非物質文化遺產在初中物理教學中的應用①
——以“聲音的特性”教學為例

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(1. 西北師范大學教育學院,甘肅 蘭州 730070；2. 甘肅省甘南州合作藏族中學，甘肅 甘南 747000)

1 引言

文化傳承是教育的使命，教育是民族文化傳承的工具。[1]我國非物質文化遺產是中華傳統文化中有價值的精粹文化，值得傳承和發揚。物理教學中融入非物質文化遺產，既能使學生樂于走進物理世界，又能使物理課堂發揮文化傳承的作用。“扎念”作為一種古老的、深受藏族學生喜愛的傳統樂器，是學習聲學知識的良好教具，將其應用于“聲音的特性”一節的教學中，對體現課程理念、培養藏族初中生的科學思維和物理學習興趣等方面具有重要作用。

2 “扎念”簡介

2.1 “扎念”的結構

圖1

2014年“扎念”制作技藝入選第四批國家級非物質文化遺產項目名錄，“扎念”藏語意為“悅耳動聽之聲”，是一種彈撥樂器，有六弦琴、八弦琴、十六弦琴等，其中以六弦琴最為普遍。“扎念”的琴體通常由柏木、紅木、胡桃木、檀香木等制成，蒙皮為山羊皮、蟒蛇皮等(如圖1)。

2.2 “扎念”蘊含的聲學知識

2.3 “扎念”與藏族學生

“扎念”在藏族人民的生活中十分普遍，節日酒會、歌舞晚會等缺不了用“扎念”表演節目，平時在勞作歇息時或在草原放牧閑暇時，人們也會拿起“扎念”高歌一曲。在這樣的環境下成長起來的藏族學生性格活潑、樂于表現、熱愛本民族傳統文化，他們對“扎念”十分熟悉，也能隨手彈上幾首曲子，然而他們的數學及科學課程基礎薄弱，物理學習的興趣并不高。

3 教學過程的設計

3.1 在歡快的歌聲中引入課題

請班里會彈奏“扎念”的同學為大家演唱一首藏族歌曲。

師：同學們可知道“扎念”是如何發聲的？歌手又是通過怎樣的方式來控制琴聲的呢？

生：它通過弦的振動發出聲音，歌手用左手手指按住琴弦，右手撥動琴弦，以此發出不同的琴聲。

師：接下來就讓我們從物理學角度一起解開其中的奧秘！

設計意圖：一首彈唱歌曲活躍了課堂氣氛，創設了歡快且與生活緊密結合的情境，以非物質文化遺產“扎念”作為本節課的教具，可激發學生的學習興趣。

3.2 在琴聲中進行探究

3.2.1 音調

教師將剛才彈唱的同學請上講臺，大家共同分析琴聲，引入聲音的三個特性。

師：你能不能說說你是如何讓“扎念”發出不同的聲音呢？

生：粗弦的聲音粗，細弦的聲音細，比如從①弦到④弦是由細到粗的，聲音也是由細到粗，若是同一根弦，長一些的聲音粗，短一些的聲音細，比如①弦，按住B點，彈出的聲音就比按住A點彈出的聲音細(如圖2)。

圖2

師：你可否演示一下？大家注意觀察琴弦。

生：可以！

臺下學生認真觀察、聆聽和交流，教師給出音調的概念：我們剛才所說的聲音的細粗，在物理學中，我們稱之為聲音音調的高低，比如①弦到④弦所彈音調依次是由高到低，按住B點彈出聲音的音調就比按住A點的音調高。再給出如男低音和女高音等生活實例，讓學生判斷哪些聲音音調高，哪些聲音音調低。

設計意圖：在音調高低的教學中，通常受日常用語的影響，聲音的高低不指音調的高低，藏語中也不例外，而音調的高低對應生活中聲音的粗細，這里通過“扎念”分析音調，可以從振動的角度理解音調的概念，培養學生用物理理論解釋生活現象的意識。

師：音調的高低對于琴手非常重要，你們可知道是什么因素決定了音調的高低？

生：弦的粗細、長短、松緊程度……

師：長度相同的4根弦，粗細不同，音調的高低就不同；同一根弦(粗細相同)，但長短不同，音調的高低也不同；粗細、長短都相同，改變弦的松緊程度也能使音調高低不同。能否讓粗細不同的弦，發出音調高低相同的音呢？

臺上學生示范①和②弦，用手指按②弦，使其變短，即可發出與①弦相同的音。

設計意圖：通過這一步，為探究音調和頻率的關系暗藏伏筆，隱含控制變量法的思想，意在培養學生的科學思維能力。

師：粗細和長度都不同的弦，能發出音調相同的音，可見二者并不是決定音調的直接因素，能否從聲音的產生角度思考這個問題？

“扎念”的音是由弦的振動產生的，將學生分組，讓臺上學生走進每一組，進行演示，依據學生認為的不同情況撥動琴弦，最后撥動①和④弦，讓其他同學細心觀察。學生逐漸明白：音調與弦的振動快慢有關。

師：弦振動得這么快，我們又怎么數得過來呢？

學生感到困惑……

師：我們可以利用計算機顯示聲音的波形。利用DIS實驗系統在電子白板上呈現音調高的波形圖和音調低的波形圖，從波形的疏密程度(頻率)來區分音調的高低。另請一名男生和女生各自通過話筒唱一句，比較波形的疏密程度，可發現女生的音調高于男生的音調。

師：只要物體振動，我們就一定能聽到聲音嗎？請閱讀33-34頁內容，并思考哪些聲音我們聽得見，哪些聲音我們聽不見？舉例說明。

通過閱讀，學生不難回答以上問題，再根據頻率范圍的不同將聲波分為可聞聲波、超聲波以及次聲波。

設計意圖：從發聲的本質出發，了解音調與振動頻率的關系。讓學生經歷探究過程，培養其探究意識和能力。通過DIS實驗系統呈現聲的波形圖，有利于直觀地理解聲波和頻率等概念。

3.2.2 響度

教師重重地撥一下“扎念”的某一根弦，然后又輕輕地撥一下此弦，問：這兩種聲音的音調相同嗎？有何區別？

生：音調相同，第二次撥的聲音小，幾乎聽不到。

師：是的，在物理學中稱之為聲音的強弱，用響度的大小來表示。

師：“扎念”發出聲音的響度大小和什么因素有關呢？

生：和撥弦的力度有關。

師：對，用力撥，響度大一些，輕輕撥，響度小一些。請同學們仔細觀察弦的振動并總結。

將學生分組，讓臺上學生走進每一組，進行演示，用不同的力度撥動同一根弦，讓其他同學細心觀察。學生逐漸明白，響度與弦的振動幅度有關。物理學中用振幅來描述物體振動的幅度。通過DIS實驗系統，在白板上展示聲波圖形。同時利用手機等播放單調的音樂，用音量控制響度，觀察其聲的波形圖，不難看出：響度大，波形圖中上下幅度大，即振幅大，反之亦然。

設計意圖：以比較的方式，引入響度的概念。在音調相同的前提下對比響度，讓學生體會控制變量的思想，培養學生嚴謹的科學態度。通過DIS實驗系統直觀地顯示聲音的振幅，使學生了解響度和振幅的概念及其它們的關系。

3.2.3 音色

師：如果在教室外的樓道里，有兩名同學在說話，是男是女我們一聽便知，我們是根據什么來判斷的呢？

生：根據他們的音調不同。

師：如果是我們班的兩名女生，也能聽出她們是誰，這又是為什么呢？

生：因為我們熟悉她們的聲音。

師：對，每個人的聲音都有一定的區別，就算他們的音調和響度都一樣，我們同樣也能辨別他們，這是因為他們的音色不一樣。

播放“扎念”和牧笛在響度相同的情況下發出同一音調的音，通過DIS實驗系統顯示牧笛和“扎念”的波形圖，讓同學們感受其聲音，觀察其波形圖像。發現：兩者音調和響度大致相同，但由于結構和材質不同，所發出聲音的波形圖存在差別。接著，利用多媒體了解各種樂器的音色。

設計意圖：利用比較的方法認識音色，了解音色是區別聲音的又一重要特征。聆聽各種樂器的聲音，通過DIS實驗系統顯示它們的波形圖，讓同學們直觀地認識音色。

3.3 課堂學習評價

(1) “扎念”有六根弦，當撥片從上到下順著撥動每根弦時，每根弦發出聲音的不同。

(2) 藏族歌手降央卓瑪，她溫柔寬厚的歌聲與眾不同，贏得了很多人的喜愛。她與其他女歌手相比，不同。

(3) 人們常用話筒講話或演唱，是為了增大聲音的。

設計意圖：通過“扎念”等生活實例，評價學生對該物理知識的掌握情況和對“扎念”的了解情況。突出物理與生活相結合的理念，培養學生將知識運用于生活的意識，提升其解決實際問題的能力，加強學生對非物質文化遺產“扎念”的了解。

3.4 課堂小結

依據本節教學的知識結構和脈絡，給出如圖3所示的課堂小結，梳理各概念之間的關系。

圖3

設計意圖：從聲音的本質上，總結聲音的特性與物體振動之間的對應關系，引導學生在現實生活中，通過現象認識科學本質。

4 結語

在演藝中進行物理教學，在娛樂中學習物理知識。不僅激發了學生學習物理的興趣，也豐富了物理教學方式，使初中物理課堂教學不再枯燥乏味。我國是個多民族國家，非物質文化遺產名目繁多、內容豐富，在初中物理教學中的應用空間很大。科學理性與人文精神的融合是物理教育的靈魂，[5]許多非物質文化遺產富含人文底蘊，將其融進初中物理課堂具有現實的教育意義。通過“扎念”在“聲音的特性”教學中的應用，對初中物理教學有如下啟示：(1)需要深入挖掘蘊含在非物質文化遺產中的物理知識；(2)所選非物質文化遺產項目應是學生所熟悉且感興趣的，并要與物理教學內容相適應。