反思物理課中的小插曲

李海晶

【摘要】在聲現象一章中有這樣一道題：有八個啤酒瓶，依次裝有越來越多的水，某同學在敲擊水瓶時，問音調的情況。這道小題我以為根本就不用講，憑著這兩年的經驗，在學生簡單的讀題后，直接解釋了原理：這是因為空氣柱的振動造成的，所以水最少的瓶里空氣柱最長且振動得最慢，音調就低。剛想接著講下面的習題，可突然有個同學站起來：“老師，不是這樣的！”聽語氣特別堅決。“這誰呀？”我心里想著，“這不搗亂嗎？這馬上就下課了，馬上就要上間操，這不耽誤事嗎！”抬頭一看，是我的課代表小君，“那你說說看！”我忍著不快慢慢地說。“老師，我覺得是瓶子的振動，因為你敲的是瓶子，那振動的怎么能是空氣柱呢？”這話一出，可壞了，沉默了幾秒鐘后即而全班同學都沸騰了。幾個班級理科“領軍人物”也都紛紛站起來，對小君的意見表示大力支持。面對這種情況，我也猶豫了。正巧下課的鈴聲響了，于是，我把這一題作為繼續探究的話題，把疑問留給了學生，也留給了自己。

【關鍵詞】設計與進行實驗 物理

【中圖分類號】G633.7 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）25-0181-02

課下，我重新回顧了一下課上所發生的這場“意外”。 為了給同學們也是給自己一個滿意的答復，我開始了實驗探究： 實驗一：探究敲擊裝水瓶子時，聲音是不是由瓶內空氣柱振動產生。

設計與進行實驗：

（1）在兩個一樣的啤酒瓶中分別灌裝入同樣高度的水和泥沙，用筷子分別敲擊兩個啤酒瓶，發現兩個瓶子發出聲音的音調明顯不同，裝入水的瓶發出的聲音音調較高，裝入泥沙的瓶發出的聲音音調較低。

（2）當改變實驗做法時，不使用筷子敲擊啤酒瓶發聲，而是改用嘴分別對著兩個瓶口吹氣發聲。發現兩個瓶子發出聲音的音調大致相同。

分析：兩個瓶中空氣柱的長度是一樣的，如果聲音產生的原因是空氣柱的振動，那么，用筷子分別敲擊兩個啤酒瓶時，它們發出聲音的音調應該大致相同，現在它們發出聲音的音調明顯不同，這說明剛才實驗中我們聽到的聲音不是瓶中空氣柱發出的，而是另有發聲物體，是別的發聲體在發出不同音調的聲音。用嘴分別對著瓶口吹氣，這種情況下的發聲體應該是瓶中空氣柱，兩個瓶中空氣柱的長度是一樣的，兩個瓶子發出聲音的音調大致相同。

分析上述探究實驗的結果，可以得出如下結論：當用筷子敲擊啤酒瓶時，聲音產生的原因不是瓶內空氣振動。

實驗二：探究聲音產生的原因是不是瓶內水振動。

設計與進行實驗：

（1）在啤酒瓶中灌裝入水，比較用筷子敲擊啤酒瓶發出的聲音和用手搖晃酒瓶發出的聲音，發現用手搖晃酒瓶時瓶中水振動厲害，但發出的聲音一點不像用筷子敲擊啤酒瓶發出的聲音，明顯兩次發聲來源不同的發聲體。

（2）在另一方面，進行如下比較實驗，用筷子敲擊空啤酒瓶發出的聲音和用筷子敲擊裝有水的啤酒瓶發出的聲音，發出的聲音的音色大體相同，只是音調明顯不同，具體情況是空啤酒瓶發出的聲音音調較高，裝入水的啤酒瓶發出的聲音音調較低。

分析：當用筷子敲擊啤酒瓶時，聲音產生的原因不是瓶內水振動，應該是瓶子的振動。

實驗三：探究當用筷子敲擊瓶子時，決定產生聲音音調的因素。

設計與進行實驗：

（1）在兩個一樣的啤酒瓶中分別裝入同樣高度的水和泥沙，用筷子分別敲擊兩個啤酒瓶，發現裝入水的瓶發出的聲音音調較高，裝入泥沙的瓶發出的聲音音調較低。

（2）在兩個啤酒瓶中灌裝入不同高度的水，用筷子分別敲擊兩個啤酒瓶，實驗現象是：水較少的瓶發出的聲音音調較高，水較多的瓶發出的聲音音調較低。

分析：根據前面探究實驗的結論，當用筷子敲擊瓶子時，聲音產生的原因是瓶子的振動，在兩個一樣的啤酒瓶中分別裝入同樣高度的水和泥沙，水的質量小于泥沙的質量，用筷子敲擊瓶子時，水與瓶子的擠壓作用相對泥沙與瓶子的擠壓作用而言，水與瓶子的擠壓作用較小，因而裝水的瓶子較易振動，振動較快，振動頻率高，瓶子的振動發出聲音的音調較高；反之，裝泥沙的瓶子泥沙對瓶子的擠壓作用較大，瓶子較難振動，振動較慢，振動頻率低，瓶子的振動發出聲音的音調較低。同理，在兩個啤酒瓶中灌裝入不同高度的水，用筷子敲擊瓶子時，少水瓶子的水質量小，瓶子水對瓶子的擠壓作用較小，瓶子較易振動，振動較快，振動頻率高，瓶子的振動發出聲音的音調較高；反之，多水瓶子的水質量大，裝水多的瓶子水對瓶子的擠壓作用較大，瓶子較難振動，振動較慢，振動頻率低，瓶子的振動發出聲音的音調較低。

做完這些我深深的為課上的想法感到自責，為自己的“經驗主義”錯誤感到羞愧，仔細想想，如果在備課時我能夠再仔細點，認真點，也許不會出現這種局面。在當今這個信息時代，知識更新快，學生主動獲取知識的能力增強，學生群體獲取知識的范圍肯定超出教師個體，所以教學中，教師一方面要更新教育教學觀念，一方面要加強學習，促進自己全面發展，以適應新教育形勢的需求。我突然想起古人曾說過：“弟子不必不如師，師不必賢于弟子。”也許正是因為有了這些“搗亂”的學生，我們的課堂才更加精彩，我們的民族才有了前進的希望。

參考文獻：

[1]宋敏《課堂中的一個小插曲帶來的反思 》《教育：文摘版》，2016 （1） ：00057-00057