课例研究：《声音的特性》
——初中物理操作实验实施的探讨?
萍乡六中物理教研组 执教人：梁莉红
第一部分：课例研究背景??
一、教学问题提出的背景?
新课标理念指导下的物理学习是让学生重演物理知识的发生过程，在课堂教学中以探究实验为载体，引导学生一步步地重蹈人类思想发展中最关键的步子。新课标理念的更新，导致现行教材中关于物理实验的描述与以往教学大纲指导下的实验描述有了很大的差距。以往的教学大纲具体规定哪些知识点需进行什么样的演示实验、哪些知识点需进行什么内容的学生实验，以及这些实验需要使用什么仪器，实验的总课时是多少等等，过去教材中的演示实验、学生实验，甚至随堂实验、学生小实验等，在《新课标》中一并以“通过实验”“通过实验探究”“通过观察和实验”等术语提出了要求，并且没有界定哪些是教师演示，哪些是学生实验操作。?
我校属于萍乡市直属中学，相对农村学校而言，实验室器材较为齐备，基本能满足以前大纲要求下的物理实验需求，但自实施新课标以来，我们感觉实验室器材已远远不能满足课堂需求。以人教版八年级上册物理课本为例，课堂实验以演示实验、学生探究、想想做做、想想练练、科学世界、动手动脑学物理等栏目形式出现，其中演示实验17项、学生探究实验11项、想想做做、想想练练15项、动手动脑学物理中的小实验共24项。近几年，我校为适应新形势下的物理教学已添置了部分器材，但因经费等实际情况制约，离标准要求相差较远。实验室中的常规器材中还缺4项演示实验器材，如示波器等器材；缺5项学生探究实验器材，如探究响度与什么因素有关、探究色光的混合与颜料的混合、探究固体熔化时温度的变化规律等；缺想想做做、想想练练器材5套，例如汽化实验中观察塑料袋的变化、观察小孔成像现象、电铃等；特别缺少的是动手动脑学物理中的小实验器材，其中24项实验器材中就缺少19项，可做率仅达20.8%；此外还缺少大量与当前科技应用相联系的展示器材，如电子体温计、声强计、各种二极管、漏电保护器开关、紫外线验钞笔等；还有部分器材因教材调换而闲置，例如量热器等。?新课标实验器材的短缺给教学带来了很大的困难，如果不切实解决实验器材的短缺问题，课堂中就经常会出现黑板上做实验的现象。我校物理教研组成员在日常教学过程中发现，要切实搞好初中物理操作实验，真正解决实验器材短缺与新课标实验的要求的现实矛盾，实施过程中必须要解决以下五大问题：?
1.如何实现实验方案的个性化。鼓励学生按照自己的猜想创造性地设计实验方案，并敢于按照自己的思维方式行动，探究实验结果。?
2.如何多途径选择实验器材。《新课标》要求要从生活中走向物理，从物理走向社会，因此我们的实验过程中尝试利用身边的物品、廉价的材料进行物理实验；还可通过思维方式的转化在选择器材时取得意想不到的效果。?
3.如何实现实验器材的校本特色化。实验室因有的实验器材往往不符合学校具体情况，给课堂实验带来不便，因此我校教师根据本校情况，制作了一系列具有学校特色的教具。?
4.如何将实验结论应用化。科学研究的最终目的是与科技相联系，也是新
课标中STS的目的
5.如何培养提高学生的实验科学素养能力。?
本过程包括学生在分组实验中如何合作，如何分配角色等。教研组围绕这些问题作过多次探讨，也请市教研室汤苏民、汪菁华两位专家亲临指导并多次集中讨论研讨。这次课例研究中我们决定就前两个问题作为核心问题进行探讨。?
二、解决问题的启示
作为江西省基础教育新课改最大的实验区，新课标物理教材从2002年起在我市全面铺开使用，在已往的教学过程中，我们已自觉或不自觉地采用各种方法来解决教学中出现的类似问题。?
(一)实验方案方面。例如在执教九年级《摩擦力》中探究摩擦力的大小与什么因素有关的实
验时，引导学生根据生活经验猜想摩擦力可能与压力的大小、接触面的大小、接触面的粗糙程度、运动速度的快慢等因素有关，我们在课堂内鼓励学生按照自己的猜想设计出个性化的探究实验方案，并自主选择器材完成探究实验；再如声速的测量实验中，我班学生通过多种途径讨论，共想出七种测量声速的实验方案，各组学生自由设定角色，选择秒表、皮尺等器材，完成实验。学生的个性化实验方案课堂中得到实现，个体才能得到肯定，学生会表现出饱满的探究热情。?
(二)器材选择方面。①实验室可由校内延伸到校外，从生活中去寻找实验器材，利用廉价的材料进行物理实验，可有效地完成课标要求的探究实验。例如在探究大气压的存在时，我们用空矿泉水瓶来代替铁桶；在探究浮力产生原因，利用矿泉水瓶和乒乓球制作演示器；探究声波传递能量时，利用矿泉水瓶和橡皮膜制作器材，效果非常明显；在自制温度计的演示实验中，教材上是采用广口瓶和玻璃管制作，我们改用口服液小瓶和吸管制作温度计模型，将演示实验改为学生分组实验，提高了实验效果；在探究用纸锅烧水的实验中，我们用牛奶盒代替普通纸锅完成实验，经济又实用；②可以转换思维方式，导致使用器材的不同。如在探究镜面反射和漫反射规律中，我们习惯于将平行光线射向不同的反射面，通过观察反射光线寻找规律；其实我们还可以通过比较法在镜面和粗糙面上的分布规律探究两种反射的不同。第一种方案实验器材为平行光源、镜面、漫反射面；第二种方案实验器材为大头针，光滑纸面，粗糙纸面；在探究轻按桌面能否使桌面发生弹性形变时，可直接轻按桌面观察其形变程度，也可在大桌面上放两个平面镜，再让一束光依次被两面镜子两次反射，最后射到刻度尺上，形成光点，轻按桌面，两平面镜会向中间倾斜，通过观察光点在刻度尺上的移动来判断桌面是否变形，第一种方案器材为桌面；第二种方案器材为平面镜、光源、刻度尺、支架、桌面。实验思维方式转换，导致实验器材的多样化，会取得意想不到的效果。
三、解决问题的策略?
以往自觉与不自觉行动给了我们很大的启示，本次教学活动将围绕实验方案的个性化、实验器材的多途径选择两方面来进行探讨，用相应的策略来解决这些问题，可能在实际操作中会有不尽人意之处，但这仍可展示我们探讨的过程。
1.设计个性化实验方案，指导选择个性化的实验器材? 探究方案的个性化有利于培养学生创造性学习习惯，使学生敢于按照自己的思维方式行动，有利于学生创新思想或技法的形成。教学中在探究响度与什么因素有关时，各小组按自己的猜想设计相应的探究方案，并按个体方案自主行动，完成探究过程；探究音调与频率的关系时，鼓励学生敢说敢做，多方案完成任务。
2.实验室由校内延伸到校外，从生活中去寻找实验器材?
在探究音调与频率的关系时，教材中选用钢尺来完成演示实验，演示效果不明显，探究响度与振幅的关系时所需的器材——音叉，学校实验室不够用，因此我要求学生从生活中去寻找代用品，利用身边的物品、廉价的材料进行物理实验。?
3.转换思维方式，多角度选择实验器材，自主完成实验活动 在探究响度与物体振动幅度的关系时，生活中有很多发声体的振幅是无法用肉眼直接观察清楚的，例如桌面的振动、拍掌时手掌的振动等，因此，在教学中可提示学生不一定要直接看到桌面的振动，可在桌上放置一些物品，拍动桌面，通过观察桌面上物品的振动幅度可间接地判断出桌面的振动幅度，使学生养成多角度思考问题的习惯，利于培养学生的创新思维能力。??
第二部分：课例方案的实施过程?
声音的特性［人教版八年级(上)］?? 教学目标：
1.了解声音的特性。?
2.知道乐音的音调跟发音体的振动频率有关，响度跟发音体的振幅有关。不同发声体发出声音的音色不同。?
3.会设计个性化实验方案，探究“音调与频率的关系”和“响度与什么因素有关”，进一步了解初中物理实验实施的方法。?
4.会利用身边的物品、廉价的材料来完成物理探究实验。?
5.知道转换思维方式，改变观察角度，多角度选择实验器材来提高实验效果。?
6.体会现实世界物体的发声是丰富多彩的，更加热爱世界，热爱科学。? 教学过程： 引入主题?
一、(话题)假如世界上没有声音??。通过想象没有声音的世界来感受声音在生活中的重要
性。? 二、
1.(录音)猜猜看是谁的歌声?让学生在时尚轻松的环境中进入学习状态。? 2.(展示李宇春照片)请学生用生活语言谈一谈宇春声音的特征，引出物理学中声音的特征，进入课题。?
新课教学? 三、音调? 1.音调的定义?
(1)(演示)口风琴音调的变化。请学生用自己的声音表现对音调的理解。(感受音调定义)
(2)(演示)吹自制喇叭，感受高音和低音的不同，师生交流，理解音调的意义。?
(3)分级剪断喇叭上的吸管，(改变振动空气柱的长度)感受音调的变化。? (4)师生交流，喇叭发声的发声体是空气柱，吸管变短，管内空气柱振动可能越快。提出问题：音调与振动快慢有关。?
2.探究活动：音调与频率的关系? 学生自主探究实验实施过程(一)?
(1)学习方式的选择：小组自主合作学习方式：全班共分成6组，每组学生按角色分配为操作员、设计员、观察员、考察员、记录员，每个学生可担任1-2个角色。学习过程要求全组成员都能积极参与实验实施过程的各个环节，即注重个体能动性，更注重小组合作，充分发扬团队精神。?
(2)实验方案制订、器材选择过程：课前组织各小组根据提出问题进行讨论，制订实验方案，并写出个性化实验方案报告，教师与各小组进行交流，注重实验方案的可行性及实验现象的明显性，并指导学生根据方案利用廉价的材料制作相应的实验装置，从生活中选择恰当的物品进行改装，作为实验器材使用。?
(3)方案实验过程：课堂内各实验小组，报告自己实验方案，介绍本小组方案设计的启示、来源及器材选择过程，小组成员按各自角色分工合作，并根据个性化方案完成实验，展示实验报告。?
(4)实验评价方式：分为小组自评、组内互评、教师点评三种形式。各小组对本组实验实施过程及效果的满意度进行评价；考察员对别组的个性化方案设计、实验器材选择、小组合作等方面进行评价(附评价表)。?
(5)得出结论：频率越快，音调越高? 3.超声波和次声波?
(1)超声波(幻灯片)：高于20000HZ的声音：次声波：低于20HZ的声音： (2)学生解释：蝙蝠是瞎子，是靠什么来确定运动方向的?? 四、响度?
1.(活动)学生通过肢体语言体验响度的大小。?
2.响度：声音的强调?3、探究活动：响度与什么因素有关?? 学生自主探究实验实施过程(二)?
(1)学习方式的选择：小组自主合作学习方式：全班共分成6组，每组学生按角色分配为操作员、设计员、观察员、考察员、记录员，每个学生可担任1-2个角色。学习过程要求全组成员都能积极参与实验实施过程的各个环节，即注重个体能动性，更注重小组合作，充分发扬团队精神。?
(2)实验方案制订、器材选择过程：课前组织各小组根据生活经验讨论猜想：响度与什么因
素有关(用力的大小、振动的快慢、振动的幅度等)，各小组根据自主猜想制订个性化的实验方案，并写出实验方案报告。教师与各小组进行交流，提示观察桌面等振动不明显发声体的振动时，可转变观察对象，引导学生多角度思维，选择不同的器材完成实验。要求实验过程采用控制变量法完成。并指导学生根据方案利用廉价的材料制作相应的实验装置，从生活中选择恰当的物品进行改装，作为实验器材使用。
(3)方案实施过程：课堂内各实验小组，报告自己的实验方案，报告小组根据自主猜想设计实验方案过程及器材的来源，说明所选用器材的优点，小组成员按各自角色分工合作，并根据方案完成实验，写好实验报告。?
(4)实验评价方式：分为小组自评、组内互评、教师点评三种形式。各小组在课堂内的展现本组实验猜想是否正确，并展示实验报告；考察员根据评价表对别组的个性化实验方案、实验器材的适用性及小组合作等方面进行评价(附评价表)。?
(5)教师组织交流，得出结论。振动幅度越大，响度越大。? 五、音色?
1.(录音)比较不同歌手的歌声，感受音色的不同。?
2.(活动)猜猜这是什么?发声器材从学生身边找。? 3.(录像)了解有关乐音的知识。?
4.结论：音色与不同发声体的材料、结构有关。? 六、探究总结?
学生谈谈：从生活中寻找了这么多的物品完成了自己想做的科学实验，我的收获，我的感受，我还想到些什么???
七、作业?
利用身边的物品制作一些演奏器材，如哨子、响铃等，下节课我们一起来开个自创乐器
小型音乐会。??
第三部分：教 学 反 思??
执教者反思?
校本教研“课例研究”模式是教师通过研究最贴近自己的教学问题，从而达到促进自专业的发展和理论水平提升的目的。我是萍乡六中的一名普通物理教师，有幸参加第一次全市性校本教研“课例研究”活动，收益匪浅，具体感受如下：?
(一)近距离接受专家指导，感受到理论指导实践的重要性?
校本教研“课例研究”问题背景的提出，是搞好课例研究的第一步。我作为一线教师，拥有的是较丰富的教学经验，理论水平比较欠缺。因此第一次将“课例”背景报告写成了教学经验总结介绍。这时市教研室的老师指导我们“课例”背景报告的基本写法，并要求我们从校
本实情出发，有条理地表达出教学问题产生的过程，并从中选择能够升华的亮点，从教学角度去发现问题。会后，我深感个人理论水平的缺乏，通过各种渠道阅读了大量有关校本教研课例研究的文章，充实自我，埋头苦写几天，终于拿出一份自认为理论水平较高的材料上交。有关专家看后，肯定我认真的工作态度，表扬我能自觉学习相关理论，但是委婉指出我的第二稿内容空洞，不切实际，操作性不强。第三稿撰写前，我的思路逐渐清晰，意识到“课例”背景报告的撰写并不是要搬出大段自己都看不太懂的理论去堆彻，而是要从校本实情、教情、学情出发，去寻找有价值的问题。因此，我重新回归教材和新课程标准，通过比较“
新课标”与“大纲”对物理操作实验要求的差异，统计出我校实验室常规器材配备与现行教材需求的差距，根据以往教学过程中遇到的问题和学生的学习情况，提出初中物理操作实践实施中急需解决的五大问题，并将“探究方案的设计”和“实践器材的选择”两大问题作为
本次研究的主要问题。“课例”背景报告经过五次较大修改后基本定稿。至此，我深深体会到，作为一线教师要准确发现教学中存在的问题并寻找出解决问题的策略，需要平时不断地学习相关理论和积累实践经验，只有在理论指导下的实践经验问题，才能升华为校本教研课例研究中共同探讨的问题。?
(二)“课例”设计需集思广益，发扬团队精神?
“课例”是校本教研的核心研究要素，要集中展示问题，寻求解决策略，提高在课堂实践中的应用效果。要设计优秀课例需发扬教师“共同体”的团队精神，教研组在设计课例过程中经历了以下环节：①集体备课。先由执教者写出实施草案，教研组集体讨论，共同讨论教学策略，相互交流观点，调整“课例”实施方案；②组织实施。执教者试讲，邀请有关专家和教研组成员听课。听课教师