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物理课堂案例
发布者: 张丹红  (发布时间: 2016-4-14 8:19:58
初中学生对物体发声的现象并不陌生.对于发声的过程及声音的传播特点,只要教师在课前认真准备,做好有关发音及传播的几个演示实验,并在实验中对学生的观察进行指导,并适时通过一些可以亲自动手实践的小实验,进一步增强感性认识,在此基础上是不难归纳出有关发声过程和声音传播特点的.
   然而,在有关乐音的三要素:音调、响度、音色的教学中,虽然教学大纲的要求不高,仅要达到了解层次,不求严格的概念定义.但是,由于初中学生的基础知识十分薄弱,抽象思维的能力有待逐步培养,导致在应用这三个“概念”进行有关问题的讨论时,无法从现象分析入手抓住本质.再加上少数教学参考资料错解的误导,致使不少学生无法正确地将不同声音现象的主要决定“要素”抓住,从而得出正确结论.现将教学中常遇到的几个典型体现声音三要素的题例分析如下:
   问题1(人教版教科书第33页习题)  北宋时代的沈括,在他的著作《梦溪笔谈》中记载着:行军宿营,士兵枕着牛皮制的箭筒睡在地上,能及时听到夜袭敌人的马蹄声.沈括的这段记载有什么科学道理吗?
   分析  这道题看似简单,但在没有老师提示的前提下,大多数学生的回答不得要领,往往认为此现象是由大地传声比空气传声的速度快所决定的.可见,如何培养学生由陌生的物理情景,通过分析把握问题中的关键字、词,并由关键的字、词发散和联想到课本知识的相关内容,从而架起知识与问题间的桥梁,然后用简洁的语言加以表达,这将是我们初中物理启蒙阶段尤其要注意培养的基本能力.
   本题要抓住问题的关键,兴奋点显然应该集中在“箭筒”、“听”等关键字词上,要引起听觉就要有一定的响度和频率(音调)范围要求.马蹄声,其音调范围显然符合听觉要求,不是本题应该注意的焦点,而响度在此至关重要,特别是沉睡中的人要惊醒应有足够的响度, 而箭筒在此正是具有增大响度的作用.而“睡在地上”才是利用了大地传声快、声音损失少的特点,因此,我认为《教师教学用书》(人教版)中对本题的解答是不完全准确的.
   问题2  用一套相同的玻璃杯,杯里深浅不同地盛上水,按水的多少顺次排列,就可以组成一件乐器,只要拿一只筷子,就可以敲出曲子来,你能说说其中的道理吗?
   分析 中学生课外辅导系列--广东教育出版社《物理学习辅导》一书对此问题的回答是:杯子发出声音,主要是杯壁的振动,空杯时,整个杯都在振动,发出声音较低.盛上水后,振动范围主要是水面以上的杯壁,发出的音调较高.装上不同量的水后,整套杯子发出的音调各不相同,就可以组成一件乐器了.
   这一回答看似很有道理,但是,只要我们亲手实践就会发现,客观结果恰恰与上述结论相反;空杯音调高,而水装得越多,音调越低.为什么呢?在于上述回答过程没有抓住发声体的振动部分而导致错误的结论.在此种情况下,杯子是作为一个整体发声的,在有水时,相当于整个杯子变厚,从而发出的声音较低,就像人的声带一样,男生声带比女生厚,从而说话声显得低沉--音调低的道理相同.
   此时,我们尤其要区分清楚本题与开水瓶灌水时音调的变化,后一种情况是水面上方空气柱的振动发声,音调随水面的上升而提高.
   问题3  妈妈买碗时常把两只碗碰一碰,听听发出的声音.她判断碗的好坏时主要的根据是声音的
   A.音调   B.响度   C.音色   D.音量
   分析《全国奥林匹克初中竞赛教材》(奥林匹克出版社)的回答是:音色是由发声体本身决定的.音色好时,碗的质量也好.故选C.
   中国地质大学出版社《初中物理疑难分析与试题精解》的回答是:两只碗相碰振动发声,它们的振幅是差不多的,所以响度、音量区别不大;好碗、坏碗音色是相差不大的,唯一有较大区别的是振动的频率,即音调,故选A.
   对此问题的讨论,显然要依据乐音的要素来加以判断,“响度”和“音量”在此问题中,已可排除,问题的焦点显然集中在是依据“音调”,还是依据“音色”呢?
   在此,只要我们向同学们演示同一型号的碗,因制作过程中工艺水平存在偏差,碗的厚薄一般存在差异,因此,既使是两只完好的碗,我们轻击让其发声,即会发现音调一般亦有高低之分,故我们不能从音调的高低去判断一个碗质量的好坏.而坏碗同好碗相比,发声明显发沙沉闷,好碗不管音调是高还是低,发声均显得清脆,这正是“音色”的基本特性,可见,本题的正确答案应该是第一种.
   以上三例,是在教学中关于乐音“三要素”的具体事例,但由于初中生刚刚接触物理知识 ,还不善于从客观现象出发进行理性分析,来解释客观现象,还习惯于“等靠要”的学习习惯,这就要求学科教师要从学科特点--物理课的实践特点出发,多动手、多演示、多分析、多思考,养成具体问题具体分析的良好习惯,在学习新知识和解决新问题时,自觉地建 立在科学的思维基础上,从而优化思维品质,这样才能适应素质教育的基本要求