法中的“解釋”“拓展”階段，能夠使學生親自動手探究自己所感興趣的知識，并能夠用自己的語言總結出觀察到的實驗現象和得到的實驗結論，把教學目標以一種可操作的方式表現出來.在整個教學過程中，對學生的學習結果進行及時有效的反饋，在每個環節中都穿插著正式客觀的評價，及時地讓學生知道學習過程中的錯誤和不足，鼓勵學生尋找正確的學習和科學探究途徑.

根據少數民族學生的生活特點，對生活中隨處可見的民族樂器、民族兒童玩具、少數民族自制家具等物品的利用，為教學條件相對落后的邊疆少數民族地區物理教學資源的開發和利用提供了新的參考.結合5E教學法的教學理念進行多過程的教學設計，綜合培養學生的團結協作能力和動手操作能力，發展學生的科學素養，為相對落后的彝族自治區域的中學物理教學提供了新的方法和途徑.