［摘 要］文章介紹江蘇省蘇州實(shí)驗(yàn)中學(xué)馬朱林老師開(kāi)設(shè)的省級(jí)展示課《波的形成》的教學(xué)特色和設(shè)計(jì)策略，該課教學(xué)中應(yīng)用了可視化技術(shù)、探究實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，開(kāi)展了趣味游戲活動(dòng)。該課中創(chuàng)設(shè)的情境緊扣課題、突出重點(diǎn)，能有效幫助學(xué)生厘清疑點(diǎn)，化解難點(diǎn)，能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，從而寓民族自豪感和愛(ài)國(guó)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(dòng)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(jì)

［中圖分類(lèi)號(hào)］ ? ?G633.7 ? ? ? ?［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ ? ?A ? ? ? ?［文章編號(hào)］ ? ?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(shí)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(shí)驗(yàn)中學(xué)馬朱林老師開(kāi)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(guān)、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(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，開(kāi)展了趣味游戲活動(dòng)，創(chuàng)設(shè)豐富、真實(shí)的情境，緊扣機(jī)械波的產(chǎn)生條件、特點(diǎn)和規(guī)律等知識(shí)，突出重點(diǎn)，厘清疑點(diǎn)，化解難點(diǎn)，充分調(diào)動(dòng)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(dòng)力。

本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)凸顯“知識(shí)問(wèn)題化，問(wèn)題情境化，情境真實(shí)化，細(xì)節(jié)放大化，模擬精確化，探究多樣化，過(guò)程親歷化，活動(dòng)合作化，評(píng)價(jià)及時(shí)化，結(jié)論自主化”，注重引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)探究過(guò)程。教學(xué)情境真實(shí)、有趣，精彩紛呈，課堂氛圍熱烈、融洽、和諧，教學(xué)層次錯(cuò)落有致，教學(xué)中不斷提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)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(shù)人中的獨(dú)特作用。接下來(lái)與同行們分享馬朱林老師這節(jié)課的幾個(gè)亮點(diǎn)。

一、創(chuàng)設(shè)趣味性活動(dòng)情境，引入課題——波的形成

甫一上課，馬老師首先請(qǐng)學(xué)生觀(guān)察一個(gè)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(dòng)課的甩繩視頻（如圖2）。利用游戲活動(dòng)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(dòng)情境，提出問(wèn)題——波的形成條件

提出問(wèn)題：繩波是如何形成的呢？

為便于學(xué)生觀(guān)察、討論和分析，馬老師首先請(qǐng)學(xué)生搬動(dòng)課桌和凳子，在教室中央騰出一塊空?qǐng)龅?；然后把較粗的長(zhǎng)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(zhǎng)繩；接著在豎直方向上下抖動(dòng)該繩端，在繩上形成波形，要求學(xué)生仔細(xì)觀(guān)察繩波的傳播過(guò)程（如圖3），并借助手機(jī)的錄像功能將繩波的傳播過(guò)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(gè)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(wèn)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(gè)小段抽象為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，且質(zhì)點(diǎn)之間存在相互作用力；最后波源起振后，振動(dòng)在介質(zhì)中由近及遠(yuǎn)向外傳播，形成機(jī)械波。但同時(shí)發(fā)現(xiàn)上述繩波的演示中存在3個(gè)問(wèn)題：

1.波源振動(dòng)的穩(wěn)定性和規(guī)律性不夠；

2.粗繩的重力對(duì)實(shí)驗(yàn)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(dòng)情境，解決問(wèn)題——演示波的傳播過(guò)程

為解決上述3個(gè)問(wèn)題，馬老師根據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)可分解為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)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(duì)波形的影響，采用懸掛平衡法，將所有小球用細(xì)線(xiàn)懸掛在同一水平直線(xiàn)上。啟動(dòng)振源，借助Pad將所有小球先后振動(dòng)形成的波形無(wú)線(xiàn)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(dòng)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(gè)彼此相連的小球，當(dāng)小球1作為波源開(kāi)始做簡(jiǎn)諧振動(dòng)后，發(fā)現(xiàn)小球2、3、4等隨后依次做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，且每一個(gè)小球的起振方向相同，所有小球重復(fù)波源1的振動(dòng)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(diǎn)重復(fù)振源的振動(dòng)；

2.振源振動(dòng)帶動(dòng)靠近振源的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，靠近振源的質(zhì)點(diǎn)再帶動(dòng)較遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，后面的質(zhì)點(diǎn)都跟著動(dòng)起來(lái)，只是后面的質(zhì)點(diǎn)總比前面的質(zhì)點(diǎn)滯后，所有質(zhì)點(diǎn)都不隨波遷移，整體形成波動(dòng)；

3.機(jī)械振動(dòng)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(shí)刻的波形

GeoGebra是一款綜合幾何、代數(shù)與微積分的動(dòng)態(tài)可視化軟件，具有開(kāi)源、免費(fèi)的特點(diǎn)，功能非常強(qiáng)大，人們經(jīng)常用來(lái)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(shí)。

馬老師借助GeoGebra軟件精確模擬T/4、T/2、3T/4等時(shí)刻的波形圖（如圖7），直觀(guān)展示介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)均在各自的平衡位置附近做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，且各質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移，切實(shí)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(diǎn)，并重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)橫波與縱波的區(qū)別。

七、創(chuàng)設(shè)體驗(yàn)性活動(dòng)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(diǎn)在鄰近質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)下做受迫振動(dòng)。為幫助學(xué)生理解、體會(huì)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(shí)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(zhǎng)了，這充分說(shuō)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(dòng)，讓學(xué)生深切感受到介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)做受迫振動(dòng)，相鄰質(zhì)點(diǎn)之間存在相位差。這一教學(xué)設(shè)計(jì)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(bào)和防震減災(zāi)

馬老師請(qǐng)學(xué)生觀(guān)看一段地震視頻。提問(wèn)：?？吭谡九_(tái)的火車(chē)，當(dāng)發(fā)生地震時(shí)是如何振動(dòng)的？為什么？學(xué)生踴躍回答問(wèn)題。接著，馬老師講地震是一種常見(jiàn)的自然災(zāi)害，地球上每年約發(fā)生500多萬(wàn)次地震，即每天發(fā)生上萬(wàn)次地震，但是，少數(shù)強(qiáng)烈地震能對(duì)人類(lèi)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(dòng)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(duì)人類(lèi)造成的危害很大。目前的科學(xué)技術(shù)水平尚無(wú)法預(yù)測(cè)強(qiáng)烈地震將在何處、何時(shí)發(fā)生。但是，人類(lèi)可以借助儀器設(shè)備記錄地震的發(fā)生，馬老師見(jiàn)縫插針地介紹我國(guó)東漢時(shí)期的科學(xué)家張衡發(fā)明的地動(dòng)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(ài)國(guó)熱情，加強(qiáng)學(xué)生的文化自信。目前，人類(lèi)可以通過(guò)地震記錄儀被動(dòng)監(jiān)測(cè)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(shí)的過(guò)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(lèi)建筑的抗震等級(jí)，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)廣大民眾的防震減災(zāi)教育。馬老師勉勵(lì)學(xué)生發(fā)奮學(xué)習(xí)，努力攀登科學(xué)高峰，為預(yù)報(bào)強(qiáng)地震、防震減災(zāi)、造福人類(lèi)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(shí)、掌握方法和培養(yǎng)能力，進(jìn)而達(dá)到了解、認(rèn)識(shí)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(huì)應(yīng)用知識(shí)、方法解決實(shí)際問(wèn)題，進(jìn)而推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步和人類(lèi)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(gè)主要步驟：文獻(xiàn)研究、理論探究、實(shí)驗(yàn)探究和形成報(bào)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(guò)多，課堂容量偏大，學(xué)生參與教學(xué)活動(dòng)比較被動(dòng)，如能精簡(jiǎn)一點(diǎn)，給學(xué)生動(dòng)腦、動(dòng)手和動(dòng)嘴的機(jī)會(huì)再多一點(diǎn)，教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成度可能會(huì)更高。另外，正式上課之前，不宜把所有的實(shí)驗(yàn)器材、設(shè)備一股腦兒地放在講臺(tái)或黑板附近，某一個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，要及時(shí)把相關(guān)的實(shí)驗(yàn)器材、設(shè)備移到學(xué)生的視線(xiàn)之外，以免分散學(xué)生的注意力。做繩波演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，除在豎直方向抖動(dòng)繩端外，還可以在水平地面上左右抖動(dòng)繩端，雖然地面的摩擦力不能忽略，但實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象會(huì)更顯著。還有一點(diǎn)比較遺憾，馬老師沒(méi)有帶領(lǐng)學(xué)生做教材中的“做一做”實(shí)驗(yàn)，其實(shí)，該實(shí)驗(yàn)是小結(jié)本節(jié)課的點(diǎn)睛之筆。

縱觀(guān)本節(jié)展示課，馬老師對(duì)教材結(jié)構(gòu)、教學(xué)內(nèi)容有清晰的認(rèn)識(shí)，對(duì)整冊(cè)教材能夠整體性把握，能不拘泥于教材，準(zhǔn)確設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)、真實(shí)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(shí)產(chǎn)生過(guò)程的本源，還原知識(shí)應(yīng)用的實(shí)際過(guò)程，剖析、解決重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題，幫助學(xué)生掃除盲點(diǎn)、厘清疑點(diǎn)。教學(xué)活動(dòng)井然有序、精彩紛呈、由淺入深，引人入勝，寓教于樂(lè)，師生互動(dòng)頻繁，圓滿(mǎn)完成了立德樹(shù)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(dòng)力［J］.人民教育，2015（13）：17-18.

［2］ ?朱亞軍.觀(guān)物探理 提升素養(yǎng)：《靜電現(xiàn)象的應(yīng)用》展示課評(píng)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(píng)何勇軍老師的公開(kāi)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）