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

1 問題的提出

2005年Koehler和Mishra提出將技術有效整合到課堂教學中的TPACK理論。該理論認為：教學法知識(P)、技術知識(T)與學科內容知識(C)都是技術融入教學必不可少的成分。為了幫助教師借助技術改進教與學的活動,這三種知識應該相互作用,進而形成綜合知識包。目前,這一理論在學科教學領域受到了廣泛關注,國內外學者對TPACK展開了大量的研究。在本文中，我們嘗試以TPACK理論為指導,在“聲音的產生與傳播”教學中,對教學知識進行分析,突出信息技術能力的應用,設計相應的教學活動。

2 “聲音的產生與傳播”知識分析

表1是以TPACK理論為指導,對“聲音的產生與傳播”進行的知識分析。

表1

續(xù)表

3 “聲音的產生與傳播”教學設計

3.1 設疑激趣,引入新課

師:風聲雨聲讀書聲,聲聲入耳;家事國事天下事,事事關心。我們生活在聲音的世界里,先來享受聲音帶來的藝術之美。

引導思考:悠揚如小提琴，歌唱觸動心弦，對于聲音,我們可以提出什么問題？

設計思路:利用電子白板的視頻功能,以情境激發(fā)學生興趣。學生對“與聲音有關問題”產生強烈好奇心,能有效“提出問題”。這樣的設計可以潛移默化地激發(fā)起學生的興趣,進而投入到學習活動中來。

3.2 科學探究:聲音的產生

提出問題:聲音是怎樣產生的？

猜想與假設:聲音是由物體振動產生的。

學生實驗并記錄數據，學生合作交流，實驗時同步錄屏(TK錄屏)。

交流方式為:一個同學交流實驗方案,另一個同學匯報實驗結果。

學生探究結果并不統一,師生共同總結實驗結果，包括振動、摩擦、運動等。

針對“科學探究:聲音的產生”活動，出現了觀點分歧,接下來教師利用演示實驗與學生共同探究。

教師演示實驗，TK錄屏:(1) 揚聲器播放音樂時,放在紙盆上的小球會不斷地跳動,這說明揚聲器在振動。(2) 將正在發(fā)聲的音叉輕輕插入水里,會看到水花飛濺,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？說明了什么？

教師總結:根據生活現象歸納共同特征,發(fā)現物理規(guī)律并不容易，我們需要運用一些辦法。這里介紹轉化法:物理學中對于一些看不見摸不著的現象或不易直接測量的物理量,通常用一些非常直觀的現象去認識或用易測量的物理量間接測量,這種研究問題的方法叫轉換法。

設計思路:這里重點說明TK錄屏軟件的應用,一方面與學生的實驗同步,更直觀地觀察小組同學的實驗過程;另一方面又能為進度慢的小組同學提供實驗參考。通過這個片段的教學活動,使學生建構學科內容知識(CK):聲音的產生。在實驗總結環(huán)節(jié),采用教師總結的方式,介紹重要的物理研究方法——轉換法,體現了教師的主導地位。該環(huán)節(jié)生生、師生、人機互動融洽,效果突出,這是TPK的有效體現。

3.3 課后調查,收集資料

自然界中昆蟲會發(fā)出千奇百怪的聲音，請大家課后做一個調查,各種昆蟲靠什么振動發(fā)聲？

教師提供了參考網址:中國公眾科技網(http://www.cpst.net.cn)，按以下步驟展開活動:(1) 全班同學分成8個學習小組,每組4-6名同學;(2) 各小組成員調查出若干種昆蟲發(fā)聲方式,展現圖片、視頻于PPT中，上傳到班級QQ群,并發(fā)調查郵件給老師;(3) 在一星期后的物理活動課上,各小組同學對選定昆蟲的發(fā)聲方式進行交流、討論、探究。

設計思路：利用科學網站、班級QQ群(TK)等擴大課堂的容量,使同學們學以致用,有效進行學科間的融合。利用的科學網站開拓學生的視野,使其領會自然現象中蘊含的物理原理,PCK在細微處得以體現。

3.4 科學探究:聲音的傳播

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

播放微視頻1:抽去玻璃罩內空氣,通過傾聽，總結聲音傳播情況。

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

播放微視頻2:音樂盒懸空掛在玻璃罩內,抽去玻璃罩內空氣,學生依然聽到了微弱的聲音。

設疑:已經排除了聲音由底盤傳出來的可能性,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空氣完全抽走,如何推測沒有空氣,聲音就不能傳播？

生:實驗時發(fā)現,在音樂盒發(fā)出聲音不變的情況下,空氣減少時聲音明顯減弱。若玻璃罩內抽成了真空,則聲音將不能傳播出來。

總結研究方法,分析實驗結果:聲音不能在真空中傳播。

設計思路：在這個教學活動中,PK為理想實驗法,CK為聲音不能在真空中傳播知識。基于TK電子白板技術以及TCK微視頻得以實現，教學達到了預期學習效果,學生能準確回答出:聲音不能在真空中傳播,研究方法是理想實驗法。

3.5 固體、液體能傳播聲音

路人借問遙招手,怕得魚驚不應人。隔墻有耳,莫論是非。以上生活事例說明,聲音還可以在哪些物質中傳播？

設計實驗1:液體可以傳播聲音嗎？

實驗器材:水槽、音樂盒、透明塑料袋。

實驗要求:設計實驗，檢驗聲音可以在液體中傳播。

學生實驗:將一個發(fā)聲的音樂盒密封在塑料袋里,透過水如果能聽到聲音,就說明聲音可以在液體中傳播。

設計實驗2:固體可以傳播聲音嗎？

實驗要求:用身邊的器材設計實驗。

學生實驗:用桌子進行實驗,一個同學輕叩桌面,另一個同學把耳朵貼在桌面另一角聽。

大量事實說明:聲音的傳播需要介質;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，設置游戲環(huán)節(jié)如下。

游戲工具:手機、土電話。

一個同學用手機播放國歌,另一個同學在一段距離之外聽音樂(距離的要求為該同學聽不清楚聲音)。

師:為什么他判斷不出歌曲名稱？

生:(1) 距離太遠;(2) 音量太小……

師生活動:不調音量,不改變游戲距離,拿出土電話,強調需繃緊土電話中的棉線。

給參加游戲的同學提供土電話,同學再次聽歌曲,可以辨別出是國歌。

設計思路:在這個教學活動中,CK為固體傳聲效果比氣體傳聲效果好。充滿趣味的實驗使學生很好地掌握了“固體傳聲效果比氣體傳聲效果好”這個CK知識。

4 結語

筆者在TPACK理論的指導下,充分考慮教師水平、學生學情以及本地區(qū)信息技術發(fā)展等狀況,完成了“聲音的產生和傳播”教學設計。在教學實踐過程中,我們注意到,看似龐大的課堂容量,教師利用信息技術授課不僅完整且有趣味,在充滿思考的探究活動中有效地滲透了物理學方法教育,對學生思維能力的提高也有積極意義。