为打破传统学科壁垒,创新数理教学形式,推动物理科学教育与中华优秀传统文化美育深度融合,近日,我校数理教学部物理教师孙庆老师联合远景学院杨丽佩老师,共同开展“古琴中的物理之美”主题双师课堂。本次跨界课堂跳出纯理论授课模式,以古琴艺术为载体、物理原理为内核,实现理科知识与传统美育的双向赋能,为全校创新教学探索新思路。

一、美育先行导入,夯实课堂艺术认知基础
本次课堂采用“艺术铺垫+物理深究+实操验证”的立体化教学模式,教学层次丰富、内容扎实。课堂初期,杨丽佩老师从音乐美育角度开展导入教学,立足古琴传统艺术文化,讲解古琴乐音的产生本质。她指出古琴清雅悠扬的音色,来源于琴弦稳定、规律的周期性振动,而无规则的杂乱振动则会产生刺耳噪声。同时,杨老师简单介绍古琴形制、演奏技法与文化底蕴,帮助学生建立基础的艺术认知,为后续物理原理的深度讲解做好铺垫。

二、物理深度拆解,解码古琴声学底层逻辑
在艺术认知基础之上,孙庆老师聚焦物理声学底层逻辑,深度拆解古琴发声、变音、共鸣的科学原理。孙老师围绕弦振动频率核心公式展开教学,根据

她系统讲解了决定古琴声音频率的三大关键变量:弦长L、琴弦张力T与琴弦线密度μ。孙老师结合演奏场景细致阐释,在琴弦材质与张力固定时,手指按弦缩短琴弦有效振动长度,振动频率会随之升高,音调变高,这也是古琴通过移徽按弦切换音高的核心原理;而调节琴弦松紧、改变张力大小,同样会改变振动频率,实现调音效果。此外,她讲解了古琴梧桐木面板、梓木底板的选材原理,不同木材的密度与弹性差异,会直接影响声波传导和箱体共振效果,造就古琴独一无二的温润音色。为化解声学知识的抽象难点,孙老师借助可视化实验视频,将琴弦驻波振动、声波传播、腔体共振等微观物理现象直观呈现,让抽象的公式定理转化为可视可感的科学画面。

三、抚琴实操践学,实现理论知识知行合一
理论授课结束后,课堂进入沉浸式抚琴实操环节。教室配备多架实体古琴,每位学生均可亲手拨弦、空弦演奏、按徽变音。学生在实操中对照课堂所学,亲身验证弦长、张力与音高的关联,真切感受箱体共振放大音效的物理过程,真正做到知行合一,让书本中的物理知识落地生根。

此次双师课堂打破了传统物理课堂重公式、轻实践、缺温度的教学局限,有效改善了学生认为理科枯燥难懂的固有认知,极大提升了学生的课堂参与度与学习主动性。本次文理跨界融合教学成效显著,为我校数理学科与人文美育学科协同育人积累了宝贵经验。未来,我院将持续深耕理艺融合教学路径,让冰冷的数理知识融入人文温度,让传统文化依托科学焕发新生,全方位提升学生的科学素养与人文综合素养。