謝夢逸

(云南師范大學(xué)物理與電子信息學(xué)院 云南 昆明 650500)

矣昕寶

(西雙版納職業(yè)技術(shù)學(xué)院 云南 西雙版納 666100)

中國是一個少數(shù)民族眾多的國家，少數(shù)民族呈現(xiàn)大雜居小聚居的分布情況，每個民族都有各自的傳統(tǒng)文化.在這些傳統(tǒng)文化的背景下，產(chǎn)生了形形色色的民族樂器、民族兒童玩具、少數(shù)民族自制家具等獨(dú)具特色的民族生活用品.然而很多少數(shù)民族自治區(qū)域的鄉(xiāng)村中學(xué)條件艱苦，學(xué)生能接觸到的教學(xué)資源有限且滯后，使這些區(qū)域的物理教師教學(xué)充滿了挑戰(zhàn).如何結(jié)合少數(shù)民族自治區(qū)域?qū)W生的認(rèn)知特點(diǎn)，開發(fā)和利用日常生活中隨處可見的物理教學(xué)資源，并在課堂中引入“以學(xué)生為中心、以經(jīng)驗(yàn)為中心”的教學(xué)模式成為物理教師著重關(guān)心的問題.西方國家近幾年提出的“5E教學(xué)模式”,為少數(shù)民族地區(qū)的教師提供了借鑒和參考，為邊遠(yuǎn)貧困地區(qū)學(xué)生的學(xué)習(xí)提供了新的教學(xué)方式.5E教學(xué)法是美國加州大學(xué)物理學(xué)教授R.Karplus在皮亞杰研究成果的基礎(chǔ)上提出的“三段式學(xué)習(xí)環(huán)”，美國生物科學(xué)專家把R.Karplus所提出的“三段式學(xué)習(xí)環(huán)”進(jìn)行了詳細(xì)劃分，前后共劃分為5個階段:引入(Engagement)、探究(Explore)、解釋(Explain)、拓展(Elaborate)、評價(Evaluate)，故稱為5E學(xué)習(xí)環(huán)或5E教學(xué)模式[1].在這種全新的教學(xué)模式中，更加強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體地位，教師通過學(xué)習(xí)情境的創(chuàng)設(shè)，把情境化的社會生活與學(xué)生的學(xué)習(xí)緊密聯(lián)系起來，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[2].

在彝族自治區(qū)域，教師可以通過學(xué)生經(jīng)常能夠接觸到少數(shù)民族自制玩具、民族樂器、競技用品等所涉及的知識點(diǎn)作為引入，來提高學(xué)生對教學(xué)課堂的興趣.在新課教授的環(huán)節(jié)組織學(xué)生進(jìn)行合作探究，培養(yǎng)學(xué)生溝通交流、協(xié)作學(xué)習(xí)的能力.在合作探究的基礎(chǔ)上，教師引導(dǎo)學(xué)生對他們?nèi)粘＝佑|的工具的原理用自己的語言進(jìn)行解釋.最后，教師再對學(xué)生合作探究，以及口頭表述的結(jié)果給予正確的評價.真正做到把課堂還給學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有趣且有效的學(xué)習(xí).

1 5E教學(xué)法應(yīng)用在“聲音產(chǎn)生”的教學(xué)過程

在彝族自治地區(qū)，三弦、葫蘆笙、皮鼓等少數(shù)民族樂器被廣泛運(yùn)用于節(jié)日活動、舉辦宴會等場合，這些樂器是彝族學(xué)生，尤其是來自鄉(xiāng)村中學(xué)的學(xué)生都很熟悉的幾種民族樂器.“聲現(xiàn)象”是義務(wù)教育階段物理學(xué)習(xí)的重要知識，利用三弦等樂器的發(fā)聲原理進(jìn)行聲音的產(chǎn)生這一重要知識點(diǎn)的講解，既可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又可以把物理融于生活.本文基于5E教學(xué)法的教學(xué)模式，以聲音的產(chǎn)生這一知識點(diǎn)為例，結(jié)合彝族自治區(qū)域?qū)W生的特點(diǎn)進(jìn)行新的教學(xué)模式的探討.

1.1 “七月火把節(jié)”引入聲音的產(chǎn)生

在課前，教師通過播放一段自己錄制的在彝族“火把節(jié)”夜晚眾人圍在一起，用圖1中的民族樂器伴奏，跳“三跺腳”舞蹈的節(jié)目，視頻最終聚焦在三弦樂器之上.教師通過提出問題：在最后老師聚焦的琴弦的地方，同學(xué)們觀察到了什么現(xiàn)象？三弦樂器的美妙之聲是如何產(chǎn)的？從而引出聲音的產(chǎn)生這一知識點(diǎn).

圖1 民族樂器三弦

5E教學(xué)法的依據(jù)：“引入”環(huán)節(jié)意味著學(xué)生應(yīng)該在知識產(chǎn)生的真實(shí)情境中，通過與教師、同伴的互動，學(xué)習(xí)建構(gòu)新知.在這一環(huán)節(jié)中教師需要通過創(chuàng)設(shè)情境，設(shè)計(jì)一些引入活動來吸引學(xué)生的注意力.這些引入活動中有一部分與當(dāng)代普遍認(rèn)可的新經(jīng)驗(yàn)一致，也有些不一致的[1].在新課引入階段采用學(xué)生日常生活中經(jīng)常能夠見到的民族樂器的使用來引入新課，能夠使學(xué)生充分感受到物理源自于生活，也更能激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲.教師創(chuàng)設(shè)實(shí)際生活中的教學(xué)情境，來吸引學(xué)生的注意，帶著對于樂器的好奇心積極主動參與到課堂學(xué)習(xí)中來.在學(xué)習(xí)聲音的產(chǎn)生之前，學(xué)生普遍錯誤地認(rèn)為只要有物體動起來，就能夠產(chǎn)生聲音.學(xué)生所觀察到的現(xiàn)象與他們腦海中的原有認(rèn)知發(fā)生沖突，從另一個角度激起學(xué)生的的學(xué)習(xí)欲望[2].

1.2 探究三弦 葫蘆笙 皮鼓等樂器的發(fā)聲原理

進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究時先將學(xué)生兩人為一組，分成4組進(jìn)行探究活動，每一組分發(fā)不同的實(shí)驗(yàn)器材，通過實(shí)驗(yàn)探究，帶領(lǐng)學(xué)生分析解釋不同的民族樂器、生活中的常見物體等是否具有相同的發(fā)聲原理.教師為學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)探究的教具：三弦樂器、葫蘆笙、皮鼓、橡皮筋、輕繩、羽毛、碎紙片等.

第一組學(xué)生活動：組織學(xué)生甲和乙，甲同學(xué)彈奏三弦樂器，乙同學(xué)觀察三弦樂器發(fā)聲時琴弦中的振動情況(如圖2)，再用手指按住琴弦，觀察發(fā)聲是否停止？

圖2 三弦樂器振動示意圖

第二組學(xué)生活動：組織學(xué)生丙和丁用輕繩的一頭拴牢羽毛，另一頭拴在葫蘆笙樂器(如圖3)的腰上，丙同學(xué)吹響葫蘆笙[3]，丁同學(xué)觀察羽毛的“舞動”現(xiàn)象.

圖3 葫蘆笙

第三組學(xué)生活動：組織學(xué)生戊和己對皮鼓(如圖4)進(jìn)行探究，將提前準(zhǔn)備的碎紙屑放在皮鼓上，用錘輕輕打擊皮鼓[4]，觀察碎紙屑的振動情況，再用手觸碰鼓面，使振動停止，觀察皮鼓是否仍在發(fā)聲.

圖4 皮鼓樂器

第四組學(xué)生活動：組織庚和辛兩位學(xué)生對生活中常見的物體進(jìn)行發(fā)聲原理的探究，學(xué)生庚稍用力拉住橡皮筋的兩端，辛同學(xué)撥動橡皮筋，并觀察橡皮筋發(fā)出聲音時的振動情況，再用手觸碰橡皮筋使之停止，觀察橡皮筋停止振動時聲音還是否存在.

5E教學(xué)法的依據(jù)：在“引入”階段，教師利用民族樂器的演奏視頻，以及樂器在視頻中的表現(xiàn)與學(xué)生最初的認(rèn)知沖突激發(fā)出學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，將在“探究”這一環(huán)節(jié)中得到解決.“探究”是整個教學(xué)模式的中心環(huán)節(jié)，獲取知識、 掌握技能和技巧都是在這個過程中完成的[1].教師設(shè)計(jì)多組實(shí)驗(yàn)，組織學(xué)生合作探究，分組對多種民族樂器進(jìn)行探究，再設(shè)計(jì)一個生活中隨處可見的物體進(jìn)行探究，以證明知識點(diǎn)的普適性.分組探究，能夠增強(qiáng)學(xué)生動手能力與合作探究能力.

1.3 解釋聲音的產(chǎn)生過程

表征能力是一個術(shù)語，是Kozma和Russell用來描述一組技能和實(shí)踐，這些技能和實(shí)踐使個人能夠使用不同的表征來思考、交流、解釋、支持、解決問題或?qū)ΜF(xiàn)象進(jìn)行預(yù)測[5].通過上述對幾組實(shí)驗(yàn)的分組探究，讓學(xué)生動手操作不同的民族樂器，用生活中的常見物體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在物體發(fā)出聲音的同時觀察物體的振動情況，學(xué)生能夠用自己的語言總結(jié)出物體的振動與聲音的產(chǎn)生之間的因果關(guān)系:聲音是由物體振動產(chǎn)生的.從多個物體的不同表征度進(jìn)行分析和解釋這種物理現(xiàn)象.出聲思維就是要讓學(xué)生將其思維過程充分展示出來，借助于語言向教師或同學(xué)吐露其內(nèi)隱的思維過程[6].

1.4 關(guān)于聲音傳播的拓展性實(shí)驗(yàn)探究

在前面的課堂教學(xué)中，組織學(xué)生進(jìn)行的關(guān)于彝族樂器發(fā)聲時的振動現(xiàn)象全是固體發(fā)聲原理的探究活動，這些物體在發(fā)聲時的現(xiàn)象比較容易觀察，即使不容易直接看到，也可以利用羽毛、碎紙屑等輕小物體加以輔助觀測.但是，我們周圍的物質(zhì)世界不僅僅只有固體的存在，學(xué)生就會比較好奇是否氣體、液體所發(fā)出的聲音也是因?yàn)檎駝赢a(chǎn)生的呢？它們是如何振動的對于初步接觸物理的初中生來說，很難理解和想象，就需要在教師帶領(lǐng)下進(jìn)行拓展性探究，例如“風(fēng)聲鶴唳”“流水潺潺”等成語中的物體所產(chǎn)生的聲音，聲源物體的振動是如何產(chǎn)生的，學(xué)生會感到很好奇，在拓展環(huán)節(jié)，教師可以組織學(xué)生進(jìn)行以下活動.

第一組學(xué)生活動(探究“風(fēng)聲鶴唳”的聲源振動現(xiàn)象)：風(fēng)是由于空氣的流動所造成的，在生活中學(xué)生既容易接觸到，又容易被聽到的風(fēng)聲是由風(fēng)扇所吹出的風(fēng).對于教學(xué)條件相對落后的少數(shù)民族地區(qū)的學(xué)生來說，教室屋頂懸掛的“搖頭扇”就是很好的教學(xué)資源.教師組織學(xué)生打開“搖頭扇”風(fēng)扇發(fā)出呼呼的風(fēng)聲時，拿一張紙片靠近風(fēng)扇.組織學(xué)生討論：在這個過程中觀察到了什么現(xiàn)象，為什么看到這樣的現(xiàn)象？經(jīng)過學(xué)生的討論得出：可以清楚地看到與空氣接觸的紙片產(chǎn)生了很明顯的振動現(xiàn)象；得出結(jié)論：我們?nèi)粘Ｉ钪新牭降娘L(fēng)聲是由空氣振動產(chǎn)生的.

第二組學(xué)生活動(探究“流水潺潺”的聲源振動現(xiàn)象)：組織學(xué)生往水盆里現(xiàn)注入半盆水，在水里面放入些許碎紙片，等待水面平靜(紙片靜止)之后，再往里面繼續(xù)倒水，引導(dǎo)學(xué)生一邊倒水一邊注意聽聲音，同時觀察水里紙片的運(yùn)動情況.提出問題組織學(xué)生討論：實(shí)驗(yàn)過程中觀察到了什么現(xiàn)象？產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是什么？學(xué)生經(jīng)過討論之后得出觀察到的現(xiàn)象是：聽到潺潺的流水聲的同時觀察到水里原本靜止的碎紙屑開始運(yùn)動起來；得出的結(jié)論是：液體發(fā)出的聲音也是由于液體的振動產(chǎn)生的.

5E教學(xué)法的依據(jù)：拓展性實(shí)驗(yàn)無論在初中物理課程,還是在高中物理課程的教學(xué)中都具有很重要的作用，這樣的教學(xué)方式，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的拓展，實(shí)驗(yàn)課程從封閉性的、驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)向開放性的、探究性的實(shí)驗(yàn)課程轉(zhuǎn)變[7].教師組織學(xué)生進(jìn)行拓展性實(shí)驗(yàn)，可以加深學(xué)生對聲音的產(chǎn)生的理解，并且能夠?qū)ι钪行涡紊奈矬w所發(fā)出的聲音的原因進(jìn)行解釋.此外，還能提高學(xué)生對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析總結(jié)能力與交流協(xié)作能力.

1.5 貫穿于整堂課的評價

評價環(huán)節(jié)，在整個課堂教學(xué)中，占據(jù)了非常重要的地位，它在前面的“引入”“探究”“解釋”“拓展”中都扮演了非常重要的角色.在整個課堂教學(xué)的過程中，教師多次組織學(xué)生對實(shí)驗(yàn)過程中觀察到的現(xiàn)象和得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行討論，以及用自己的語言去解釋生活中的物理現(xiàn)象，教師要及時對學(xué)生的討論結(jié)果給予公正客觀的評價.5E教學(xué)法中倡導(dǎo)的評價，不僅僅是最終的對或錯的終結(jié)性評價，而是貫穿于各個環(huán)節(jié)中的形成性評價，通過教師給出的客觀評價，學(xué)生能夠認(rèn)識到自己的不足之處，在學(xué)習(xí)的過程中得到進(jìn)步和成長.

2 討論

本文以聲音的產(chǎn)生這一知識點(diǎn)為例，探討了5E教學(xué)法的教學(xué)理論如何在少數(shù)民族自治區(qū)域的物理教學(xué)課堂中開展和應(yīng)用.以最貼近少數(shù)民族學(xué)生生活的民族樂器作為少數(shù)民族獨(dú)有的教學(xué)資源，讓學(xué)

生親身感受到物理源于生活并解決生活問題的學(xué)科魅力.同時，能夠?yàn)槠h(yuǎn)的邊疆少數(shù)民族地區(qū)的物理教學(xué)資源的開發(fā)和利用提供參考價值.在教學(xué)過程中，參考了5E教學(xué)法的教學(xué)設(shè)計(jì)理念和教學(xué)依據(jù)，教師創(chuàng)設(shè)學(xué)生能夠接觸到的真實(shí)生活情境，并以學(xué)生認(rèn)知中的沖突作為新課的引入，這種新的教學(xué)模式，既可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又可以通過認(rèn)知沖突激發(fā)學(xué)生的求知欲[8].通過組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，提高學(xué)生的動手能力與團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，打破了傳統(tǒng)的“填鴨式教學(xué)”，讓新課程標(biāo)準(zhǔn)倡導(dǎo)的科學(xué)素養(yǎng)在實(shí)際教學(xué)中得以實(shí)現(xiàn).5E教學(xué)法中的“解釋”“拓展”階段，能夠使學(xué)生親自動手探究自己所感興趣的知識，并能夠用自己的語言總結(jié)出觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，把教學(xué)目標(biāo)以一種可操作的方式表現(xiàn)出來.在整個教學(xué)過程中，對學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行及時有效的反饋，在每個環(huán)節(jié)中都穿插著正式客觀的評價，及時地讓學(xué)生知道學(xué)習(xí)過程中的錯誤和不足，鼓勵學(xué)生尋找正確的學(xué)習(xí)和科學(xué)探究途徑.

根據(jù)少數(shù)民族學(xué)生的生活特點(diǎn)，對生活中隨處可見的民族樂器、民族兒童玩具、少數(shù)民族自制家具等物品的利用，為教學(xué)條件相對落后的邊疆少數(shù)民族地區(qū)物理教學(xué)資源的開發(fā)和利用提供了新的參考.結(jié)合5E教學(xué)法的教學(xué)理念進(jìn)行多過程的教學(xué)設(shè)計(jì)，綜合培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作能力和動手操作能力，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，為相對落后的彝族自治區(qū)域的中學(xué)物理教學(xué)提供了新的方法和途徑.