巧用新媒体技术构建高效科学课堂
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作者:龚斯惠
【摘要】为了解决探究声音高低的难题，本文通过高速摄影技术拍摄的慢动作视频和把视频特殊处理变成一帧帧画面等数字化信息技术，进一步观察橡皮筋的振动情况，比较振动的快慢，突破重难点，构建声音高低的概念，助力科学探究，构建高效科学的课堂。
【关键词】小学科学;高速摄影视频;振动快慢;声音高低
《小学科学课程标准》倡导以科学探究为主的多样化的学习方式，促进学生主动探究。我校“生动科学”课程强调科学学习从学生的生活经验出发，带领学生以活跃的方式进行科学探索，在科学探索过程中体验生动的科学世界，培养学生的科学素养。在科学探索中，学生主要通过亲自动手开展实验操作，亲身体验直接获得“帮助他们解释和评价科学性问题的证据”，形成科学知识、科学探究技能和情感。
《声音的高低》是教科版小学四年级上册《声音的变化》一课中的学习内容。四年级学生在生活中接触到更多的是声音的大小，有听到过高音和低音，但是并不了解什么声音是高、什么声音是低，也不清楚不同的物体发出高低不同的声音的奥秘是什么。在开展声音高低的探索活动中，由于生活中常见的发声物体振动不明显或者振动速度太快，学生很难通过普通的实验方法，直接观察不同发声物体振动的快慢，学生难以突破重难点：声音的高低与振动快慢的关系。下面以学生如何利用新媒体信息技术开展实验进行探究，进一步观察物体振动的快慢，从而建构声音高低的概念，提高科学课堂质量。
一、邮痔剿鳎突出问题
生活中很多物体都会发出高低不同的声音，不同水量的水杯会发出不同的悦耳声音。播放水杯音乐会的视频，通过问题引导学生思考：为什么水杯发出的声音不同。学生在前面的学习中认识到振动产生声音，进一步猜测声音不同可能和振动有关，从而产生探究物体振动的冲动。为了探究不同物体的振动情况，我们先采用传统的实验操作方法。学生拨动两根长短不同的橡皮筋，会发现两根长短不同的橡皮筋的声音不同。但是，由于直接用肉眼观察橡皮筋的振动不明显，学生会得到很多关于振动的不同答案，进而产生了矛盾冲突：声音的不同和振动到底有什么关系呢？在传统的动手实践中并没有解决问题，学生心中的疑问升级，也进一步提高了学生探究不同橡皮筋振动的奥秘的兴趣。
二、视频助力，逐步释疑
学生在拨动长短不同的橡皮筋时，难以比较它们振动的快慢。在电脑屏幕重复播放长短不同的橡皮筋振动的原视频，引导学生尝试通过视频得到答案。学生进一步明确了橡皮筋振动得太快了，所以看不清它们的振动。为了清晰观察物体的振动，需要解决传统实验中物体振动太快的问题，也就是需要把振动的速度放慢。在实际实验操作过程中，我们不能控制物体振动，但我们可以尝试把视频的速度放慢。因此，本节课尝试通过新媒体技术――高速摄影视频解决此难题。
高速摄影相机可以展示肉眼难以观察的瞬间动作，我们设定高速摄影相机以每秒1000帧的速度进行拍摄，当一般视频采用25帧/秒的速度播放时，就相当于放慢了40倍。用高速摄影技术拍摄了不同长度的橡皮筋振动的情况，原先肉眼无法观察清楚的橡皮筋的振动，现在可以观察得很清晰。因此，学生在实验操作探究时产生疑问后，我们再进一步播放橡皮筋振动放慢40倍的高速摄影视频，学生可以直观比较出不同长度的橡皮筋振动的快慢，发现：短的橡皮筋振动得更快，长的橡皮筋振动更慢。借助于这种新技术，学生逐步理解长短不同的橡皮筋发出的不同声音就是因为橡皮筋的振动快慢不同。
三、巧用媒体，深入求证
科学的本质是严谨和证据，科学课要注重培养学生通过可靠的证据去解决科学现象。在小学阶段，数据是学生探究中的重要证据。通过放慢40倍的高速摄影视频，学生知道了短的橡皮筋振动更快，但是快多少呢？能不能进一步用数据证明短的橡皮筋振动更慢。在观察中发现，放慢了40倍的视频速度还是太快了，难以数出橡皮筋振动的次数。为了更进一步开展实验探究，我们再次把视频进行特殊处理，把视频变成一帧帧的画面。在《美丽科学》教学平台上，教师可以通过拖动视频画面进一步把视频放慢，学生可以一起数一数2根长短不同的橡皮筋振动的次数。最终，学生通过比较振动次数的数据大小更严谨地证实了短的橡皮筋振动得更快，长的橡皮筋振动更慢，也进一步认识到长短不同的发声物体的振动快慢是不一样的。最后，通过引导学生听听他们已认识的振动次数不同的大小音叉发出的声音，感受高低不同的音叉声音，进一步把振动快慢和声音高低联系起来，从而构建“振动快，声音高，振动慢，声音低”的概念。
四、结语
振动的快慢决定声音的高低。为了帮助学生建构声音高低的概念，首先要解决物体振动快慢的问题。本课利用了高速摄影技术拍摄橡皮筋振动的慢动作视频和把视频特殊处理变成一帧帧画面，解决了普通实验教学中难以观察振动快慢的问题。巧用新媒体技术，学生在探索中经历“疑问―释疑―求证”的过程，当实验结果不一致时，不急于下结论，而是通过特殊处理的视频进一步观察、实验，以数据为依据作出判断，逐步认识不同发声物体振动次数的不同，突破重难点，构建声音高低的概念，更好地认识科学的本质，同时培养学生的实证意识。
因此，当在科学探索遇到难以攻克的难题时，我们不仅仅可以开展传统的实验操作探究，还可以把数字化的信息技术引入科学探究活动中，从而降低实验的难度，提高实验效率，便于学生整理和分析实验现象和数据。通过信息技术手段带领学生从感知到认知，从简单到复杂，从感性到理性，循序渐进地寻找科学的真谛，感受生动科学的魅力。
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责任编辑 杨 杰
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