［摘 要］文章介紹江蘇省蘇州實驗中學馬朱林老師開設(shè)的省級展示課《波的形成》的教學特色和設(shè)計策略，該課教學中應用了可視化技術(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，能有效幫助學生厘清疑點，化解難點，能充分調(diào)動學生學習的積極性，從而寓民族自豪感和愛國主義教育于課堂教學之中，激起了學生的學習熱情和興趣，提升了學生學習的原動力。

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

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

最近，江蘇省中小學教學研究室舉辦的“教學新時空·名師課堂”在蘇州市教師發(fā)展學院舉行，江蘇省蘇州實驗中學馬朱林老師開設(shè)的展示課《波的形成》特色顯著：整堂以學為中心，很好地引導學生就物探理，有效提升了學生的物理學科素養(yǎng)，彰顯了以學生發(fā)展為本的理念。本節(jié)課緊扣“波的形成”這一主旨，有機滲透相互作用觀、科學探究和科學思維，充分應用了可視化技術(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)動了學生學習的積極性，激起了學生的學習熱情和興趣，提升了學生學習的原動力。

本節(jié)課的教學設(shè)計凸顯“知識問題化，問題情境化，情境真實化，細節(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”，注重引導學生體驗探究過程。教學情境真實、有趣，精彩紛呈，課堂氛圍熱烈、融洽、和諧，教學層次錯落有致，教學中不斷提出問題、分析問題和解決問題，在潛移默化中培養(yǎng)學生的物理學科核心素養(yǎng)，充分發(fā)揮物理學科教學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？

為便于學生觀察、討論和分析，馬老師首先請學生搬動課桌和凳子，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，要求學生仔細觀察繩波的傳播過程（如圖3），并借助手機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

馬老師引導學生進行定性分析，并滲透科學方法：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)中由近及遠向外傳播，形成機械波。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)勻速圓周運動可分解為簡諧運動的原理自制可調(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)學生思考波源的振動由近及遠傳播的內(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，所有小球重復波源1的振動形式。

進一步引導學生發(fā)現(xiàn)如下規(guī)律：

1.介質(zhì)質(zhì)點重復振源的振動；

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.機械振動在介質(zhì)中的傳播形成機械波；

4.機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，功能非常強大，人們經(jīng)常用來演示及探究數(shù)學、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，并重點強調(diào)橫波與縱波的區(qū)別。

七、創(chuàng)設(shè)體驗性活動情境，強化形成波的力學特征

機械波的本質(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。為幫助學生理解、體會機械波的特征和規(guī)律，教材和大量教學參考資料都介紹了團體操表現(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，前面的同學牽引后面的同學左右運動，讓學生深切感受到介質(zhì)質(zhì)點做受迫振動，相鄰質(zhì)點之間存在相位差。這一教學設(shè)計是本節(jié)課特別出彩的地方。

八、創(chuàng)設(shè)應用性情境，介紹地震波及其預報和防震減災

馬老師請學生觀看一段地震視頻。提問：?？吭谡九_的火車，當發(fā)生地震時是如何振動的？為什么？學生踴躍回答問題。接著，馬老師講地震是一種常見的自然災害，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)強烈地震能對人類造成嚴重危害。

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，強烈地震的表面波對人類造成的危害很大。目前的科學技術(shù)水平尚無法預測強烈地震將在何處、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家張衡發(fā)明的地動儀，記錄地震發(fā)生的方位，以增強學生的民族自豪感和愛國熱情，加強學生的文化自信。目前，人類可以通過地震記錄儀被動監(jiān)測地震的發(fā)生及其強度，馬老師進一步補充講解地震記錄儀的工作原理，在復習舊知識的過程中提高學生的學習興趣?，F(xiàn)在，人們正在想方設(shè)法提高各類建筑的抗震等級，同時加強對廣大民眾的防震減災教育。馬老師勉勵學生發(fā)奮學習，努力攀登科學高峰，為預報強地震、防震減災、造福人類貢獻力量。

九、創(chuàng)設(shè)拓展性情境，布置微課題——引導學生研究聲波在空氣中傳播的機理

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

然而，本節(jié)展示課的教學預設(shè)過多，課堂容量偏大，學生參與教學活動比較被動，如能精簡一點，給學生動腦、動手和動嘴的機會再多一點，教學目標的達成度可能會更高。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)備移到學生的視線之外，以免分散學生的注意力。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)、教學內(nèi)容有清晰的認識，對整冊教材能夠整體性把握，能不拘泥于教材，準確設(shè)計教學目標，雖然用教材教，但不僅僅是教教材，勇于質(zhì)疑創(chuàng)新，修改和完善教學內(nèi)容；充分利用多種實驗、真實情境、趣味游戲、物理學史、可視化技術(shù)、網(wǎng)絡資源等回歸知識產(chǎn)生過程的本源，還原知識應用的實際過程，剖析、解決重點和難點問題，幫助學生掃除盲點、厘清疑點。教學活動井然有序、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任務。

［ ? 參 ? 考 ? 文 ? 獻 ? ］

［1］ ?顧明遠.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)象的應用》展示課評析［J］.中學教學參考，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］.中學教學參考，2022（2）：32-34.

（責任編輯 易志毅）