美国课堂案例分享——《声音》单元

1、美国课堂案例分享一一声音单元介绍一个声音单元的学习内容和其中的一节课例声音怎样传播？: 该内容由5E学习途径的创始人Rodger Bybee领导的团队研发。Bybee教授参与过美国的科学教育国际测试TIMSS、欧洲的科学教 育国际测试PISA,以及美国下一代科学标准NGSS的研制，是享誉世 界的科学教育学者。声音单元：为什么我们听见声音？1年级呢;焦点问题日主要学习目标"科学内容（情景）d你如何知道 物体在产生 声芒？“物体必须快速来同运 动才能产生声音（振 动）Q在科学上，证据是那些事实或估息,能够帮助你确 定你所相信的东西或者你的陈述是否是真实的，或 者是有效的。物体或材料必须产

2、生振动,我们才能 听到声音.振动是指物体的来回快速运动。经常当 物体产生声音时,我们能看到振动,我们也可能会 感受到振动，看到或感受到扳动以及听到声音是物 体产生声音的证据。q2 -发出声音的 物体总是会 振动吗?我 们怎么知道 呢？人同上;所不产生声音的物体都发生振动，虽然我们有时不 能看到振动,但是有其它证据证明,我们可能会感 觉到振动,或者看到其它物体由于振动而引起的运 动。3声音怎样传播？振动物体会使其它物 体振动"发声物也的振动会引品它周闱的物体振动，这样就 产生了有规律的波，用正弦波来表示这些波的规 律。34-声音是如何 从发声物体 到我们的耳 朵的？ Q当物体振动时，物

3、体 周闱的空气也会发生 振动一声音必须从振动物体传到耳朵。所有发声物体部公 振动，从而引起周用的空气振动，这些振动到达我 们的耳朵，我们就能听到声击。Q当物体发出 声音后，声 音去了哪 里？一声音向各个方向传播3声音从发声物体往各个方向传播，只要能测到声音 时，声音就没有停止传播, 6<我的耳朵怎 样帮助我听 到声音？”振动的至气（声音） 引起其它物体振动。 当振动的空气引起你 的耳膜振动时，你就 听到声音。v围线若发声物体的空气会产生振动,这些空气向外 扩散。有些振动会到达我们的耳朵,引起我们的耳 膜振动,耳膜发出信号到大脑,这是声音"7。为什么有些 声音听起来 很大,有些

4、很小？ 4声音大是因为振动 大，声音小是因为振动小。/声音大小不同,因为大的振动引起大的声音,小的 振动引起小的声行。火的振动引起耳膜振动时就产 生大的声音。（&二为什么我们 听到声音?”总结前面的课振动 产生声音,振动在空 气中以波的形式向各 个方向传播。振动的 空气引起耳膜振动, 我们就能听到声音，小所有发声物体都会振动，大的振动引起大的声音， 小的振动引起小的声音。振动物体引起周围的空气 振动，振动空气引入耳膜振动，耳腴发送信息到大 脑.这个振动兄声音。，第三课声音怎样传播？1年级 时长43分钟单元探究问题：为什么我们听见声音？不知道英文原文是怎样？ Why we hear so

5、und?大概是Why can we hear sound?为什么我们能/会听到声音？一方 面我们要探究的问题，或者一个PBL项目的目标一定要清晰。另一方面，作为STEAM 的A ,或者STREAM的R ,语言表达能力，能清晰传递信息进行交流的能力，应该是 我们课程设计的关注点之一。本课聚焦问题：声音怎样彳专播?本节课和后面的4 , 5节课都是讲声源的振动 通过介质向四周传播。不知道在第一节课上，是否给学生一个全景式的课程规划，比 如一个思维导图，标出整个8节课的规划及其内在的逻辑联系。我个人是倾向于在开始就引导学生进行全面的思考，而不是仅仅在最后进行总结。哪怕学生并不能充分 理解。拨云见月的过

6、程，或者过关打怪的过程和科学探究的过程是相似的。主要学习目标：振动物体引起其它物体振动（1-PS4-1 ）科学内容（情景）：发声物体的振动会引起物体周围的物体的振动, 这样就产生了有规律的波，用正弦波来表示这些波的规律非常赞赏用情 境来进行教学。明确提出“正弦波”的概念，显然是“超纲"了。但是我个人还是赞同这 种做法。但是具体教学过程中，要注意不要让"天书"概念影响到学生的认知过程，阻 碍了对主要教学内容的探究。教学过程1. （ 3分钟）教师引入单元探究问题，并引出学生有关为什么我们能听 见声音的想法a.老师用PPT显示单元探究问题：为什么我们听见声音？我们前面已

7、经 学习了一些重要的知识，开始帮助我们回答这个问题。i.谁愿意分享你们者B学习了什么?用这种"复习"开始课堂教学是很经典的方式。 但是只要有效，就是好的。后面具体的问题帮助学生能有效复习前面的学习。不过我 个人会在后面具体问题之前，让学生先自己飞一会。然后提出下面更具体的要求。ii .你是怎么发现的？iii .你的证据是什么？iv .其他同学有不同的证据吗?b.学生可能的回答i.声音引起振动ii .我能看见振动iii .我能感受到振动iv .我能听到声音v .我能看见发声物体在振动时引起其它物体运动c.老师可以使用的追问问题前面给学生自主表现的空间，但是老师也要有一定的 引

8、导，才能达到更好的复习效果。i .你在哪里看到的振动ii .什么在振动iii .你总能看见振动吗iv .如果不能，那么你怎么知道它在振动呢v .振动的发声物体是什么状况vi .请告诉我更多的有关你感受到的东西这样的复习，其实也是了解“学情”的重要步骤。了解学生，才能更好地"因材施教"。2. （ 2分钟）老师引入本课的聚焦问题：声音怎样传播？怎样从学生的复习 活动中，引出本节课的学习内容，非常考验教师的功力。顺势而为，还是强势插入？ 整节课是否流畅，如行云流水，还是磕磕绊绊，肠梗阻，这是很重要的一个评价指标。a.知道声音如何从发声物体传到我们的耳朵将会帮助我们回答这个问题。

9、老师在黑板上写下，同时用PPT显示本节课的聚焦问题：声音怎样传 播？在这节课中要经常提醒学生活动的目的。前面提到的全景图，应该会 有所帮助。3. （ 6分钟）教师示范音叉发出声音，然后学生分析他们的想法：声音 如何从音叉传递到我们的耳朵。主要的科学知识：声音从一个地点传 递到另一个地点。这就是科学实践。非常重要的探究过程，而不是直接灌输知识 点。a.老师说：同学们，我想要你们帮我理解声音是如何从振动的音叉传到 我的耳朵的。当我做这个（示范音叉实验），我是怎样听到声音的？ 非常有趣的教学方式。这样的教师学生的角色互换，和翻转课堂并不一样。会对学生 的认知产生什么样的影响？我没看到过，更没实践过。

10、不知道实际效果如何。b.显示PPT:预测。老师告诉学生：和你旁边的同学讨论一下，你认为 将会发生什么？给学生1-2分钟讨论。这里要求学生预测什么？或者英文 原文是guess r而不是predict ?C.让学生在科学笔记本上画一个图，显示他们刚才所讨论的，声音如何 从音叉传到耳朵。把音叉画到一边，耳朵画到另一边。给学生2-3分 钟讨论，如果时间允许，可以用投影仪展示1-2个学生的图画。4. （ 20分钟）老师演示"塑料弹力圈表示声波通过物体传播，学生进行 观察，并学习声音是以波的形式传播。这是一堂课里承上启下的重要环节。 这里有三点要说。一,前面学生会提出一些猜想guess或者假设h

11、ypothesis ,教师 应当对这些思考成果做鼓励和引导。-,要鼓励学生通过实验，实践来检验自己的想 法。教师可以准备“塑料单力圈”的实验，但是也要鼓励学生提出自己的设计。比如 我首先想到的是用一条绳子，一段上下抖动，形成波浪，传递到另一端。标准上特 别提到用不同方式去进行探究。根据不同实验的优缺点进行实际选择，也是科学实践，更是工程技术实践的重要内容。三，做实验前，先预测predict可能出现的现象和 结果。这是非常重要，非常有意义的科学实践。这是我要求学生在实验之前要做的准 备工作之一，甚至是我给博士生讲文献阅读时的一项要求。a.老师请一位学生帮助做这个演示实验。学生握住塑料弹力圈一段，

12、老 师握住另一端，在地板上拉开塑料弹力圈，使得每一个圈有些分开， 但不要拉开太多而使得塑料弹力圈"变形，不要松开。其他同学在周围 观察。这个实验没有做过，不知道会有什么样的现象。b.在老师演示实验的同时，用PPT显示这个塑料弹力圈。i .老师说：你们想象一下，假如我的手是正在发出声音的音叉的一个分 叉，我的手应该如何运动？这就是前面提到的预测predict的一种体现形式。ii .学生可能回答：你的手应该前后移动iii .老师说：现在我将移动我的手。在我移动我的手的时候，想象一下帮 我做这个演示实验的那个同学是你的耳朵。记住：我们在试图发现声 音是如何从发声物体，像音叉，传到我们耳朵的

13、。当我振动这一端时， 注意观察这"塑料弹力圈”的运动情况iv .老师沿着"塑料弹力圈方向前后移动，模拟声波，就像音叉发出声音时 的状况。让学生和旁边的同学讨论：他们看到什么？c.全班分享：i .老师：谁愿意说说你的观察？前面提到过了，在后面具体问题之前，让学生先 自己飞一会。振动从哪里开始？又去了哪里？能到达耳朵吗？ii .学生：从你的手开始，沿着"塑料弹力圈”传递下去，可以最终到达耳朵。 d.老师告诉学生：这种运动的规律或振动代表了声波。声音以波的形式运动。把这个知识写在黑板上，同时PPT显示。e.准备好安卓”设备上的“新立得声波APP"或下载到计算机

14、上，老师敲 击音叉，然后靠近设备的话筒,学生应该能看到声音的正弦波。问学 生：标准上特别提到用不同方式去进行探究。用手机APP更能体现现代科技对我们生活的影响，以及科学探究过程中科技的巨大促进作用。I .谁来描述一下，你看到什么？II .你能在黑板上画一画吗？III .学生的回答可能是：我看到有很多凸起，一上一下的，看起来像海浪。老师告诉学生，这个图代表了波，是一种显示声音如何传 播的方式。教学内容中提到"正弦波"的概念，似乎这里是个合适的 机会。可以稍微说明不是圆或者椭圆形。将已有的知识和未来要讲的知 识做个对比和链接。f.老师在黑板上画出一个耳朵，一个音叉，然后在两者之

15、间画上声波， 告诉学生音叉发出的声音是如何传到耳朵的。g.给学生发一个耳朵图，一个音叉图，让他们黏贴到科学笔记本上，在 两个图之间画出声波5. （ 10分钟）学生用他们画的图，口头回答本课的聚焦问题：声音是 怎样传播的？主要的科学知识是：振动通过物质传递，声音也随之而 传播。f.老师说，你们已经看到了波或者振动通过“塑料弹力圈从一段传递到 另一端，也就是从一个地方传到另一个地方。用你的图告诉你旁边的 同学，声音是如何从音叉传到你的耳朵的。非常重要的一环。让学生自己总结提炼所学的内容，并通过输出的形式去练习应用。学生可能会说：声音引起振动，振动传到我们的耳朵，然后，我们就 听到声音。在学生相互交

16、流时，老师要注意听学生的交流，注意 学生是否正确使用振动和声波这样的词汇。b.老师指着黑板或PPT上本节课的聚焦问题，问学生，现在我们能回答 这个问题了吗？谁能告诉我，在这个声音的“故事”中，老师指向黑板上 的音叉图，问学生：音叉发生了什么？请使用振动这个词。i .学生会说：发声物体引起振动老师再指向黑板上的音叉图和耳朵图之间的空间，问学生： 这里是怎么回事？ii .学生会说：振动会传到我们的耳朵老师最后指向黑板上的耳朵，问学生：这里又发生了什么？iii .学生会说：我们听到声音老师问学生：你看到的"塑料弹力圈”的情况怎样帮助你理解 声音是如何传递的？iv.学生会说：弹力圈显示了振动可以