摘  要：本文通过《多普勒效应》一节为例，设计探究性方案，让学生自主思维、动手实验，体验探究过程的曲折和乐趣，发展其科学探究能力，增强他们的创新意识。

关键词：科学探究；多普勒效应；创新思维

新课程标准指出：高中物理课程应促进学生自主学习，让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考。通过多样化的教学方式，帮助学生学习物理知识与技能，培养其科学探究能力，使其逐步形成科学态度与科学精神。笔者在教学实践过程中，精心设计探究性课题，把学生置于开放、多元的学习环境中，确立学生在学习中的主体地位，增进独立思考能力，启迪创新思维。现在以全日制普通高级中学教科书《物理》(人教版)第二册《多普勒效应》一节为例，谈谈自己在这方面的做法。

1 探究性学习的前期准备

先简单介绍多普勒效应源于1842年奥地利物理学家多普勒带着女儿在铁道旁散步时，听到火车汽笛声音调变化，启迪学生应留意生活中的物理知识，知道伟大的发现就在自己身边，从而激发学生探索的兴趣。

然后让学生预习并自学本节的知识，以求对物理知识的大致认识，同时介绍一课外小制作，完成探究性活动的准备工作。

小制作 叫蝉——民间玩具

叫蝉是一种竹木制的民间玩具，由鸣蝉(发音体)、系线和甩棒构成，如图1所示。转动甩棒，使系线带动鸣蝉做圆周运动，将听到一阵阵音调起伏的鸣叫声，类似蝉鸣。而且叫蝉以顺时针、逆时针、低速和高速旋转时能发出不同的蝉鸣声。

制作方法 取一小筒，用烧红的细铁钉在竹筒的低部戳穿一小孔，让一细线穿孔系牢。再取一根筷子，在粗端刻一凹槽，在槽中熔入少许松香，细绳的另一端在凹槽中，可以自由转动。用万能胶粘一对透明薄绢作翅膀，稍加修饰，便成一叫蝉。甩动筷子，即能出音调起伏的鸣叫声。

原因解释 声音是由于物体的振动产生的。叫蝉是由蝉体(空腔、空腔底膜和系线组成。

甩棒使叫蝉作圆周运动时，系线被接紧，系线的一端在棒上的凹槽中转动，由于有松香细末的参与，加大了系线与棒的摩擦，从而通过系线使得竹筒底膜发生振动，膜的振动又推动竹制空腔的空气，产生共鸣，便听到了声音。

布置学生课外自己制作“叫蝉”，并启迪：大家能不能设计方案探究多普勒效应呢？

 
2 探究性学习实施过程

学生制作完成后，到学校操场完成探究性学习。让学生先旋转自己制作的鸣蝉，发现“知知……”的声音，不发声的教师指导改进，并让学生汇报自己的探索设计方案。然后，确定以下探究方案(学生兴奋不已)：

(把学生分成十组，选出叫声较响的十个叫蝉做实验。)指导学生完成以下探索，研究在哪些条件下会发生多普勒效应？(或者让学生做实验并设计方案自主探索研究。)

第一种情况：一人在水平面内匀速率快速旋转细线(如图1)，使叫蝉发声，该组其他同学站在原地仔细听，判断音调是否变化，是否有多普勒效应发生？探究后，学生回答：有。

第二种情况：一人在水平面内匀速率快速旋转细线(如图1)，使叫蝉发声，该组的其他同学靠近或远离叫蝉，判断音调是否变化，是否有多普勒效应发生？探究后，学生回答：有。效果比第一种情况更明显。

第三种情况：一人在水平面内旋转细线，使声源(叫蝉)绕着人做匀速率圆周运动，此人在转动轴心处倾听，判断音调是否变化，是否有多普勒效应发生？探究后，学生回答：有。

第四种情况：一人在水平面内旋转较长的细线，使叫蝉做匀速率圆周运动，另一人随着叫蝉一起运动，此人、叫蝉和圆心始终三点共线(如图2)，该人判断音调是否变化，是否有多普勒效应发生？探究后，学生回答：有。

第五种情况：让每组学生拿出事先带来的小录音机，并用粉笔在操场上画出标准圆圈，录音机的喇叭口放在圆心处，使其口朝上放出某一音调的音，每人沿着圆圈做圆周运动，判断音调是否变化，是否有多普勒效应发生？探究后，学生回答：无。每组学生都积极主动地进行实验，认真感知、分析，沉浸在探究的愉悦之中，在愉快中进行学习。等几组实验都完成后，分别让他们汇报究结果，从而可以培养学生的信息收集处理能力、语言交流表达能力、团队协调合作能力等等。最后，下课铃响以后，学生们依依不舍地离开了操场。

为什么会出现这些现象呢？让我们一起仔细探讨一下：

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