谈传统乐器与初中物理声学知识的融合教学

发布时间：2025-08-05 22:02

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摘要：本研究探讨了传统乐器与初中物理声学知识融合教学的价值和实践策略。通过将传统乐器如古筝、二胡等引入声学教学，不仅能够增强学生的学习兴趣，还有助于文化传承和实现跨学科学习。教师应根据学生的情况和教学资源，设计合理的教学方案，并在实验教学中关注“3W”理论，确保实验目的和内容特点的明确性。通过引入传统乐器激发学生兴趣，创造教学情景引出物理问题，开展实验验证探究物理问题，以及教师引导总结物理知识体系，可以有效提高学生的物理学科核心素养。

关键词：传统乐器初中物理声学知识教学实践 DOI：10.12278/j.issn.1009-7260.2024.11.037

传统乐器分为三类：管乐器、弦乐器和打击乐器，其声音产生是通过敲击、擦过或摇动产生。打击乐器分为两类：一类是不定音打击乐器，例如各种鼓和锣；另一类是定音打击乐器，比如定音鼓和木琴。从物理学的视角来看，声音的传播依赖于介质，尤其是空气。当声源振动，这种振动通过空气传开，导致空气和耳膜振动，最终使我们能够听到声音。在初中物理中借助这些传统乐器来进行融合教学，不仅仅能够使学生迅速掌握教材知识，而且能够让其近距离接触我国优秀的传统乐器，培养其文化自信和民族自信，这对于培养学生的核心素养大有裨益。

一、传统乐器与初中物理声学知识融合教学的价值

（一）增强学生学习兴趣

乐器是声学原理的完美体现，它们的存在本身就是声学知识的实际应用。通过观察和操作乐器，学生可以更深入地理解声音是如何产生的，如何在不同介质中传播，以及如何产生共振等现象。例如，通过调整琴弦的松紧度和长度，学生可以直观地听到音调的变化，从而加深对声波频率和振动模式的理解。这种实践操作不仅加深了学生对理论知识的理解，还使他们能够将理论与实际相结合。

（二）有助于文化传承

在物理声学的教学中融入传统乐器，不仅有助于学生学习科学知识，还能让他们在接触和了解这些乐器的同时，感受到中华民族悠久的历史和丰富的文化。学生在学习乐器的历史背景、制作工艺和演奏技巧的过程中，自然而然地会对传统文化产生认同感和自豪感，从而增强文化自信和民族自豪感。

（三）实现跨学科学习

传统乐器与物理声学知识相结合的教学模式，打破了传统学科之间的界限，培养了跨学科学习的能力。学生在学习过程中，不仅需要掌握物理学的知识，还可能涉及音乐学、历史学、艺术学等多个领域。这种融合教学让学生能够认识到不同学科之间的相互联系，有助于培养他们的综合思维能力和创新意识。通过亲手操作传统乐器，学生不仅能够体验到演奏的乐趣，还能在实际操作中锻炼自己的动手能力。他们可以将所学的声学理论知识应用到乐器调音、演奏技巧等方面，这种实践操作有助于他们将抽象的理论转化为解决实际问题的能力，为未来的学习和生活打下坚实的基础。

二、初中物理声学的教学内容解读

在初中物理课程的知识结构中，声学章节主要探讨了声音的各种现象，涉及声音的起源、传播以及其独有的特性。为了让学生更清晰地观察到细微的变化，课程教材中推荐了一些实验，比如在鼓面上撒碎片来观察其振动，以及敲击音叉时观察与之接触物体的动态。在探讨声音无法在真空中传播的问题时，可以通过抽掉玻璃罩内空气的实验，让学生分析实验背后的原理。学生还应该熟悉声音的不同特性以及声学在当代技术领域的应用。在初中物理学习中强调学生的感知能力，而声学作为教材的起始部分，为后续的学习打下了基础。因此，这一部分的教学应当采用直观的方式呈现，围绕声音的基础原理、特性及其应用，通过简单实验和教学工具，将声音的概念具体化。

在安排教学活动时，首先需识别课程的关键知识点，并决定实验展示的目的，旨在引入新概念或帮助学生理解规则。基于知识点特性，进行教学规划。实验展示不仅提供了学生需要的直观素材，也展示了逻辑流程，因此，实验展示的目标和特点要明确。在实验教学中，应遵循“3W”原则：展示内容、展示原因、展示方式。这三个问题帮助实验展示与教学紧密结合。例如，在讲解“声音频率”时，因“频率”概念抽象，教师可通过琴弦振动和示波器波形展示来使其具体化。在制定教学计划时，要考虑可用资源。学校资源有限，教师可鼓励学生利用社区资源。通过利用这些资源，教师可制作教学工具，进行实验展示。

八年级学生是初中声学教学的主要对象，这些学生刚开始学习物理，对学科感到生疏，通常难以将日常实例与物理理论相结合，导致在学习上遇到挑战。这与他们的思维发展阶段紧密相关。若教师未能将知识点以直观的方式展示，学生可能在掌握物理概念时遇到难题，无法深入理解。通过使用图表等工具使抽象知识形象化，学生能形成创造性思维，从物理现象的表面深入到其内涵。尽管八年级学生的物理学习时间不长，但他们在数学和科学课程中对声学知识已有初步了解，这为他们的物理学习提供了基础。

总体来说，初中声学知识点虽然比较简单，但仍然包含一些难以理解的概念。因此，教师在教学时需要关注学生的直观感受，确保实验活动简单且直观。这样的教学方法不仅能够激发学生的好奇心和探究欲，还能够有效提升他们的核心素养，为他们的未来学习和研究打下坚实的基础。

这种教学理念与将抽象物理概念直观化的教学思想不谋而合。我们的目标是将那些看似难以理解的物理量通过一系列的教学手段，转化为学生能够直观感受和理解的形式。这样一来，学生在科学探究的过程中，不仅能够领悟到科学的本质，还能够逐步形成正确的科学观念，这对于他们的认知发展至关重要。

这种方法对于帮助学生认识到物理学与科学、技术、社会之间的紧密联系具有不可替代的作用。通过实际的观察和实验，学生能够深刻感受到物理学的实际应用价值，理解物理学在推动社会发展和科技进步中的关键角色。这种认识不仅能够增强学生对物理学科的兴趣，还能够激发他们的学习动力，让他们更加积极地参与到科学探究中。

更为重要的是，这种教学方式有助于培养学生的社会责任感。当学生意识到物理学对于社会发展的重要性时，他们更有可能产生对社会的责任感，愿意将所学知识应用于解决实际问题的过程中。

三、传统乐器与初中物理融合教学的策略

（一）引入传统乐器激发学生兴趣

在课程导入部分，通过在课堂上展示传统乐器，如古筝、琵琶、二胡、大鼓等，并结合历史故事和文化背景的讲述，设计简单的声学实验和互动讨论，以及利用多媒体资源，激发学生对声学知识的兴趣。同时，强调文化传承的重要性，鼓励跨学科联系和创新挑战，让学生在实践中感受声音的产生和变化，从而提高他们的学习热情和参与度，加深对声学原理的理解。

（二）创造教学情景引出物理问题

当学生在对这些乐器有了基本的了解以后，教师可以告诉学生，人类对音乐的感知既受先天听觉特质的影响，也受后天文化与环境习得的影响。这些习得的影响不仅塑造了我们对音乐的感受，还强化了我们对音乐的生理和心理反应。比如，频率接近人类发声的乐器，如吉他或二胡，往往能引发听者的愉悦和倾诉感。尽管如此，乐器声音的物理特性依旧能够触发我们的先天听觉反应，例如，高音区的紧张和激情，以及中低音区的放松和舒缓。音色的差异也能在听觉和心理层面产生强烈的影响，例如，低沉的音色可能引发沉重感，而清脆的音色则可能带来轻松感。乐器的声波能量通过身体振动和压力直接作用于心理，即使人耳难以感知的次声波也能与人体器官产生共鸣。这表明，尽管音乐感知带有主观色彩，乐器声音的客观特性，特别是音色，对听觉感受仍有重要作用。因此，分析胡琴类乐器声音的物理成因，不仅有助于我们理解音色的形成机制，还能帮助我们认识到音色对听觉和心理感知的影响，以及这背后的声学原理。

基于此可以提出如下问题：1.乐器频率与音高的关系：探究不同乐器（如吉他、二胡）的频率如何影响音高，以及这些频率为何能引起特定的情感反应，如愉悦和倾诉感。2.音色与乐器材料的关系：研究乐器的音色是如何由其材料、形状和构造决定的。学生可以探究不同乐器音色的物理成因及其对听觉感受的影响。3.响度与振幅的关系：探讨乐器的响度是如何与振幅相关的，以及响度变化如何影响听众的情感体验和心理状态。4.振幅与声波能量的关系：研究乐器的振幅如何影响声波的能量，以及这些能量如何通过身体振动和压力影响人的心理感受。5.声音的产生与扩散：探究声音是如何由乐器的振动产生，以及声音如何在空气中传播和扩散。学生可以学习声音传播的物理原理，以及不同环境对声音传播的影响。

（三）开展实验验证探究物理问题

由于声学概念的抽象性，如声波和声音频率等不可见因素，学生理解起来较为困难。为了让学生更轻松地把握这些概念，需要运用一些技巧来实现理论的形象化，以便学生能够形成具体的感知能力。演示实验在此过程中发挥着独特的作用。在声学教学中，通过实施演示实验，能够调动学生的兴趣，增强他们的参与意愿和创新精神，同时突破单一演示的局限，提供多元化的教学体验。在实践教学中，教师可以打造一个全方位、分级的演示实验环境，展现一系列相互衔接的实验，使声学知识变得具体可见。此外，教师还可以运用计算机虚拟技术，以图像、视频等形式展现实验原理，充分利用教学资源，为可视化演示实验提供辅助。

1.实验一：借助木琴探究声音的产生与传播

作为一种打击乐器，木琴由音板、支架、共鸣腔和敲击棒四个主要部分构成。音板一般采用红木材质，而支架则多为金属。每个音板下方装有不同长度的铝制共鸣腔，这些共鸣腔的搭配能够提升木琴音量的扩张和延续。音板的音域由其长度和宽度决定，较短的音板发出高音，较长的音板则发出低音。演奏时，利用两根木制敲击棒击打音板，产生清晰且有力的音乐。木琴常需与其他乐器共同演绎，具有独树一帜的音色特点。

共鸣筒在木琴中具有至关重要的作用，它通过共振原理来提升音质。共振是物理学中的一个基本概念，描述的是当一个系统在特定频率下振动时，其振幅会比在其他频率下更加强烈，这个频率即为共振频率。共振还涉及一个物体振动能够引起其他物体振动的现象。共振既有正面效应，也可能带来潜在的危险。在小提琴演奏中，共振有助于产生更加丰富和悦耳的音色。但是，如果共振频率与物体自身的结构频率一致，可能会导致物体结构的破坏。在木琴演奏过程中，控制力度和拨弦角度同样至关重要。拨弦时，拨片与弦的夹角应为30°，这样的拨弦角度可以产生清晰而颗粒感丰富的音色。当拨片与弦成30°角时，由于共鸣效应，木琴能够展现出最佳的音色。这些分析表明，物理学知识对于木琴演奏具有显著的重要性。

2.实验二：借助大鼓探究声音的响度、能量

在前面的教学中，学生已经掌握了声音的产生与传播的相关知识。在实验二中继续探究声音的响度以及声波中蕴含能量这两个知识点。在教师的引导下，可以在鼓面附近均匀地铺上一层塑料颗粒。为了控制变量，可以让鼓槌分别从20cm、50cm和100cm的高度落下。在实验过程中，使用分贝测量仪来测量鼓槌每一次下落并撞击鼓皮时产生的声音分贝值。同时，学生需要观察在鼓面附近的塑料颗粒产生的位移大小。实验结果如下：（1）当鼓槌分别从20/50/100cm高度落下时，第一次撞击产生的分贝分别是50dB/68dB和87dB，可以推测同一材料的物体在借助不同外力引起震动时，产生的声音响度是有所不同的。（2）鼓面附近的塑料颗粒随着鼓槌的撞击而发生了弹跳，因此，声音是具有能量的。

（四）教师引导总结物理知识体系

依据本节课的教学内容，可以对声学的知识进行一个简单的总结，总结内容如下：

综上所述，通过实验手段进行物理教育，让学生在享受乐趣的同时吸收物理知识，这种方法不仅提升了学生对物理学科的兴趣，也丰富了物理教学的形式，使得初中物理课堂摆脱了单调乏味。

参考文献：

[1] 吴紫荆《基于核心素养导向的初中物理大单元教学探究——以沪教版八年级第一学期第一章“声”为例》，《现代教学》2024年第Z3期。

[2] 毋闻凯《联系生活，体验物理——生活化教学在初中物理中的应用策略研究》，《试题与研究》2024年第18期。

[3] 郎和、闹加周《非物质文化遗产在初中物理教学中的应用——以“声音的特性”教学为例》，《物理之友》2020年第2期。

（岳光，1991年生，男，汉族，山东曹县人，大学本科，中级教师，研究方向：初中物理）

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