乐音与物理学教学探究

冯伟

摘 要：文章探讨了课程中“科学内容”第2个主题“运动和相互作用”中的一个二级主题。标准要求：1.通过实验，认识声的产生和传播条件;2.了解乐音的特征，了解现代技术中声学知识的一些应用，知道噪声的危害和控制的方法。研究安排了三个探究活动：音调的高低、探究材料的降噪能力、探究声的反射，让学生经历多个物理探究的过程。同时通过多个小实验，引导学生观察不同的声现象，从而了解并掌握有关声学知识。

关键词：乐音;声;物理探究

基金项目：本文系河北省教育科学研究“十三五”规划立项课题“基于学生创新思维培养的物理课堂教学研究”（课题编号：1804141）阶段性成果。

教科书“物理在线”栏目中的“动物与声音”“曾侯乙编钟”和“古代建筑中的声现象”拓宽了学生的知识视野，有助于激发学生的学习兴趣。观察现象、发现问题、激疑质疑过程对学生思维培养有很好的锻炼;实验设计对于学生科学探究能力的提升有很大促进作用;通过噪声及声与现代科技的社会调查及材料整理，对学生树立科学态度、承担社会责任有很大帮助。教师要分析学生学情，整合不同版本教材的优质资源，依据布鲁姆目标分类思想设置学习目标及学生活动，与音乐、语文等密切结合，延伸跨学科的内容。

一、学习目标与重点研究的探究

重点：理解声音的产生及传播的条件;观察与设计实验，总结音调与响度与什么因素有关，有怎样的关系;列举控制噪声的三个环节，调查生活环境的噪声来源;列举超声的应用。难点：“真空铃”实验和声波概念;音色;共鸣（介绍单元整体教学实施的思路，包括课时安排、教与学活动规划，以结构图等形式整体呈现单元内的课时安排及课时之间的关联）。第一课时：认识声现象，声音是如何产生的， 声音是如何传播的，声的传播有多快，人如何发出和听到声音等。第二课时：用乐音的三个特征实验探究音调的高低，实验探究响度的大小，了解凭什么来区分不同乐器。第三课时：噪声及来源、大小及其危害以及如何控制噪声。第四课时：声与现代科技，包括声的反射、声的共鸣现象、超声与次声、声识别技术。

二、教学内容分析

（一）学习目标确定

1.通过观察、实验，总结音调与响度的相关因素;

2.通过经历实验设计，理解实验探究的过程;

3.与生活相联系，举例说明音色的决定因素;

4.设计实验，探究弦乐器的音调调节方法。

（二）学习的重点难点

重点：让学生知道千差万别的声音是由声音的三个基本特征不同造成的。

难点：区分音调和响度，理解音色的概念。

（三）学习评价设计

突出重点实验、合作环节并进行翔实评价，自评与互评结合，课前出示评价标准也是在提醒学生重点环节的行动标准，课后小组内评议，重点地方做标记。整个授课过程教师给予学生及时的有针对性的鼓励，尽可能地关注不同層次的学生。课后有本节的小结。

三、特色学习资源分析、技术手段应用说明

（一）特色学习资源范例分析

1.教师用木琴展示从1-7的音符发出的声音，让学生们感受声音的高低，问：你知道音调与什么因素有关吗？请你以小组为单位，就桌上提供的器材设计实验，简要书写实验过程。教师让学生动手实验，并观察、感受过程。（6人一组，每组两个钢板尺、自制乐器、一把梳子、硬纸板、几个橡皮筋）黑板上老师呈现钢板尺实验的记录表格，将学生实验结果记录在表格中。

2.学生用5分钟时间进行实验设计，依据设计所用器材，组长自动分组安排实验，记录观察结果，准备组间交流。学生们积极思考、专注实验、用心感悟，积极争取机会展示，为本组争取荣誉。

明确实验主题：探究钢尺振动快慢与音调之间的关系;探究梳齿振动快慢与音调高低之间的关系;探究弦的振动快慢与音调高低的关系。

复习上节内容：频率的概念，由学生回答。

描述观察的现象。

3.用控制变量方法总结结论。

评估实验：学生明确实验方法为控制变量;该设计用不同长度进行实验;不同长度之间要有明显差距以便分辨声音高低;改用不同实验设计，进行多次实验。

探讨：先倾听逐渐升高的音调或逐渐降低的音调，以备实验时有明确感受;所提供器材来自身边及生活，使学生体会物理从生活中来;观看用蔬菜乐器进行乐队演奏的视频，增加学习兴趣，引发自己制作的好奇心与欲望;提前布置学生利用身边物品制作小乐器，课上带来展示，可以用在实验设计中。学生刚接触物理不久，对于物理实验比较陌生，教师要给学生创造更多实验设计及动手实验的机会，引导其对科学探究的思考以及对实验过程的严谨追求，为深度学习奠定基础。评估实验是科学探究的难点，也是锻炼学生批判思维的重要环节，教师要指导学生专注观察、用心思考、清晰分析。小组合作过程能促使学生交流生慧，提升团队意识及荣誉感。

（二）特色学习资源分析、技术手段应用说明

用视频播放感兴趣的自制乐器（蔬菜乐器、锅碗瓢盆等），展现声音的魅力、创造的美;展示手机示波器的使用方法，用实物投影清晰显示频率与振幅，突破难点;手机上下载的各种乐器软件能使很少动乐器的同学也能感受乐器的魅力;用手机微信再现学生实验过程;实验由学生设计并将结果填写在表格中，严谨科学地进行实验，培养科学态度;用表格呈现板书内容，一目了然且对比明确。

四、教学反思与改进

（一）突出学生参与体验。通过视频播放，带给学生听觉与视觉盛宴，激发其想象力、创造力;让有音乐特长的学生进行演奏，让大家感受高低音与强弱音，感受不同乐器的音色，调动学生参与意识;学生课上用提供的物品设计探究音调与什么因素有关实验，观察现象、总结规律。成果展示与总结是师生互动交流的良好平台。

（二）突出问题引领思维。通过答疑解疑过程引导学生思维，注意层层推进，设置问题要具有思考性，融于情境中，引发学生探究意识，调动学生学习热情和参与的积极性。

（三）本节课通过丰富感性认识、形成抽象概念、物理情景识别、深化概念理解、探究相关因素、应用交流与想象、小结本节收获等环节，采用实验、观察、比较、探究、讨论、想象、练习、归纳等多种方法，积极创设引导学生主动活动的教学环境，培养学生科学创新思维，调动他们的学习兴趣与求知欲，使每位学生都能感受学习的快乐，得到不同发展。

（四）本节课若是整合资源，可以进行如探究乐器发声特征，准备自制乐器的音乐会，了解中国乐器文化等项目的布置，学生经过提前设计、查阅资料、动手制作、分工合作等自学研究，将知识内化为能力，学会资源整合、整理、归类、提炼重点。教师还可以以自制乐器展示会的形式，让学生们将自己设计与制作乐器的过程及乐器介绍书写下来，与语文、数学、历史、英语、地理、人文等相联系，用跨学科课程形式探究，并链接音乐、美术等艺术形式，更好地落实核心素养、提升能力。

参考文献

[1]叶昕.在物理实验探究教学中培养学生的科学素养[J].内蒙古教育，2016（32）.

[2]郑淑玉.体验化学探究过程，提高学生科学素养[J].实验教学与仪器，2017（01）.