实事求是 返璞归真
——“水满的杯子声音高，水浅的杯子声音低”
义务教育小学科学四年级上册《声音》单元第三课《声音的变化》一课，安排了三个活动，第一个活动：用钢尺压在桌沿，伸出桌外的长短不同，拨动钢尺，观察比较声音强弱的变化，学生的结论是：钢尺伸出桌外短，振动幅度小，发出的声音强；钢尺伸出桌外长，振动幅度大，发出声音弱。第二个活动，教材安排四个玻璃杯灌上不同高度的水，让学生用小棒敲击杯口，观察比较声音高低的变化。我在教学中发现，由于学生年纪小，再加上乐理知识了解的较少，错误地认为声音响的这杯声音高，声音轻的这杯音低，其实正确的结论是：水满的杯子声音高，水浅的杯子声音低。（杯子排列的顺序为由高到低：1号——4号）
我在浙江省教育厅教育装备管理中心主办的《实验教学与装备》杂志中，看到一篇论文，“哪个杯子发出的声音高？”文中阐述了2002年到2005年科学教师用书中的观点是错误；2006年科学教师用书第5版中出现了相反的说法，“当敲击杯体时，水越多，声音越低。” 这种改法及说法显然时不正确的，是违背客观规律的。
下面我将该篇论文中的几个观点进行剖析。文中写到“声音有三个要素：响度，音色和音调。响度又称音量，是人耳感受到的声音强弱，是人对声音大的一个主观感觉量。音色是指声音的品质，又称‘音品’。音调则是指声音的高低，主要取决于声音频率的高低。”其实这段内容是前人总结出来的，在科学教师用书里编排着。关于音量，人们在听喇叭时，觉得太轻了，就将音量放大些，这时人耳感受的是音量从小（轻）变为大（重）。却不能说人耳听到的声音从弱变为强，而声音的强弱指的是声音的高低。关于音色是指不同物体在振动时发出不同的声音，人耳听到声音好听不好听。关于音调，是指物体在产生振动时，不能用振动幅度的大小来确定声音的高低，应该用物体的振动时的振动频率的大小来确定。振动频率大，声音高，振动频率小，发出的音低。为了证实我的观点，我查阅了小学高年级《千万个为什么》一书（1993年第一版）中，《音为什么有强弱》说道，“音的强弱取决于发音物体振幅（物体振动范围幅度）的大小，振幅大声音就大，振幅小音就弱，音量，即音量的强弱，物理上称强度，它是由发声物体的振幅大小决定的。”我认为这种说法是错误的。大家明白，科学课本中的第一个活动，（做这个活动时，教师要求学生注意的：一、手使劲压住钢尺，不能让钢尺与桌沿发声撞击；二、耳朵听时，要将耳朵贴在桌面上，这样才能明显分辨声音的高低。）尺子伸出桌外越长，拨动时振幅越大，振动频率反而越小，听到的声音越低；尺子伸出桌外越短，拨动时产生的振幅越小，振动频率反而越大，听到的声音越高。
在论文结论中写到“随着水的不断增多，使整个杯体显得越重（厚），相当于琴弦从细到粗，在相同材料和力度敲击下，振动慢，所发出的声音也就越低，反之则愈高。”我们研究哪个杯子发出声音高，就必须弄清发音体是谁？这里要指出的是，杯体水面上部的空气，杯中的水，水上部空杯部分，这三者是一个整体，当敲击时，三者会产生共鸣，而发音主体是水上部空杯部分。水的满浅是控制杯子的振动幅度，杯里的空气及杯外的空气是人耳听到声音的传播媒体，而作者的论据中显然是把水作为主体，这是产生错误主要根源。但必须强调若水注满上部，不留空间，则声音就会变低。
上面我这样的剖析，也许还有人会不理解。下面我在举例一些日常生活中的具体实例加以证明。如：科学四年级作业本P11页中画的是古人用金属制作的打击乐器图，金属片越长，声音越低；金属片越短，声音越高。与此同原理制作的风琴、口琴的金属簧片，长的音低，短的音高。还有如二胡，当你调紧粗细两根弦时，细弦音高，粗弦音低。如果你将弦码往下勒时，两根弦长度缩短，两根弦发出的音比原来发出的音都高。在本单元第一课《听听声音》中的音叉介绍中说到，音叉上刻着“数字”是表示每秒振动的次数。小音叉振动幅度小，每秒振动次数多，音高；大音叉振动幅度大，每秒振动次数少，音低。
从上述剖析与种种实例说明，2002年至2005年科学教师备课用书中的结论是正确的。我们要本着实事求是的态度，重新考证，返璞归真。这是关系到我国小学科学教育的导向性问题，而不是儿戏。请专家们慎重。
