非物质文化遗产在初中物理教学中的应用①——以“声音的特性”教学为例

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(1. 西北师范大学教育学院,甘肃 兰州 730070；2. 甘肃省甘南州合作藏族中学，甘肃 甘南 747000)

1 引言

文化传承是教育的使命，教育是民族文化传承的工具。[1]我国非物质文化遗产是中华传统文化中有价值的精粹文化，值得传承和发扬。物理教学中融入非物质文化遗产，既能使学生乐于走进物理世界，又能使物理课堂发挥文化传承的作用。“扎念”作为一种古老的、深受藏族学生喜爱的传统乐器，是学习声学知识的良好教具，将其应用于“声音的特性”一节的教学中，对体现课程理念、培养藏族初中生的科学思维和物理学习兴趣等方面具有重要作用。

2 “扎念”简介

2.1 “扎念”的结构

图1

2014年“扎念”制作技艺入选第四批国家级非物质文化遗产项目名录，“扎念”藏语意为“悦耳动听之声”，是一种弹拨乐器，有六弦琴、八弦琴、十六弦琴等，其中以六弦琴最为普遍。“扎念”的琴体通常由柏木、红木、胡桃木、檀香木等制成，蒙皮为山羊皮、蟒蛇皮等(如图1)。

2.2 “扎念”蕴含的声学知识

2.3 “扎念”与藏族学生

“扎念”在藏族人民的生活中十分普遍，节日酒会、歌舞晚会等缺不了用“扎念”表演节目，平时在劳作歇息时或在草原放牧闲暇时，人们也会拿起“扎念”高歌一曲。在这样的环境下成长起来的藏族学生性格活泼、乐于表现、热爱本民族传统文化，他们对“扎念”十分熟悉，也能随手弹上几首曲子，然而他们的数学及科学课程基础薄弱，物理学习的兴趣并不高。

3 教学过程的设计

3.1 在欢快的歌声中引入课题

请班里会弹奏“扎念”的同学为大家演唱一首藏族歌曲。

师：同学们可知道“扎念”是如何发声的？歌手又是通过怎样的方式来控制琴声的呢？

生：它通过弦的振动发出声音，歌手用左手手指按住琴弦，右手拨动琴弦，以此发出不同的琴声。

师：接下来就让我们从物理学角度一起解开其中的奥秘！

设计意图：一首弹唱歌曲活跃了课堂气氛，创设了欢快且与生活紧密结合的情境，以非物质文化遗产“扎念”作为本节课的教具，可激发学生的学习兴趣。

3.2 在琴声中进行探究

3.2.1 音调

教师将刚才弹唱的同学请上讲台，大家共同分析琴声，引入声音的三个特性。

师：你能不能说说你是如何让“扎念”发出不同的声音呢？

生：粗弦的声音粗，细弦的声音细，比如从①弦到④弦是由细到粗的，声音也是由细到粗，若是同一根弦，长一些的声音粗，短一些的声音细，比如①弦，按住B点，弹出的声音就比按住A点弹出的声音细(如图2)。

图2

师：你可否演示一下？大家注意观察琴弦。

生：可以！

台下学生认真观察、聆听和交流，教师给出音调的概念：我们刚才所说的声音的细粗，在物理学中，我们称之为声音音调的高低，比如①弦到④弦所弹音调依次是由高到低，按住B点弹出声音的音调就比按住A点的音调高。再给出如男低音和女高音等生活实例，让学生判断哪些声音音调高，哪些声音音调低。

设计意图：在音调高低的教学中，通常受日常用语的影响，声音的高低不指音调的高低，藏语中也不例外，而音调的高低对应生活中声音的粗细，这里通过“扎念”分析音调，可以从振动的角度理解音调的概念，培养学生用物理理论解释生活现象的意识。

师：音调的高低对于琴手非常重要，你们可知道是什么因素决定了音调的高低？

生：弦的粗细、长短、松紧程度……

师：长度相同的4根弦，粗细不同，音调的高低就不同；同一根弦(粗细相同)，但长短不同，音调的高低也不同；粗细、长短都相同，改变弦的松紧程度也能使音调高低不同。能否让粗细不同的弦，发出音调高低相同的音呢？

台上学生示范①和②弦，用手指按②弦，使其变短，即可发出与①弦相同的音。

设计意图：通过这一步，为探究音调和频率的关系暗藏伏笔，隐含控制变量法的思想，意在培养学生的科学思维能力。

师：粗细和长度都不同的弦，能发出音调相同的音，可见二者并不是决定音调的直接因素，能否从声音的产生角度思考这个问题？

“扎念”的音是由弦的振动产生的，将学生分组，让台上学生走进每一组，进行演示，依据学生认为的不同情况拨动琴弦，最后拨动①和④弦，让其他同学细心观察。学生逐渐明白：音调与弦的振动快慢有关。

师：弦振动得这么快，我们又怎么数得过来呢？

学生感到困惑……

师：我们可以利用计算机显示声音的波形。利用DIS实验系统在电子白板上呈现音调高的波形图和音调低的波形图，从波形的疏密程度(频率)来区分音调的高低。另请一名男生和女生各自通过话筒唱一句，比较波形的疏密程度，可发现女生的音调高于男生的音调。

师：只要物体振动，我们就一定能听到声音吗？请阅读33-34页内容，并思考哪些声音我们听得见，哪些声音我们听不见？举例说明。

通过阅读，学生不难回答以上问题，再根据频率范围的不同将声波分为可闻声波、超声波以及次声波。

设计意图：从发声的本质出发，了解音调与振动频率的关系。让学生经历探究过程，培养其探究意识和能力。通过DIS实验系统呈现声的波形图，有利于直观地理解声波和频率等概念。

3.2.2 响度

教师重重地拨一下“扎念”的某一根弦，然后又轻轻地拨一下此弦，问：这两种声音的音调相同吗？有何区别？

生：音调相同，第二次拨的声音小，几乎听不到。

师：是的，在物理学中称之为声音的强弱，用响度的大小来表示。

师：“扎念”发出声音的响度大小和什么因素有关呢？

生：和拨弦的力度有关。

师：对，用力拨，响度大一些，轻轻拨，响度小一些。请同学们仔细观察弦的振动并总结。

将学生分组，让台上学生走进每一组，进行演示，用不同的力度拨动同一根弦，让其他同学细心观察。学生逐渐明白，响度与弦的振动幅度有关。物理学中用振幅来描述物体振动的幅度。通过DIS实验系统，在白板上展示声波图形。同时利用手机等播放单调的音乐，用音量控制响度，观察其声的波形图，不难看出：响度大，波形图中上下幅度大，即振幅大，反之亦然。

设计意图：以比较的方式，引入响度的概念。在音调相同的前提下对比响度，让学生体会控制变量的思想，培养学生严谨的科学态度。通过DIS实验系统直观地显示声音的振幅，使学生了解响度和振幅的概念及其它们的关系。

3.2.3 音色

师：如果在教室外的楼道里，有两名同学在说话，是男是女我们一听便知，我们是根据什么来判断的呢？

生：根据他们的音调不同。

师：如果是我们班的两名女生，也能听出她们是谁，这又是为什么呢？

生：因为我们熟悉她们的声音。

师：对，每个人的声音都有一定的区别，就算他们的音调和响度都一样，我们同样也能辨别他们，这是因为他们的音色不一样。

播放“扎念”和牧笛在响度相同的情况下发出同一音调的音，通过DIS实验系统显示牧笛和“扎念”的波形图，让同学们感受其声音，观察其波形图像。发现：两者音调和响度大致相同，但由于结构和材质不同，所发出声音的波形图存在差别。接着，利用多媒体了解各种乐器的音色。

设计意图：利用比较的方法认识音色，了解音色是区别声音的又一重要特征。聆听各种乐器的声音，通过DIS实验系统显示它们的波形图，让同学们直观地认识音色。

3.3 课堂学习评价

(1) “扎念”有六根弦，当拨片从上到下顺着拨动每根弦时，每根弦发出声音的不同。

(2) 藏族歌手降央卓玛，她温柔宽厚的歌声与众不同，赢得了很多人的喜爱。她与其他女歌手相比，不同。

(3) 人们常用话筒讲话或演唱，是为了增大声音的。

设计意图：通过“扎念”等生活实例，评价学生对该物理知识的掌握情况和对“扎念”的了解情况。突出物理与生活相结合的理念，培养学生将知识运用于生活的意识，提升其解决实际问题的能力，加强学生对非物质文化遗产“扎念”的了解。

3.4 课堂小结

依据本节教学的知识结构和脉络，给出如图3所示的课堂小结，梳理各概念之间的关系。

图3

设计意图：从声音的本质上，总结声音的特性与物体振动之间的对应关系，引导学生在现实生活中，通过现象认识科学本质。

4 结语

在演艺中进行物理教学，在娱乐中学习物理知识。不仅激发了学生学习物理的兴趣，也丰富了物理教学方式，使初中物理课堂教学不再枯燥乏味。我国是个多民族国家，非物质文化遗产名目繁多、内容丰富，在初中物理教学中的应用空间很大。科学理性与人文精神的融合是物理教育的灵魂，[5]许多非物质文化遗产富含人文底蕴，将其融进初中物理课堂具有现实的教育意义。通过“扎念”在“声音的特性”教学中的应用，对初中物理教学有如下启示：(1)需要深入挖掘蕴含在非物质文化遗产中的物理知识；(2)所选非物质文化遗产项目应是学生所熟悉且感兴趣的，并要与物理教学内容相适应。