基于TPACK理論的“聲音的產(chǎn)生與傳播”教學(xué)設(shè)計(jì)①

(1. 安徽師范大學(xué)附屬萃文中學(xué),安徽 蕪湖 241002;2. 安徽師范大學(xué),安徽 蕪湖 241002)

1 問(wèn)題的提出

2005年Koehler和Mishra提出將技術(shù)有效整合到課堂教學(xué)中的TPACK理論。該理論認(rèn)為：教學(xué)法知識(shí)(P)、技術(shù)知識(shí)(T)與學(xué)科內(nèi)容知識(shí)(C)都是技術(shù)融入教學(xué)必不可少的成分。為了幫助教師借助技術(shù)改進(jìn)教與學(xué)的活動(dòng),這三種知識(shí)應(yīng)該相互作用,進(jìn)而形成綜合知識(shí)包。目前,這一理論在學(xué)科教學(xué)領(lǐng)域受到了廣泛關(guān)注,國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)TPACK展開了大量的研究。在本文中，我們嘗試以TPACK理論為指導(dǎo),在“聲音的產(chǎn)生與傳播”教學(xué)中,對(duì)教學(xué)知識(shí)進(jìn)行分析,突出信息技術(shù)能力的應(yīng)用,設(shè)計(jì)相應(yīng)的教學(xué)活動(dòng)。

2 “聲音的產(chǎn)生與傳播”知識(shí)分析

表1是以TPACK理論為指導(dǎo),對(duì)“聲音的產(chǎn)生與傳播”進(jìn)行的知識(shí)分析。

表1

續(xù)表

3 “聲音的產(chǎn)生與傳播”教學(xué)設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)疑激趣,引入新課

師:風(fēng)聲雨聲讀書聲,聲聲入耳;家事國(guó)事天下事,事事關(guān)心。我們生活在聲音的世界里,先來(lái)享受聲音帶來(lái)的藝術(shù)之美。

引導(dǎo)思考:悠揚(yáng)如小提琴，歌唱觸動(dòng)心弦，對(duì)于聲音,我們可以提出什么問(wèn)題？

設(shè)計(jì)思路:利用電子白板的視頻功能,以情境激發(fā)學(xué)生興趣。學(xué)生對(duì)“與聲音有關(guān)問(wèn)題”產(chǎn)生強(qiáng)烈好奇心,能有效“提出問(wèn)題”。這樣的設(shè)計(jì)可以潛移默化地激發(fā)起學(xué)生的興趣,進(jìn)而投入到學(xué)習(xí)活動(dòng)中來(lái)。

3.2 科學(xué)探究:聲音的產(chǎn)生

提出問(wèn)題:聲音是怎樣產(chǎn)生的？

猜想與假設(shè):聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的。

學(xué)生實(shí)驗(yàn)并記錄數(shù)據(jù)，學(xué)生合作交流，實(shí)驗(yàn)時(shí)同步錄屏(TK錄屏)。

交流方式為:一個(gè)同學(xué)交流實(shí)驗(yàn)方案,另一個(gè)同學(xué)匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

學(xué)生探究結(jié)果并不統(tǒng)一,師生共同總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，包括振動(dòng)、摩擦、運(yùn)動(dòng)等。

針對(duì)“科學(xué)探究:聲音的產(chǎn)生”活動(dòng)，出現(xiàn)了觀點(diǎn)分歧,接下來(lái)教師利用演示實(shí)驗(yàn)與學(xué)生共同探究。

教師演示實(shí)驗(yàn)，TK錄屏:(1) 揚(yáng)聲器播放音樂(lè)時(shí),放在紙盆上的小球會(huì)不斷地跳動(dòng),這說(shuō)明揚(yáng)聲器在振動(dòng)。(2) 將正在發(fā)聲的音叉輕輕插入水里,會(huì)看到水花飛濺,你知道水花飛濺的原因嗎？(3) 用手握住正在發(fā)聲的音叉,還能聽到聲音嗎？說(shuō)明了什么？

教師總結(jié):根據(jù)生活現(xiàn)象歸納共同特征,發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律并不容易，我們需要運(yùn)用一些辦法。這里介紹轉(zhuǎn)化法:物理學(xué)中對(duì)于一些看不見摸不著的現(xiàn)象或不易直接測(cè)量的物理量,通常用一些非常直觀的現(xiàn)象去認(rèn)識(shí)或用易測(cè)量的物理量間接測(cè)量,這種研究問(wèn)題的方法叫轉(zhuǎn)換法。

設(shè)計(jì)思路:這里重點(diǎn)說(shuō)明TK錄屏軟件的應(yīng)用,一方面與學(xué)生的實(shí)驗(yàn)同步,更直觀地觀察小組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程;另一方面又能為進(jìn)度慢的小組同學(xué)提供實(shí)驗(yàn)參考。通過(guò)這個(gè)片段的教學(xué)活動(dòng),使學(xué)生建構(gòu)學(xué)科內(nèi)容知識(shí)(CK):聲音的產(chǎn)生。在實(shí)驗(yàn)總結(jié)環(huán)節(jié),采用教師總結(jié)的方式,介紹重要的物理研究方法——轉(zhuǎn)換法,體現(xiàn)了教師的主導(dǎo)地位。該環(huán)節(jié)生生、師生、人機(jī)互動(dòng)融洽,效果突出,這是TPK的有效體現(xiàn)。

3.3 課后調(diào)查,收集資料

自然界中昆蟲會(huì)發(fā)出千奇百怪的聲音，請(qǐng)大家課后做一個(gè)調(diào)查,各種昆蟲靠什么振動(dòng)發(fā)聲？

教師提供了參考網(wǎng)址:中國(guó)公眾科技網(wǎng)(http://www.cpst.net.cn)，按以下步驟展開活動(dòng):(1) 全班同學(xué)分成8個(gè)學(xué)習(xí)小組,每組4-6名同學(xué);(2) 各小組成員調(diào)查出若干種昆蟲發(fā)聲方式,展現(xiàn)圖片、視頻于PPT中，上傳到班級(jí)QQ群,并發(fā)調(diào)查郵件給老師;(3) 在一星期后的物理活動(dòng)課上,各小組同學(xué)對(duì)選定昆蟲的發(fā)聲方式進(jìn)行交流、討論、探究。

設(shè)計(jì)思路：利用科學(xué)網(wǎng)站、班級(jí)QQ群(TK)等擴(kuò)大課堂的容量,使同學(xué)們學(xué)以致用,有效進(jìn)行學(xué)科間的融合。利用的科學(xué)網(wǎng)站開拓學(xué)生的視野,使其領(lǐng)會(huì)自然現(xiàn)象中蘊(yùn)含的物理原理,PCK在細(xì)微處得以體現(xiàn)。

3.4 科學(xué)探究:聲音的傳播

師生交流討論：為什么我們能聽到周圍同學(xué)的聲音？得出初步結(jié)論：聲音的傳播需要空氣。

播放微視頻1:抽去玻璃罩內(nèi)空氣,通過(guò)傾聽，總結(jié)聲音傳播情況。

學(xué)生聽到了微弱的聲音，猜想:(1) 空氣沒(méi)有抽完;(2) 空氣通過(guò)玻璃罩下的底盤傳了出來(lái)……

播放微視頻2:音樂(lè)盒懸空掛在玻璃罩內(nèi),抽去玻璃罩內(nèi)空氣,學(xué)生依然聽到了微弱的聲音。

設(shè)疑:已經(jīng)排除了聲音由底盤傳出來(lái)的可能性,可是我們依然聽到了微弱的聲音。我們也不能確定玻璃罩內(nèi)空氣完全抽走,如何推測(cè)沒(méi)有空氣,聲音就不能傳播？

生:實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn),在音樂(lè)盒發(fā)出聲音不變的情況下,空氣減少時(shí)聲音明顯減弱。若玻璃罩內(nèi)抽成了真空,則聲音將不能傳播出來(lái)。

總結(jié)研究方法,分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果:聲音不能在真空中傳播。

設(shè)計(jì)思路：在這個(gè)教學(xué)活動(dòng)中,PK為理想實(shí)驗(yàn)法,CK為聲音不能在真空中傳播知識(shí)。基于TK電子白板技術(shù)以及TCK微視頻得以實(shí)現(xiàn)，教學(xué)達(dá)到了預(yù)期學(xué)習(xí)效果,學(xué)生能準(zhǔn)確回答出:聲音不能在真空中傳播,研究方法是理想實(shí)驗(yàn)法。

3.5 固體、液體能傳播聲音

路人借問(wèn)遙招手,怕得魚驚不應(yīng)人。隔墻有耳,莫論是非。以上生活事例說(shuō)明,聲音還可以在哪些物質(zhì)中傳播？

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)1:液體可以傳播聲音嗎？

實(shí)驗(yàn)器材:水槽、音樂(lè)盒、透明塑料袋。

實(shí)驗(yàn)要求:設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，檢驗(yàn)聲音可以在液體中傳播。

學(xué)生實(shí)驗(yàn):將一個(gè)發(fā)聲的音樂(lè)盒密封在塑料袋里,透過(guò)水如果能聽到聲音,就說(shuō)明聲音可以在液體中傳播。

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)2:固體可以傳播聲音嗎？

實(shí)驗(yàn)要求:用身邊的器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。

學(xué)生實(shí)驗(yàn):用桌子進(jìn)行實(shí)驗(yàn),一個(gè)同學(xué)輕叩桌面,另一個(gè)同學(xué)把耳朵貼在桌面另一角聽。

大量事實(shí)說(shuō)明:聲音的傳播需要介質(zhì);它既可以在氣體中傳播,也可以在液體、固體中傳播。

比較固體傳聲與氣體傳聲的效果，設(shè)置游戲環(huán)節(jié)如下。

游戲工具:手機(jī)、土電話。

一個(gè)同學(xué)用手機(jī)播放國(guó)歌,另一個(gè)同學(xué)在一段距離之外聽音樂(lè)(距離的要求為該同學(xué)聽不清楚聲音)。

師:為什么他判斷不出歌曲名稱？

生:(1) 距離太遠(yuǎn);(2) 音量太小……

師生活動(dòng):不調(diào)音量,不改變游戲距離,拿出土電話,強(qiáng)調(diào)需繃緊土電話中的棉線。

給參加游戲的同學(xué)提供土電話,同學(xué)再次聽歌曲,可以辨別出是國(guó)歌。

設(shè)計(jì)思路:在這個(gè)教學(xué)活動(dòng)中,CK為固體傳聲效果比氣體傳聲效果好。充滿趣味的實(shí)驗(yàn)使學(xué)生很好地掌握了“固體傳聲效果比氣體傳聲效果好”這個(gè)CK知識(shí)。

4 結(jié)語(yǔ)

筆者在TPACK理論的指導(dǎo)下,充分考慮教師水平、學(xué)生學(xué)情以及本地區(qū)信息技術(shù)發(fā)展等狀況,完成了“聲音的產(chǎn)生和傳播”教學(xué)設(shè)計(jì)。在教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中,我們注意到,看似龐大的課堂容量,教師利用信息技術(shù)授課不僅完整且有趣味,在充滿思考的探究活動(dòng)中有效地滲透了物理學(xué)方法教育,對(duì)學(xué)生思維能力的提高也有積極意義。