音樂科學
——玩出音樂的科學味道

■家庭實驗室全國學校聯盟 陳 耀

楔子

音樂科學，是我們家庭實驗室項目中非常重要的一個課程群，指的是利用音樂素材，引導學生進行科學的項目化學習和家庭實驗。

音樂科學的學術基礎是陽明心學所提倡的格物致知等理念。學生們只有明白學習內容的前因后果，明白背后的基本邏輯，才能更好地學習。在音樂素養培養方面，談起格物致知，一定少不了科學教育的助推。

在音樂教育方面，器樂是被資本綁架的一個門類。近幾年，青少年學器樂成了一種風尚，要是不掌握一種以上的樂器，家長們總覺得掉隊了，這種焦慮感由少數家庭最終傳遞到整個社會。但是我們看看有多少學樂器的孩子是真正發自內心喜愛音樂的？之所以提出這個問題，是因為經?？吹街車芏喔改副浦⒆訌椾撉倬毿√崆俚鹊葮菲?，而鬧得家庭雞飛狗跳的。據我觀察，很多不喜歡音樂的孩子，本來是可以去喜歡音樂的，只是引導方法不恰當。

用科學的方式去研究音樂，是一種非常好的方法。

在家庭實驗室的項目學習中，涉及音樂的探索內容是很多的，這些素材取材方便，適合小朋友們作研究。比如用幾個玻璃啤酒瓶裝不同量的水，經過敲擊出來美妙的音樂；用多根橡皮筋架起來，利用控制松緊，可以彈出好聽的音樂。

孩子的音樂素養和科學素養，在這些項目研究中得到融會貫通。音樂的基礎是聲音，聲音是很重要的一個科學研究領域，同時聲音本身也是一種物質，所以說科學為音樂素養的發展提供了物質上的基礎。

No.1音樂科學——為音樂而癡迷

以上觀點，是我作為一名熱愛音樂的科學老師親身經歷的感悟。作為一名科學老師，我對音樂是懷有深深的敬意的。小時候，我生活在農村，當時鄉村學校的音樂課，讓我無聊得只想逃課。我對音樂的興趣，是在農田里做農活時培養的。那個時候拖著瘦弱的身體跟著父母干農活時，為了給我們打氣，父親經常會吹起悠揚的口哨，歌曲的旋律會回蕩在鄉野之間，特別美好。慢慢地，我開始模仿，我自己也學會了吹口哨?？谏谑且婚T技術活兒，需要氣流的快慢，和嘴唇的松緊密切配合著，這里面也有很多科學道理，我到初中的物理課上，突然頓悟過來，原來不知不覺間已經學了那么多科學知識。后來師范里發生的一件事情，讓我終身迷戀上了交響音樂。

師范二年級的時候，學校要招收管樂團成員。我第一個就沖過去報名了，我想憑我的熱愛，應該會被錄取的。面試的時候，報名了小號和長號，老師讓我用酒精擦拭了號嘴，然后試音。沒想到，沒吹出聲音來！我落選了，理由是我的嘴型太大了，無法吹管樂，我覺得這是強盜邏輯。

此后，每當清晨聽到管樂團的訓練聲音，我就從寢室跑到樓下，去看他們訓練。終于有一天，樂隊的老師被我感動了，從倉庫里拿出一把破爛的中音長號，告訴我伸縮管放水鈕脫落了，需要貼上膠帶，因為伸縮管在吹奏過程中水蒸汽遇冷會變成水珠，所以只能撕開膠帶紙將管子里的水排出來，排好水，結束，再將膠帶貼回去，堵住管子，才能正常發音。這個現象其實就是水的三態變化。由此可見科學真的是無孔不入。而且長號也是聲音科學中最形象的演示實驗器材——長號又稱拉管，它通過滑管來改變號身的長度和基音的音高，管子越長聲音越低，管子越短聲音越高。今天的小孩，要是不懂音高變化，去吹幾下長號，就馬上能明白。

當年，因為來之不易的機會，我比樂團里任何人都要努力，因為擔心嘴型太大，害怕突然有一天老師說你不用來了。就這樣一直到師范畢業，老師也沒有趕我走，而且我還成了樂團的主力隊員。所以，嘴型太大，就不能吹管樂的理論，是個悖論。因為，我偷偷練習小號，小號演奏得也不差。

后來，我在鄉村學校工作的10年，我把學校廣播室蒙著厚厚灰塵的樂器擦洗干凈了，帶孩子們探究這些樂器是如何發聲的，每天第一個到學校帶領鄉村的孩子們吹小軍號，這支鄉村軍樂隊，經過不懈努力，還配上了長號、低音號等。我能感受到，音樂給了所有孩子一種簡單的快樂，我們的訓練首先是讓他們觀察樂器的發聲原理，其次才是吹奏樂曲。

10年后，到了城市里的學校，突然發現，音樂教育有點變味了。很多學樂器的孩子，基本上是為了考級啥的才去學習的。因為自己喜歡，而主動去學習的孩子實在少見。

No.2家庭實驗室中的音樂

盡管不再接觸管樂團的訓練，但是我們的家庭實驗室項目研究中，樂器經常會成為科學學習的材料。在我們溫州當地有一種曲藝藝術，叫做溫州鼓詞，演員彈奏著弦琴，配合溫州方言的唱腔，進行表演。老一代人特別喜歡這種表演藝術，但是小孩子對這種藝術是很排斥的。為了能夠讓他們也喜歡傳統藝術，我們團隊設計了這個“溫州鼓詞”家庭實驗引導課程。采用3人一組的項目小組，讓他們設計制作溫州鼓詞琴，這種琴弦是用牛筋做的，現在很難買到這種材料了，就用古箏的弦來代替。小朋友們用釘子把木板做成簡單的架子，再把琴弦固定在上面，琴弦底下放上滑塊進行調音。調音的技術難度真是很大，需要經過無數次艱苦的嘗試才能完成。整個項目周期需要3個月時間，這個過程中，原先不喜歡音樂的一些男生，都迷戀上了演奏弦琴。

因為這種大項目研究很消耗時間，對于普及音樂科學不利，后來，我們就設計了一系列的比較容易的項目研究，基本上在數小時之內就能完成的項目研究活動。最典型的案例，應該是留聲機的秘密。小朋友們拿著一張張黑膠唱片，非常好奇，這些東西市面上很少看到了。一排留聲機放在桌子上，他們將不同的黑膠唱片放在留聲機上，唱針接觸黑膠片的瞬間，美妙的音樂就傳出來了，而且不同的檔位，轉動的速度是不一樣的，轉得越快聲音越高，轉得越慢聲音就越低沉，這又是一個很有意思的現象，這就直接指向“振動越快聲音越高，振動越慢聲音越低”的科學原理。再后面還要用A3紙做一個大喇叭，喇叭尾部貼上一根大頭針，輕輕放在黑膠上，聲音就能通過大頭針還原出來，并從紙喇叭中傳出聲音來，數個小時的時間，一轉眼就過去了。

“雙減”政策，應該是期待孩子們出現這樣的一種精神狀態的，孩子們不再是因為壓力而去學習，而是為了興趣去探究。興趣的加持下，學習不再是負擔和沉重的壓力，開心的愉悅的狀態下，再多的學習任務都是快樂的。

No.3音樂科學課——向人類文明致敬

家庭實驗室學習任務，是基于家庭和校外的研究，相當于是“精神大餐”，基本上一個學期能夠有幾次這樣的項目研究任務就足夠了，一方面操作難度還是比較大的，需要充分進行準備，另外一方面，也不能讓孩子們任務太多，而失去新鮮感。

因此，需要有“精神大餐”，我們也需要“家常菜”，所以在音樂科學的課程體系中，我們還有一類40分鐘就能完成的課型，就是——普通音樂科學課。在四年級的一個案例中，我們根據國家課程——《科學》“耳朵構造”的內容，設計了“貝多芬與命運”等課程。貝多芬早年是用耳朵聽聲音的，晚年是用牙齒聽聲音。他用特殊的拐杖一端抵住鋼琴發音的地方，另一端則用牙齒咬住，這么一來他就能聽到鋼琴的聲音，這種傳導方式叫做骨傳導。他的《命運交響曲》，據說就是利用骨傳導聽到聲音的。

可是如何讓孩子們能夠感受到骨傳導呢？

我們給孩子們演示了一款骨傳導耳機，這種耳機目前普及率不是很高，通過與普通耳機的結構對比，孩子們很好奇怎么會有這么好玩的耳機。用現代科技，演示了骨傳導的基本原理之后，我們沒有直接揭示原理，而是給大家分發了竹質的水果叉，讓他們將皮筋掛在叉子上，叉子用牙齒輕輕咬著，撥動皮筋聽聽聲音的變化，隨著皮筋松緊程度的變化，牙齒上居然傳來了美妙的聲音，他們驚叫說：這聲音絕對不是通過骨膜傳導的！如何驗證這聲音就是從骨頭上傳遞的呢？這節課上就讓他們去探究這個問題，最后當《命運交響曲》響起的時候，開始講述貝多芬創作“命運”的故事，那一刻，我相信每個人都似乎穿越到了貝多芬的面前，傾聽著他對命運的表達……

關于這樣的常規音樂科學課，我們還開發了很多很多。

音樂是人類精神的財富，希望人們多去推動音樂的傳播，但是不能讓音樂被名利場所綁架，而失去音樂本來的樣子。