［摘 要］文章介紹江蘇省蘇州實驗中學(xué)馬朱林老師開設(shè)的省級展示課《波的形成》的教學(xué)特色和設(shè)計策略，該課教學(xué)中應(yīng)用了可視化技術(shù)、探究實驗、創(chuàng)新實驗，開展了趣味游戲活動。該課中創(chuàng)設(shè)的情境緊扣課題、突出重點，能有效幫助學(xué)生厘清疑點，化解難點，能充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，從而寓民族自豪感和愛國主義教育于課堂教學(xué)之中，激起了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和興趣，提升了學(xué)生學(xué)習(xí)的原動力。

［關(guān)鍵詞］巧設(shè)情境；引導(dǎo)探究；提升素養(yǎng)；波的形成；教學(xué)設(shè)計

［中圖分類號］ ? ?G633.7 ? ? ? ?［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］ ? ?A ? ? ? ?［文章編號］ ? ?1674-6058（2023）02-0050-03

最近，江蘇省中小學(xué)教學(xué)研究室舉辦的“教學(xué)新時空·名師課堂”在蘇州市教師發(fā)展學(xué)院舉行，江蘇省蘇州實驗中學(xué)馬朱林老師開設(shè)的展示課《波的形成》特色顯著：整堂以學(xué)為中心，很好地引導(dǎo)學(xué)生就物探理，有效提升了學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng)，彰顯了以學(xué)生發(fā)展為本的理念。本節(jié)課緊扣“波的形成”這一主旨，有機(jī)滲透相互作用觀、科學(xué)探究和科學(xué)思維，充分應(yīng)用了可視化技術(shù)、探究實驗、創(chuàng)新實驗，開展了趣味游戲活動，創(chuàng)設(shè)豐富、真實的情境，緊扣機(jī)械波的產(chǎn)生條件、特點和規(guī)律等知識，突出重點，厘清疑點，化解難點，充分調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，激起了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和興趣，提升了學(xué)生學(xué)習(xí)的原動力。

本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計凸顯“知識問題化，問題情境化，情境真實化，細(xì)節(jié)放大化，模擬精確化，探究多樣化，過程親歷化，活動合作化，評價及時化，結(jié)論自主化”，注重引導(dǎo)學(xué)生體驗探究過程。教學(xué)情境真實、有趣，精彩紛呈，課堂氛圍熱烈、融洽、和諧，教學(xué)層次錯落有致，教學(xué)中不斷提出問題、分析問題和解決問題，在潛移默化中培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，充分發(fā)揮物理學(xué)科教學(xué)在立德樹人中的獨特作用。接下來與同行們分享馬朱林老師這節(jié)課的幾個亮點。

一、創(chuàng)設(shè)趣味性活動情境，引入課題——波的形成

甫一上課，馬老師首先請學(xué)生觀察一個日常生活中的現(xiàn)象：水滴落入平靜水面形成一圈圈的波紋（如圖1），學(xué)生趣味盎然。接著播放體育活動課的甩繩視頻（如圖2）。利用游戲活動激起學(xué)生的好奇心和求知欲，水到渠成地引入課題——波的形成。

二、創(chuàng)設(shè)挑戰(zhàn)性活動情境，提出問題——波的形成條件

提出問題：繩波是如何形成的呢？

為便于學(xué)生觀察、討論和分析，馬老師首先請學(xué)生搬動課桌和凳子，在教室中央騰出一塊空場地；然后把較粗的長繩一端固定在教室中間的課桌腿上，另一端握在手中，拉直長繩；接著在豎直方向上下抖動該繩端，在繩上形成波形，要求學(xué)生仔細(xì)觀察繩波的傳播過程（如圖3），并借助手機(jī)的錄像功能將繩波的傳播過程投影到黑板屏幕上；最后啟發(fā)學(xué)生小結(jié)波形成的兩個條件：波源和介質(zhì)。

三、創(chuàng)設(shè)啟發(fā)性情境，分析波形成的條件——發(fā)現(xiàn)問題

馬老師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行定性分析，并滲透科學(xué)方法：微元法和理想模型法。首先，設(shè)想把繩分成很多小段；然后把每一個小段抽象為一個質(zhì)點，且質(zhì)點之間存在相互作用力；最后波源起振后，振動在介質(zhì)中由近及遠(yuǎn)向外傳播，形成機(jī)械波。但同時發(fā)現(xiàn)上述繩波的演示中存在3個問題：

1.波源振動的穩(wěn)定性和規(guī)律性不夠；

2.粗繩的重力對實驗有影響；

3.波形不穩(wěn)定，且轉(zhuǎn)瞬即逝。

四、創(chuàng)設(shè)創(chuàng)新性活動情境，解決問題——演示波的傳播過程

為解決上述3個問題，馬老師根據(jù)勻速圓周運(yùn)動可分解為簡諧運(yùn)動的原理自制可調(diào)頻率的穩(wěn)定振源（如圖4）。這是本節(jié)課的創(chuàng)新之筆。

為消除重力對波形的影響，采用懸掛平衡法，將所有小球用細(xì)線懸掛在同一水平直線上。啟動振源，借助Pad將所有小球先后振動形成的波形無線投影到大屏幕上，即可看到如圖5所示的波形圖，非常清晰，接近完美。馬老師趁熱打鐵，啟發(fā)學(xué)生思考波源的振動由近及遠(yuǎn)傳播的內(nèi)在原因。

五、創(chuàng)設(shè)探究性情境，剖析波的形成機(jī)制

馬老師在黑板上呈現(xiàn)如圖6所示的若干個彼此相連的小球，當(dāng)小球1作為波源開始做簡諧振動后，發(fā)現(xiàn)小球2、3、4等隨后依次做簡諧振動，且每一個小球的起振方向相同，所有小球重復(fù)波源1的振動形式。

進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)如下規(guī)律：

1.介質(zhì)質(zhì)點重復(fù)振源的振動；

2.振源振動帶動靠近振源的質(zhì)點振動，靠近振源的質(zhì)點再帶動較遠(yuǎn)的質(zhì)點振動，后面的質(zhì)點都跟著動起來，只是后面的質(zhì)點總比前面的質(zhì)點滯后，所有質(zhì)點都不隨波遷移，整體形成波動；

3.機(jī)械振動在介質(zhì)中的傳播形成機(jī)械波；

4.機(jī)械波傳遞信息與能量。

六、借助GeoGebra軟件精確模擬不同時刻的波形

GeoGebra是一款綜合幾何、代數(shù)與微積分的動態(tài)可視化軟件，具有開源、免費的特點，功能非常強(qiáng)大，人們經(jīng)常用來演示及探究數(shù)學(xué)、物理和工程技術(shù)方面的現(xiàn)象和知識。

馬老師借助GeoGebra軟件精確模擬T/4、T/2、3T/4等時刻的波形圖（如圖7），直觀展示介質(zhì)質(zhì)點均在各自的平衡位置附近做簡諧振動，且各質(zhì)點不隨波遷移，切實幫助學(xué)生深刻理解橫波傳播的規(guī)律。馬老師接著演示、介紹縱波及其傳播的特點，并重點強(qiáng)調(diào)橫波與縱波的區(qū)別。

七、創(chuàng)設(shè)體驗性活動情境，強(qiáng)化形成波的力學(xué)特征

機(jī)械波的本質(zhì)是介質(zhì)中的任一質(zhì)點在鄰近質(zhì)點帶動下做受迫振動。為幫助學(xué)生理解、體會機(jī)械波的特征和規(guī)律，教材和大量教學(xué)參考資料都介紹了團(tuán)體操表現(xiàn)的波浪（如圖8）。但是，馬老師別出心裁、大膽創(chuàng)新，帶領(lǐng)學(xué)生重溫老鷹捉小雞的游戲（如圖9），喚起大家兒時的記憶，課堂氣氛非常熱烈。從圖9中可以十分清晰地看到學(xué)生衣服的后襟被明顯拉長了，這充分說明彼此間的拉力比較大，前面的同學(xué)牽引后面的同學(xué)左右運(yùn)動，讓學(xué)生深切感受到介質(zhì)質(zhì)點做受迫振動，相鄰質(zhì)點之間存在相位差。這一教學(xué)設(shè)計是本節(jié)課特別出彩的地方。

八、創(chuàng)設(shè)應(yīng)用性情境，介紹地震波及其預(yù)報和防震減災(zāi)

馬老師請學(xué)生觀看一段地震視頻。提問：停靠在站臺的火車，當(dāng)發(fā)生地震時是如何振動的？為什么？學(xué)生踴躍回答問題。接著，馬老師講地震是一種常見的自然災(zāi)害，地球上每年約發(fā)生500多萬次地震，即每天發(fā)生上萬次地震，但是，少數(shù)強(qiáng)烈地震能對人類造成嚴(yán)重危害。

地殼中板塊之間相互擠壓、碰撞造成的振動在地殼中傳播形成地震波，地表下的地震波既有縱波成分，又有橫波成分，且縱波的傳播速度大于橫波的傳播速度，如圖10所示。地表上還有表面波，表面波的傳播速度小于橫波的傳播速度，強(qiáng)烈地震的表面波對人類造成的危害很大。目前的科學(xué)技術(shù)水平尚無法預(yù)測強(qiáng)烈地震將在何處、何時發(fā)生。但是，人類可以借助儀器設(shè)備記錄地震的發(fā)生，馬老師見縫插針地介紹我國東漢時期的科學(xué)家張衡發(fā)明的地動儀，記錄地震發(fā)生的方位，以增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感和愛國熱情，加強(qiáng)學(xué)生的文化自信。目前，人類可以通過地震記錄儀被動監(jiān)測地震的發(fā)生及其強(qiáng)度，馬老師進(jìn)一步補(bǔ)充講解地震記錄儀的工作原理，在復(fù)習(xí)舊知識的過程中提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣?，F(xiàn)在，人們正在想方設(shè)法提高各類建筑的抗震等級，同時加強(qiáng)對廣大民眾的防震減災(zāi)教育。馬老師勉勵學(xué)生發(fā)奮學(xué)習(xí)，努力攀登科學(xué)高峰，為預(yù)報強(qiáng)地震、防震減災(zāi)、造福人類貢獻(xiàn)力量。

九、創(chuàng)設(shè)拓展性情境，布置微課題——引導(dǎo)學(xué)生研究聲波在空氣中傳播的機(jī)理

學(xué)習(xí)的目的，不僅僅是為了學(xué)習(xí)知識、掌握方法和培養(yǎng)能力，進(jìn)而達(dá)到了解、認(rèn)識自然的目的，更重要的是在日常生活和科學(xué)技術(shù)中學(xué)會應(yīng)用知識、方法解決實際問題，進(jìn)而推動社會進(jìn)步和人類發(fā)展。本著學(xué)以致用的原則，馬老師小結(jié)本節(jié)課的四部分教學(xué)內(nèi)容后，給學(xué)生布置微課題——研究聲波在空氣中傳播的機(jī)理，并給予研究方法指導(dǎo)，介紹微課題研究的四個主要步驟：文獻(xiàn)研究、理論探究、實驗探究和形成報告，在潛移默化中提高學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。

然而，本節(jié)展示課的教學(xué)預(yù)設(shè)過多，課堂容量偏大，學(xué)生參與教學(xué)活動比較被動，如能精簡一點，給學(xué)生動腦、動手和動嘴的機(jī)會再多一點，教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成度可能會更高。另外，正式上課之前，不宜把所有的實驗器材、設(shè)備一股腦兒地放在講臺或黑板附近，某一個實驗結(jié)束后，要及時把相關(guān)的實驗器材、設(shè)備移到學(xué)生的視線之外，以免分散學(xué)生的注意力。做繩波演示實驗時，除在豎直方向抖動繩端外，還可以在水平地面上左右抖動繩端，雖然地面的摩擦力不能忽略，但實驗現(xiàn)象會更顯著。還有一點比較遺憾，馬老師沒有帶領(lǐng)學(xué)生做教材中的“做一做”實驗，其實，該實驗是小結(jié)本節(jié)課的點睛之筆。

縱觀本節(jié)展示課，馬老師對教材結(jié)構(gòu)、教學(xué)內(nèi)容有清晰的認(rèn)識，對整冊教材能夠整體性把握，能不拘泥于教材，準(zhǔn)確設(shè)計教學(xué)目標(biāo)，雖然用教材教，但不僅僅是教教材，勇于質(zhì)疑創(chuàng)新，修改和完善教學(xué)內(nèi)容；充分利用多種實驗、真實情境、趣味游戲、物理學(xué)史、可視化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)資源等回歸知識產(chǎn)生過程的本源，還原知識應(yīng)用的實際過程，剖析、解決重點和難點問題，幫助學(xué)生掃除盲點、厘清疑點。教學(xué)活動井然有序、精彩紛呈、由淺入深，引人入勝，寓教于樂，師生互動頻繁，圓滿完成了立德樹人的教學(xué)任務(wù)。

［ ? 參 ? 考 ? 文 ? 獻(xiàn) ? ］

［1］ ?顧明遠(yuǎn).核心素養(yǎng)：課程改革的原動力［J］.人民教育，2015（13）：17-18.

［2］ ?朱亞軍.觀物探理 提升素養(yǎng)：《靜電現(xiàn)象的應(yīng)用》展示課評析［J］.中學(xué)教學(xué)參考，2018（20）：38-40.

［3］ ?朱亞軍.用心看 用心做 用心悟：評何勇軍老師的公開課《反沖現(xiàn)象 火箭》［J］.中學(xué)教學(xué)參考，2022（2）：32-34.

（責(zé)任編輯 易志毅）