初中物理綜合實踐活動“求真”策略的實踐研究——例談“聲現象”綜合實踐活動

莊益君

（江陰初級中學，江蘇 無錫 214431）

1 引言

華東師大鐘啟泉教授指出：“真實性是核心素養的精髓”.陶行知先生說過：千教萬教教人求真，千學萬學學做真人.一個“真”字指明了現代教育最重要最本質的屬性.求真指追求事物發展真理所在及客觀規律，是在科學的理論與方法的指導下不斷地認識事物的本質，把握事物的規律.

物理綜合實踐活動課程，是基于課程綱要和蘇科版教材的活動課程，以綜合運用學生所學物理知識為前提，結合社會、生活的真實素材來源，將知識內容單元化設計，實施過程項目化推進，達到核心素養的真正落地生根.

物理綜合實踐活動融合了綜合和實踐兩個基本的特征.科學的本源是綜合的，科學是以多樣統一的自然界為研究對象的探究活動，也就說明自然界或物質世界的原型都是以綜合形態呈現的；科學的方法是綜合的，在實施綜合實踐活動過程中，必將進行以物理學科為基點的學科+融合，甚至無邊界學科融合；科學的價值是綜合的.理論的價值在于實踐，實踐是科學探究的基石，實踐是檢驗科學理論的唯一標準，實踐最大的生命力在于創新，核心素養的最高境界就是創新.

2020年9月，筆者在江蘇省中小學教學研究室組織的“教學新時空”作為主講教師呈現了一堂“奇思妙想的音樂會”的“聲現象”綜合實踐活動課例，嘗試通過真實特長的表演、真實器材的探究、真實依據的測量、真實探究的表達、真實融合的呈現等“求真”策略的實施，落實綜合實踐內容的真綜合、實施途徑的真實踐、核心素養的真落實，讓學生知其然，知其所以然，知其未然.

2 綜合實踐活動“求真”策略的設計理念

綜合實踐活動是蘇科版初中物理教材的一個特色.它傳遞了一個樸實的初中物理教學理念：學物理，要動手.它強調學生動手——動手制作、動手操作，在“做中學”、“做中研”，在“做”和“研”的過程中發現問題、提出問題、分析問題、解決問題，其價值在于在實踐性評價中滲透物理觀念的理解，培養學生的核心素養.教學的實施路徑如圖1所示.

圖1 初中物理綜合實踐活動實施路徑

《義務教育物理課程標準（2011版）》提出“讓學生學會用物理知識和方法來解決問題”，“加強物理學與生產、生活的聯系”.“聲現象”是蘇科版初中物理教材8年級上冊第1章的內容，學生剛接觸物理，學習興趣濃厚.本章的邏輯結構順序為：聲音是什么——樂音的特性——噪聲及其控制——人耳聽不到的聲音.綜合實踐活動“奇思妙想的音樂會”在此基礎上實施開展，也是對本章的復習和提高.基于課標、教材和學情，確定學習主題，以音樂會的形式設計5幕場景、10個活動，達成本課的學習目標，實施流程如圖2.

圖2 聲現象綜合實踐活動的實施流程

3 例談初中物理綜合實踐活動“求真”策略的實施

3.1 基于真實特長的表演

情境是學生學習的載體，經驗是學生學習的基礎.我們從“呱呱墜地”就接觸各種聲音.聲音是自然界中最普遍、最直觀的一種物理現象，對于每個學生來說都是十分熟悉的.現在的學生多才多藝，從小就學習各種器樂，這是教學很重要的資源.

本課通過創設情境，自編音樂操，開啟歡迎模式打開序幕：孩子們有節奏地擊掌、拍手、用手中的筆擊打課桌等，自編音樂操，男生表演阿卡貝拉最流行的伴奏——Pen Beat藝術.通過學生真實特長的表演，刺激學生的興奮點，激發學生的內驅力，提高課堂活躍度，讓每個學生真正全身心投入課堂甚至進入忘我的沸騰狀態，體驗到聲音是由物體的振動產生的，也讓學生切身感受到物理和藝術融合之美.

3.2 采用真實探究的表達

科學探究是物理課程目標的重要維度.它既是學生的學習目標，又是重要的教學方式.真實的探究的表達指學生親歷探究過程，自己去探索、去發現、去思考、去解決，充分發揮學生的主觀能動性，激發展示表達的欲望，自主表達內心真實的感受，收獲對物理概念理解，在問題解決中求實創新.

筆者通過妙曲欣賞郎朗的《野蜂飛舞》，提出問題“蜜蜂嗡嗡的聲音是由翅膀振動產生的，但是我們看不到這種振動，怎么轉化放大發聲體的振動？”學生用激光筆打出滿墻的綠意和像蜜蜂一樣的紅色光斑來模擬萬綠叢中，蜂飛蝶舞.把激光打到平面鏡上反射過來，平面鏡粘在膜上，膜下面放了音響來探尋紅色光斑的來源.學生聽聲音的強度，看光斑的振動幅度.但是又產生新的問題：這里的聲音不是直接由光斑振動，而是由音箱振動產生的，如何能直接明顯地觀察到聲源振動的情況？學生又提出“把手機放在吉他的共鳴箱的圓孔內，對著白云，不斷調整角度拍攝，可以拍到琴弦振動的情況”.這是學生自創、自制的實驗.該實驗設計的關鍵是將振動放大.學生一開始將野蜂光斑直接打到白墻，但發現放大效果不好，于是想到借助平面反射，并不斷調整反射角度，直到看到滿墻的綠意中野蜂光斑在《野蜂飛舞》的伴奏曲中歡快飛舞.該實驗最關鍵的材料是“音箱上面的膜”.學生經過幾十種膜的嘗試，最后找到轉化效果比較好的膜.在真實器材的探究下，采用設計實驗、視頻特效等多種媒體手段將物體的振動轉化、放大，從間接轉化到直接顯示，在思維進階中讓學生“看到”聲音的產生，體現教學方法的多樣性.

燭火舞蹈實驗的靈感來自于蘇科版初中物理教材第1章第1節“生活·物理·社會”，但也融入學生的很多創意：電腦、音箱藍牙連接，自選歌曲等.當彈擊喇叭上的膜后，10支蠟燭秒滅，最為精彩的是學生還自制空氣炮秒滅蠟燭.正當該生自鳴得意時，卻被另一學生質疑：蠟燭不是被聲波振滅，而是氣流沖擊后振滅的.在視頻“吼破玻璃棒”播放后，學生又質疑“我覺得這個孩子的吼出的能量應該沒這么大的，會不會跟他吼出的聲音的頻率有關？”該過程不僅能讓學生真正參與課堂，感受到聲音能傳遞能量，隨著學生實驗的深入，生生之間產生的質疑、提問、補充和評價，學生的科學思維能力不斷提升，在反思中優化自己的知識建構.課后去查詢資料論證問題，打破了綜合實踐活動課堂的局限性，學生可以利用互聯網等工具去真正解決自己的困惑，這也是探究的一種形式.

3.3 基于真實依據的測量

在學習和解決問題過程中要從多角度、多側面、全方位地提升學生的證據意識，用證據說話.技術作為一種工具手段為教學提供證據，為思考問題提供了全新的視角.

為說明噪聲的危害和控制方法，筆者下載了一個高音測試軟件，讓學生通過聽到的高頻聲音來測試自己的聽齡，并通過數據比對進行實證化分析，讓孩子們從真實數據的測量背后，去體會控制噪聲、保護聽力的重要性，在活動中鞏固升華物理觀念.

3.4 基于真實器材的探究

俗話說：“授人以魚，不如授人以漁，更不如授人以欲.”真實器材的探究，指器材是學生自己動手制作，并經過調試、改進最終制作成功；學生用這些自制的器材進行經歷操作，真實體驗感知、探索，獲得認知.這個過程是學生科學思維發展的過程.

“樂音的特性”是本章的重點，也是本課最核心的部分.教學以聽到樂音為任務驅動，利用3類自制樂器——打擊樂器、弦樂器、管樂器深化對“樂音的特性”知識的理解.學生用敲擊空杯和裝滿水的杯子模擬蜜蜂采蜜前后的聲音，但是發現音調太單調，他們又想出了新的辦法——裝不同的水量產生豐富的音調，并采用水瓶琴與自制管風鈴合奏來增加韻律之美.學生分享管風鈴、古箏、二胡、吸管排簫、水管笛子、玻璃塤等樂器的制作歷程，并用這些雖取材簡單但構思精妙的樂器演奏，學生在動手、探究、思考中發展他們的多元智能.自制樂器融入了steam理念，包含數學測量、工程制作、調音技能、演奏技術等，讓學生感受到物理學習的實用性、藝術之美，幫助學生從知識層面上升到技術層面，體會到物理學習的價值所在，彰顯科學與技術的魅力，滿足學生自我實現的需要.

教師采用下載的示波器軟件對比顯示4組“聲波的波形”：（1）有無聲音，觀察有無振動波形；（2）改變聲音響度，觀察振幅變化；（3）改變聲音音調，觀察振動頻率變化；（4）音叉、樂器發聲，觀察波形形狀.4組對比活動，學生直接參與，直觀顯示人聲、器樂聲的波形，滲透圖像處理方法，是對“樂音的特性及影響因素”的升華，凸顯了藝術、技術與物理學的融合.這也是物理綜合實踐活動中內容綜合的一個重要方面.

這些自制樂器都是學生在前期真實動手制作完成的.用自制的樂器發出聲音容易，但發出音調準確的樂音不容易.樂器的制作不僅需要物理知識，還需要音樂、美學、工藝.學生真實動手制作到調音成功的過程，會遇到很多困難，需要想辦法去解決.這個過程不僅僅收獲了一個樂器，更重要的是對材料的認識和處理、制作樂器過程中的體驗體會以及他們在心理上獲得的成就感、自豪感和愉悅的心情.學生在制作樂器過程中將物理知識的學術形態轉化為實實在在的作品呈現，激發了學生實踐應用能力和創造性思維發展.

3.5 基于真實情感的融合

真實融合的呈現，指通過學生完成實際任務時的表現來評價學生已取得的發展成就.

音樂是聲音最美的呈現.本課以學生自制的樂器合奏高難度的樂曲“鴻雁”進入尾聲，這也是本課的高潮部分，用演奏評價樂器的功效，達到了藝術的欣賞之美，在活動中獲得充實而愉悅的高峰體驗，還完美演繹了團隊合作、不畏艱難險阻，砥礪前行的拼搏內涵.該過程不僅是探究結果的展示、物理思維的凸顯、物理觀念的呈現，更有情感的融合.

4 結束語

南京師范大學劉炳昇教授提出：物理綜合實踐活動是介于物理學科與綜合實踐活動課程之間的交叉課程，它是一個很值得開發的處女地.希望更多的老師參與理論和實踐研究，為促進有中國特色的科學課程改革做出貢獻.

“奇思妙想的音樂會”的聲現象綜合實踐活動課，在科學內容上綜合課程標準、教材內容和生活素材單元整體設計，努力實現科學內容的真正綜合；在科學方法上采用師生合作、生生合作進行學科綜合，融入“求真”教學策略；在科學價值上理論與實踐結合，滲透表現性評價，激發學生的創新能力，使學生對知識的認識、技能的訓練、方法的運用等方面得到提高，科學思維得到發展，科學素養得到提升，真正形成物理觀念，落實核心素養.