音乐科学——玩出音乐的科学味道

■家庭实验室全国学校联盟 陈 耀

楔子

音乐科学，是我们家庭实验室项目中非常重要的一个课程群，指的是利用音乐素材，引导学生进行科学的项目化学习和家庭实验。

音乐科学的学术基础是阳明心学所提倡的格物致知等理念。学生们只有明白学习内容的前因后果，明白背后的基本逻辑，才能更好地学习。在音乐素养培养方面，谈起格物致知，一定少不了科学教育的助推。

在音乐教育方面，器乐是被资本绑架的一个门类。近几年，青少年学器乐成了一种风尚，要是不掌握一种以上的乐器，家长们总觉得掉队了，这种焦虑感由少数家庭最终传递到整个社会。但是我们看看有多少学乐器的孩子是真正发自内心喜爱音乐的？之所以提出这个问题，是因为经常看到周围很多父母逼着孩子弹钢琴练小提琴等等乐器，而闹得家庭鸡飞狗跳的。据我观察，很多不喜欢音乐的孩子，本来是可以去喜欢音乐的，只是引导方法不恰当。

用科学的方式去研究音乐，是一种非常好的方法。

在家庭实验室的项目学习中，涉及音乐的探索内容是很多的，这些素材取材方便，适合小朋友们作研究。比如用几个玻璃啤酒瓶装不同量的水，经过敲击出来美妙的音乐；用多根橡皮筋架起来，利用控制松紧，可以弹出好听的音乐。

孩子的音乐素养和科学素养，在这些项目研究中得到融会贯通。音乐的基础是声音，声音是很重要的一个科学研究领域，同时声音本身也是一种物质，所以说科学为音乐素养的发展提供了物质上的基础。

No.1音乐科学——为音乐而痴迷

以上观点，是我作为一名热爱音乐的科学老师亲身经历的感悟。作为一名科学老师，我对音乐是怀有深深的敬意的。小时候，我生活在农村，当时乡村学校的音乐课，让我无聊得只想逃课。我对音乐的兴趣，是在农田里做农活时培养的。那个时候拖着瘦弱的身体跟着父母干农活时，为了给我们打气，父亲经常会吹起悠扬的口哨，歌曲的旋律会回荡在乡野之间，特别美好。慢慢地，我开始模仿，我自己也学会了吹口哨。口哨是一门技术活儿，需要气流的快慢，和嘴唇的松紧密切配合着，这里面也有很多科学道理，我到初中的物理课上，突然顿悟过来，原来不知不觉间已经学了那么多科学知识。后来师范里发生的一件事情，让我终身迷恋上了交响音乐。

师范二年级的时候，学校要招收管乐团成员。我第一个就冲过去报名了，我想凭我的热爱，应该会被录取的。面试的时候，报名了小号和长号，老师让我用酒精擦拭了号嘴，然后试音。没想到，没吹出声音来！我落选了，理由是我的嘴型太大了，无法吹管乐，我觉得这是强盗逻辑。

此后，每当清晨听到管乐团的训练声音，我就从寝室跑到楼下，去看他们训练。终于有一天，乐队的老师被我感动了，从仓库里拿出一把破烂的中音长号，告诉我伸缩管放水钮脱落了，需要贴上胶带，因为伸缩管在吹奏过程中水蒸汽遇冷会变成水珠，所以只能撕开胶带纸将管子里的水排出来，排好水，结束，再将胶带贴回去，堵住管子，才能正常发音。这个现象其实就是水的三态变化。由此可见科学真的是无孔不入。而且长号也是声音科学中最形象的演示实验器材——长号又称拉管，它通过滑管来改变号身的长度和基音的音高，管子越长声音越低，管子越短声音越高。今天的小孩，要是不懂音高变化，去吹几下长号，就马上能明白。

当年，因为来之不易的机会，我比乐团里任何人都要努力，因为担心嘴型太大，害怕突然有一天老师说你不用来了。就这样一直到师范毕业，老师也没有赶我走，而且我还成了乐团的主力队员。所以，嘴型太大，就不能吹管乐的理论，是个悖论。因为，我偷偷练习小号，小号演奏得也不差。

后来，我在乡村学校工作的10年，我把学校广播室蒙着厚厚灰尘的乐器擦洗干净了，带孩子们探究这些乐器是如何发声的，每天第一个到学校带领乡村的孩子们吹小军号，这支乡村军乐队，经过不懈努力，还配上了长号、低音号等。我能感受到，音乐给了所有孩子一种简单的快乐，我们的训练首先是让他们观察乐器的发声原理，其次才是吹奏乐曲。

10年后，到了城市里的学校，突然发现，音乐教育有点变味了。很多学乐器的孩子，基本上是为了考级啥的才去学习的。因为自己喜欢，而主动去学习的孩子实在少见。

No.2家庭实验室中的音乐

尽管不再接触管乐团的训练，但是我们的家庭实验室项目研究中，乐器经常会成为科学学习的材料。在我们温州当地有一种曲艺艺术，叫做温州鼓词，演员弹奏着弦琴，配合温州方言的唱腔，进行表演。老一代人特别喜欢这种表演艺术，但是小孩子对这种艺术是很排斥的。为了能够让他们也喜欢传统艺术，我们团队设计了这个“温州鼓词”家庭实验引导课程。采用3人一组的项目小组，让他们设计制作温州鼓词琴，这种琴弦是用牛筋做的，现在很难买到这种材料了，就用古筝的弦来代替。小朋友们用钉子把木板做成简单的架子，再把琴弦固定在上面，琴弦底下放上滑块进行调音。调音的技术难度真是很大，需要经过无数次艰苦的尝试才能完成。整个项目周期需要3个月时间，这个过程中，原先不喜欢音乐的一些男生，都迷恋上了演奏弦琴。

因为这种大项目研究很消耗时间，对于普及音乐科学不利，后来，我们就设计了一系列的比较容易的项目研究，基本上在数小时之内就能完成的项目研究活动。最典型的案例，应该是留声机的秘密。小朋友们拿着一张张黑胶唱片，非常好奇，这些东西市面上很少看到了。一排留声机放在桌子上，他们将不同的黑胶唱片放在留声机上，唱针接触黑胶片的瞬间，美妙的音乐就传出来了，而且不同的档位，转动的速度是不一样的，转得越快声音越高，转得越慢声音就越低沉，这又是一个很有意思的现象，这就直接指向“振动越快声音越高，振动越慢声音越低”的科学原理。再后面还要用A3纸做一个大喇叭，喇叭尾部贴上一根大头针，轻轻放在黑胶上，声音就能通过大头针还原出来，并从纸喇叭中传出声音来，数个小时的时间，一转眼就过去了。

“双减”政策，应该是期待孩子们出现这样的一种精神状态的，孩子们不再是因为压力而去学习，而是为了兴趣去探究。兴趣的加持下，学习不再是负担和沉重的压力，开心的愉悦的状态下，再多的学习任务都是快乐的。

No.3音乐科学课——向人类文明致敬

家庭实验室学习任务，是基于家庭和校外的研究，相当于是“精神大餐”，基本上一个学期能够有几次这样的项目研究任务就足够了，一方面操作难度还是比较大的，需要充分进行准备，另外一方面，也不能让孩子们任务太多，而失去新鲜感。

因此，需要有“精神大餐”，我们也需要“家常菜”，所以在音乐科学的课程体系中，我们还有一类40分钟就能完成的课型，就是——普通音乐科学课。在四年级的一个案例中，我们根据国家课程——《科学》“耳朵构造”的内容，设计了“贝多芬与命运”等课程。贝多芬早年是用耳朵听声音的，晚年是用牙齿听声音。他用特殊的拐杖一端抵住钢琴发音的地方，另一端则用牙齿咬住，这么一来他就能听到钢琴的声音，这种传导方式叫做骨传导。他的《命运交响曲》，据说就是利用骨传导听到声音的。

可是如何让孩子们能够感受到骨传导呢？

我们给孩子们演示了一款骨传导耳机，这种耳机目前普及率不是很高，通过与普通耳机的结构对比，孩子们很好奇怎么会有这么好玩的耳机。用现代科技，演示了骨传导的基本原理之后，我们没有直接揭示原理，而是给大家分发了竹质的水果叉，让他们将皮筋挂在叉子上，叉子用牙齿轻轻咬着，拨动皮筋听听声音的变化，随着皮筋松紧程度的变化，牙齿上居然传来了美妙的声音，他们惊叫说：这声音绝对不是通过骨膜传导的！如何验证这声音就是从骨头上传递的呢？这节课上就让他们去探究这个问题，最后当《命运交响曲》响起的时候，开始讲述贝多芬创作“命运”的故事，那一刻，我相信每个人都似乎穿越到了贝多芬的面前，倾听着他对命运的表达……

关于这样的常规音乐科学课，我们还开发了很多很多。

音乐是人类精神的财富，希望人们多去推动音乐的传播，但是不能让音乐被名利场所绑架，而失去音乐本来的样子。