記得小學時候的我最喜歡上音樂課，因為音樂藝術不單能陶冶性情，還能培養個人修養，更重要的是音樂課沒有語文科那麼辛苦，替緊密的課堂生活帶來休息的機會，令心身得以放鬆。當中音樂課裡牧童笛的環節特別喜愛，原因是音色悅耳，而且容易操控及掌握。
要理解牧童笛，先從聲音開始。聲音是振動產生的聲波，通過空氣、固體或液體等介質進行傳播。在演奏樂器時，樂器的聲音振動會引起空氣分子有節奏的振動，使周圍的空氣產生疏密變化，形成疏密相間的縱波，這聲波會一直延續到振動消失為止。
牧童笛結構及原理
牧童笛就是吹管樂器的一種，又稱「直笛」。它的外型是圓管狀的柱體，笛嘴有吹口，吹孔以下有尖板開口，就是用口吹氣至吹口的窄管，窄管的氣撞到尖板，令空氣震盪產生聲音。
牧童笛的發聲原理中包含了兩個效應，分別是邊稜效應和共鳴效應，邊稜
效應就是從笛嘴的吹口窄管吹入空氣，空氣經過窄管時的氣流會加快，同時氣壓會增加，當離開窄管的空氣撞到有特定角度的尖板，吹笛時氣流分開，一部份氣流從尖板上方離開牧童笛的管道，一部份氣流進入牧童笛的管道，從而產生一定頻率的振動而發聲。
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共鳴效應就是在吹牧童笛時，進入牧童笛管道的氣流呈螺旋方式打轉前進，直到離開牧童笛管道為止，在此過程管內空氣柱依管腔的直徑和長度，產生不同頻率的共鳴，從而產生音高，牧童笛就是利用空氣振動發聲和空氣柱共鳴的原理製成的。
牧童笛發出聲音性質的三個因素包含響度、音調、音品，「響度」就是聲音的大小，「音調」就是指聲音的高低，而「音品」就是音色。
笛孔如何改變音調
用手按住不同位置和不同數目的笛孔，就是在改變空氣柱產生的長短，使牧童笛發出高低不同的聲音。按住全部的笛孔吹奏，振動的空氣柱最長，它振動起來就比較慢，單位時間內振動的次數少，頻率低，所以發出的聲音最低。按住較少的笛孔吹奏，振動的空氣柱變短了，它振動起來就比較快，單位時間內振動的次數就多，頻率高，發出的聲音比較高。
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不同材料對音色影響
牧童笛的音色就會因應製作的物料而有所差異，市面上常見的牧童笛有用木製造和用塑膠製造的，由於物質的不同也會影響聲音振動時的效果，一般木製的牧童笛所發出的音色較柔和，因為木的密度低，材質柔軟，有吸音作用，聲波在牧童笛管道內壁反射時，聲波的能量會減弱。
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小學生上音樂課時會學到的牧童笛，雖然只是一件貌似很簡單的樂器，但原來當中就包含了不同的 STEM 元素，只要大家多觀察多思考，就能找出其他樂器中相關或不同 STEM 元素了。