科学素养-《声音》单元单元教学设计

“声音”单元教学设计

设计者萧山区金山小学戚露婷

【学习内容】

内容组合：教科版新教材小学科学四年级上册第一单元“声音”。

统领概念：声音是能被人或动物听觉器官感知到的波动。

【学习目标】

1.了解声音是怎样产生的。

1.1描述声音的特点。

1.2描述声音产生的原因。

2.了解声音是怎样传播的。

2.1列举声音的传播条件与形式。

2.2比较声音在不同介质中的传播。

2.3描述听觉系统组成和听到声音的过程。

3.理解声音的响度和音高与物体的振动幅度及频率有关。

3.1实验验证声音的强弱与物体振动幅度的关系。

3.2实验验证声音的高低与物体振动频率的关系。

3.3实验验证短而细的物体发出的声音高，长而粗的物体发出的声音低。

3.4阐述重复测试能提高实验数据准确性的观点。

4.综合应用“明确问题、确定方案、设计制作、改进完善”的项目式学习

方式制作乐器。

4.1明确乐器的设计与制作要求。

4.2小组设计乐器制作方案。

4.3小组制作乐器。

4.4根据项目评价量规，团队测试、完善、展示乐器。

4.5设计乐器大合奏项目方案。

【核心任务】

风雨飘摇的2020年即将进入尾声，迎面走来的是充满希望的2021年。在这

辞旧迎新之际，森林小学决定举办一场别开生面的元旦迎新晚会。四年级1班的

同学接到了一项有趣的任务：带上自己制作的乐器，组建一支与众不同的乐器演

奏队，表演一曲迎新音乐。为此，401班同学在科学老师带领下，以四人小组为

单位，展开了为期2个月的乐器制作和乐队组建的活动。而你，作为401班的一

员，带着万分的热情，积极地参与了此项活动。

那么，要完成这项任务，我们需要思考并解决哪些问题呢？比如：如何让物

体发出声音？如何改变声音的强弱？如何改变声音的高低？如何让乐器演奏出

更和谐的声音？如何让乐器更完美？等等，这些是我们容易提出的科学问题，也

将是项目小组在本次乐器制作与表演之旅中要去建构的科学认知与经验。

让我们带着这项任务和问题，一起进入本次学习之旅吧！

【课时安排】

本单元学习共计10课时，第『6课时完成段落一“观念探析”之声音是怎

样产生的、声音是怎样传播的、我们是怎样听到声音的、影响声音高低强弱的因

素；第7-9课时完成段落二“观念应用”之乐器制作项目的“明确问题、确定方

案、设计制作、改进完善”的实施过程；第10课时完成段落三“观念迁移”之

乐器大合奏项目的启动。

第一课时

【内容段落】

段落一：“观念探析”之“声音是怎样产生的”。

【侧重目标】

目标1.1,1.2O

【评价任务】

1.完成“小组合学1”，评估目标1.1。

2.完成“小组合学2”，评估目标1.2。

3.完成“练习应用”，评估目标1.2。

4.完成“后续学习”，评估目标1.1、1.2。

【学习过程】

一、先行学习

任务1：借助网络资源，安静倾听各种各样的声音，用自己的语言描述听到

的声音并将听到的声音进行分类。

任务2：再次安静听声音，用科学的词汇描述听到的声音并将声音分类。

段落一“观念探析”之“声音是怎样产生的”

二、交互学习

R小组合学13

围绕先学任务1、任务2,通过小组研讨、展示、评析，学生能：

1.用“高”、“低”、“强”、“弱”、“动听”、“刺耳”描述声音的

特点；

2.根据一定的标准，将声音进行分类。

K实验探究I]

探究活动1：使用按压、拉伸、揉搓、弹拨的方法，观察橡皮筋是否能发声

以及描绘橡皮筋的运动轨迹。

方法研讨与认同：按压、拉伸只能进行一次，不能反复快速按压，拉伸。

探究活动2：弹拨钢尺，敲击小鼓、音叉，听声音并观察钢尺、小鼓、音叉

的运动轨迹。

方法研讨与认同：利用彩色泡沫粒间接观察小鼓的运动轨迹，利用水槽观察

音叉的运动轨迹。

R小组合学23

围绕探究活动L通过小组合作实验、研讨、展示、评析，学生能：

准确描述橡皮筋是否发声及观察到的现象，用自己的语言来描述声音是怎样

产生的并完成实验记录表一。

橡皮筋发声实验记录表一

班级：记录员：日期：

动作是否产生声音看到的现象声音是怎样产生的

拉伸

按压

揉搓

弹拨

R小组合学23

围绕探究活动2,通过小组合作实验、研讨、展示、评析，学生能：

1.准确描述钢尺、小鼓、音叉发出声音时的现象，用自己的语言描述物体时

怎样发出声音的，完成实验记录表二；

2.准确描述橡皮筋、钢尺、小鼓、音叉发声时的运动轨迹，完成试验记录表

3.根据三张实验记录表，明确振动的概念并得出声音是由物体振动产生的。

物体发声实验记录表二

班级：记录员：日期:

材料观察到的现象声音是怎样产生的

拨动钢尺

敲击鼓面

敲击音叉

物体发声实验记录表三

班级：记录员：日期:

材料观察到的现象物体发声时的运动轨迹

弹拨橡皮筋

拨动钢尺

敲击鼓面

敲击音叉

K练习应用1

i.连线题。（将下面的各种现象与是否能发声连起来）

敲击鼓面

弯曲钢尺能够发声

拉伸皮筋

按压鼓面

弹拨皮筋不能发声

弹拨钢尺

设计意图：让学生再次回顾感受物体发出声音时物体的运动形式，理解振动

是物体来回往复的不停运动。

2.停止敲击锣，锣仍“余音未止”，是因为（）

A.锣产生了回声B.人的错觉C.虽然停止敲击，但锣仍在振动

设计意图：物体振动发出声音，振动不停止发声不停止，停止振动停止发声，

敲击产生振动，但振动的持续性与是否继续敲击无关。

三、后续学习

观察生活中物体发声时的运动状态记录表

班级：记录员：日期:

怎样发声

观察对象是否振动振动时运动轨迹

（敲击、弹拨、吹奏等）

第二课时

【内容段落】

段落一，“观念探析”之“声音是怎样传播的”。

【侧重目标】

目^52.1,2.2o

【评价任务】

1.完成“小组合学”，评估目标2.1、2.2O

2.完成“练习应用”，评估目标2.1、2.2O

3.完成“后续学习”，评估目标2.1、2.2o

【学习过程】

一、先行学习

任务1：在教室的中央位置放置小鼓，进行击鼓传花的游戏。

段落一“观念探析”之“声音是怎样传播的”

二、交互学习

R小组合学13

围绕先学任务1,通过小组研讨、展示、评析，学生能：

1.明确声音可以向各个方向传播；

2.明确声音可以通过空气传播。

R实验探究I]

探究活动1:将发声的闹钟放入玻璃罩中，听闹钟的声音并描述，用真空泵

将玻璃罩中的空气一点点抽出，听闹钟声音的变化并观察闹钟的振动情况。

方法研讨与认同：闹钟起始声音要响亮，振动要明显。

探究活动2：四人小组完成：中间位置的同学用手轻挠桌面，周边同学在上、

左、右三个方向，一边耳朵紧贴桌面，另一边耳朵用手捂住，倾听轻挠桌面的声

音。

探究活动3：在水中敲击音叉，耳朵紧贴水槽外壁，倾听音叉的声音。

R小组合学23

围绕探究活动1,通过观察记录、小组研讨、展示、评析，学生能：

1.描述听到闹钟声音的变化以及闹钟振动的情况，明确声音在空气中可以传

播，在真空中不能传播。

2.完成以下实验记录表一：

玻璃罩中闹钟声音变化的记录表一

班级：记录员：日期:

闹钟的声音强弱闹钟是否振动

（很强、强、弱、很弱）

不盖玻璃罩

盖上玻璃罩

抽出空气后

继续抽出空气

围绕探究活动2、探究活动3,通过小组实验，观察记录、小组研讨、展示

评析，学生能：

1.明确声音可以向四面八方传播；

2.明确声音可以在固体里传播；

3.明确声音可以在液体中传播；

4.完成实验记录表二。

声音在不同介质中传播实验记录表二

班级：记录员：日期:

是否能听到声音传播声音的物质

轻挠桌面

水中敲击音叉

R练习应用U

i.如右下图，把玻璃钟罩里的空气抽走后，里面的闹钟发出的声音（）。

A.会变得很轻，甚至听不见

B.会比原来更响

C.和原来的一样响，没有变化-2n

设计意图：玻璃罩抽真空实验是本节课的重点实验，做练习可以加深印象。

3.利用棉线和纸杯制作的"土电话"，声音主要是通过（）从话筒传到听

筒的。

A.空气

B.棉线

C.纸杯

设计意图：土电话的棉绳比较细，容易被A选项干扰。

三、后续学习

了解古代行军过程伏地听声，判别敌军是否来袭的原理。

第三课时

【内容段落】

段落一：“观念探析”之“我们是怎样听到声音的”。

【侧重目标】

目标^2.3o

【评价任务】

1.完成“小组合学”，评估目标2.3。

2.完成“练习应用”，评估目标2.3。

【学习过程】

段落一“观念探析”之“我们是怎样听到声音的”

一、先行学习

任务1:倾听一场音乐会，思考我们是通过哪个器官听到声音的。

二、交互学习

R小组合学13

围绕先学任务1,小组研讨、展示、评析，学生能：

1.明确人的听觉器官是耳朵。

K实验探究H

探究活动1：观看耳朵构造解说视频，完成拼图游戏。

方法研讨与认同：拼图游戏从左向右按照外耳、中耳、内耳的顺序拼。

探究活动2：用纸卷一个“喇叭”，用这个纸喇叭听一听微弱的声音；拿掉

纸喇叭，再听一听同样的声音。

探究活动3：在“鼓膜模拟器”上撒上细沙，用音叉在“鼓膜”上方制造强

弱不同和远近不同的声音，观察“鼓膜”的振动情况。

方法研究与认同：音叉敲击时不能碰到“鼓膜”。

R小组合学23

围绕探究活动1、探究活动2、探究活动3,通过小组研讨、展示、评析，

学生能：

1.明确耳朵是由外耳、中耳、内耳三部分构成；

2.明确外耳有耳郭、耳道，中耳有鼓膜、听小骨，内耳有耳蜗、听神经；

3.知道耳廓收集声波，耳道传递声波给鼓膜，鼓膜将声波转化为振动信号，

听小骨将振动信号传递给耳蜗，耳蜗将振动信号传递给听神经，听神经转化为声

音信号传递给大脑，我们就听到声音了；

4.完成实验记录表。

模拟“鼓膜”振动实验记录表

班级：记录员：日期：

物体发出的声音“鼓膜”是怎样振动的

声音距“鼓膜”声音较强时

的远近不变声音较弱时

声音较远时

声音的强弱不变

声音较近时

K练习应用X

1.将右侧的序号填入对应的括号内。

①外耳道

②鼓膜

③外耳

④中耳

⑤内耳

2.猫的耳朵会转动、耳郭大，周围出现声音时，不用转头，只要转动耳朵就

能听到。猫的耳郭的主要作用是（）。

A.收集声音

B.传播声音

C.产生声音

设计意图：以上题目包含了耳朵的构造及作用，适合学生通过练习来记忆耳

朵传递声音信号的过程。

三、后续学习

了解医生的听诊器是怎样工作的。

第四课时

【内容段落】

段落一，“观念探析”之“声音的强与弱”。

【侧重目标】

目标3.1,3.4o

【评价任务】

1.完成“小组合学”，评估目标3.1、3.4O

2.完成“练习应用”，评估目标3.1,3.4。

3.完成“后续学习”，评估目标3.1。

【学习过程】

段落一“观念探析”之“声音的强与弱”

一、先行学习

任务1:听一场音乐（有声音强弱的明显区别），思考听到的声音有什么特

点。

二、交互学习

R小组合学13

围绕先学任务1,通过小组研讨、展示、评析，学生能：

用科学词汇“强”、“弱”来描述声音的特点。

K实验探究I]

探究活动1：用大小不同的力弹拨同一把钢尺，观察钢尺的振动幅度是怎样

变化的，描述听到的声音是怎样变化的。

方法研讨与认同：钢尺露出桌面的长度要保持不变。

探究活动2：用大小不同的力拨动橡皮筋，观察橡皮筋发出不同强弱声音时,

它的振动幅度是怎样变化的。

方法研讨与认同：橡皮筋要拉紧且松紧程度在实验过程中不变。

探究活动3：用不同的力敲击小鼓，观察小鼓发出不同强弱声音时，它的振

动幅度是怎样变化的。

方法研讨与认同：可以用彩色泡沫粒间接观察小鼓的振动幅度变化。

R小组合学23

围绕探究活动1、2、3,通过小组研讨、展示、评析，学生能：

1.明确声音的强弱可以用音量来描述。物体的振动幅度越大，声音越强；物

体的振动幅度越小，声音越弱；

2.完成实验记录表。

声音强弱与振动物体的关系记录表

班级：记录员：日期:

振动物体振幅大小（可用示意图表示）声音强弱

轻轻拨动

钢尺

用力拨动

橡皮筋轻轻拨动

用力拨动

轻轻敲击

鼓面

用力敲击

K练习应用I]

i.用不同大小的力拨动同一把尺子时，发出声音的强弱不同，这主要是由于

尺子振动幅度不同引起的。下列图中，发出声音最强的是（）

设计意图：钢尺作为本节课的重要实验材料，可以通过本题来加深实验印象。

三、后续学习

设计一个小实验能证明声音的强弱与物体的振动幅度有关。

第五课时

【内容段落】

段落一，“观念探析”之“声音的高与低”。

【侧重目标】

目3.2、3.4O

【评价任务】

1.完成“小组合学”，评估目标3.2。

2.完成“练习运用”，评估目标3.4。

3.完成“后续学习”，评价目标3.2。

【学习过程】

段落一“观念探析”之“声音的高与低”

一、先行学习

任务1:敲击铝片琴，观察并思考发出高低不同声音的铝片琴有什么不同；

任务2：吹奏口琴，观察口琴簧片，思考声音的高低与簧片有什么关系。

二、交互学习

R小组合学I]

围绕先学任务1、先学任务2,通过小组研讨、展示评析，学生能：

1.发现铝片琴发出高低不同的声音是靠长短不同的铝片，铝片长声音低，铝

片短声音高；

2.发现口琴簧片长吹奏的声音低，簧片短吹奏的声音高。

[[实验探究I

探究活动1.同一把钢尺伸出桌面5厘米、10厘米、15厘米，用相同的力拨

动，记录声音的高低变化与钢尺振动的快慢。

R小组合学U

围绕实验探究活动1,通过小组研讨、展示评析，学生能：

1.理解声音的高低可以用音高来描述。物体振动得越快，声音越高；物体振

动得越慢，声音越低；

2.完成实验记录表。

钢尺振动实验记录表

班级：记录员：日期:

钢尺伸出桌面的长度（厘米）声音高低振动快慢

R练习应用1

1.敲击粗细不同、长短相同的风铃管，声音最

高的是（）。

A.最粗的管B.最细的管C.中间的管

2.女性说话的声音比男性高，这是由于女性声带振动的速度比男性（）。

A.慢B.快C.两者一样

女性声带男性声带

3.右图是3支相同的试管，用嘴对着试管口，朝水平方向吹气，（）号试

管发出的声音最低。

A.①B.②C.③

设计意图：以上题目包括了物体的长短粗细对音高的影响以及物体振动的快

慢对音高影响的知识点。

三、后续学习

大小不同的音叉，粗细不同的铁钉，用相同的力去敲击时，为什么声音会有

高低不同之分？

第六课时

【内容段落】

段落一，“观念探析”之“让弦发出高低不同的声音”。

【侧重目标】

目3.3、3.4O

【评价任务】

4.完成“小组合学”，评估目标3.3。

5.完成“练习运用”，评估目标3.4。

6.完成“后续学习”，评价目标3.3。

【学习过程】

段落一“观念探析”之“让弦发出高低不同的声音”

一、先行学习

任务1:欣赏古筝、二胡、吉他等弦乐器，思考，这些弦乐器发出高低不同

的声音和哪些因素有关。

二、交互学习

R小组合学13

围绕先学任务1,通过小组研讨、展示评析，学生能：

描述古筝、二胡、吉他等乐器的声音高低与弦的长短、粗细、松紧程度有关

系。

K实验探究I]

探究活动1.选定一种弦乐器，讨论哪些因素可能会影响弦发出声音的高低。

在弦乐器上反复试弹，验证预测。设计能让弦的音高发声连续变化的方案。修正

方案，并在弦上试弹，寻找影响弦的音高的因素。

R小组合学23

围绕实验探究活动1,通过小组研讨、展示评析，学生能：

理解发声物体的长短粗细松紧程度会影响声音的高低，物体越短越细越紧，

振动时越快，发出的声音越高；物体越长越粗越松，振动的越慢，发出的声音越

低。

R练习应用X

1.右图是小提琴的四根弦，用相同的力拨动时，发出的声音最高的是（）

A.1号弦B.2号弦C.4号弦

2.一只手轻轻拨动同一根弦，另一只手不按或按在不同的位置，琴弦发出声

音的高低不同，其中发出声音最低的是（）

A.B.C.

设计意图：弦乐器中弦的长短体现在手按压的位置，按压的位置高，弦长声

音低，按压的位置低，弦短声音高。

第七课时

【内容段落】

段落二，“观念应用”之“制作我的小乐器一一设计”。

【侧重目标】

目标4.1、4.2o

【评价任务】

1.完成“小组合学”，评估目标4.1、4.2O

2.完成“练习应用”，评估目标4.2。

3.完成“后续学习”，评估目标4.2。

【学习过程】

一、先行学习

任务：观赏交响乐演奏，根据现有材料确定自己要制作的小乐器。

段落二“观念应用”之“制作我的小乐器——设计”

二、交互学习

R小组合学1

1.小组内交流自己的设计思路,设计体现声音的发声原理,声音高低强弱变

化原理等单元学习要素。

2.形成小组的设计思路与所需的材料及其它条件。

3.小组上台汇报交流，其他小组提出自己的质疑或建议。

4.通过集体研讨与分析，形成“制作我的小乐器”项目设计的班级评价标准:

小乐器制作评价表乐器制作人：制作时间：

项目ABC自评组评师评

材料准备材料准备充分材料准备马虎材料准备有缺失

制作精美，排列整制作粗糙,排列不制作粗糙，排列随

制作过程

齐有序整齐意、无序

声音清晰、高低明声音较清晰、高低发声困难、难于区

发声效果

显音区分不明显分高低音

能熟练演奏出乐器

合作演奏能完成一般的演奏演奏音准不到位

的音高

总评()A()B()C

5.小组按评价标准设计制作方案并交流。

R练习应用I]

1.设计“小乐器”外观时，下列同学的说法最合理的是（）。

A.小明：乐器组成排列可以按自己的喜好排。

B.小红：为了对比明显，可以把粗细明显的两个组件放在一起。

C.小强：乐器要按照音高变化的顺序来排列。

2.在设计“小乐器”的过程中，小组成员应该（）。

A.独立设计

B.小组讨论，统一意见；组内分工，合作设计

C.组长设计，其他人围观

3.在设计“小乐器”的过程中，需要考虑哪些方面？（至少写出3个方面）

参考答案：材料的选择、外观的设计、音高的排列、演奏的容易性等，只要

符合实际需要的设计要求都是可以。

说明：围绕工程实施的要求以及项目评价的标准，让学生清晰设计阶段“怎

么做和做什么？”的问题。

三、后续学习

小组设计方案初稿展示在科学墙报上，小组间课后互相学习、提建议、再完

善。

第八课时

【内容段落】

段落二，“观念应用”之“制作我的小乐器一一制作”。

【侧重目标】

目标4.3。

【评价任务】

1.完成“小组合学”，评估目标4.3。

2.完成“练习应用”，评估目标4.3。

3.完成“后续学习”，评估目标4.3。

【学习过程】

一、先行学习

任务：继续按照评价标准，进行课外小组合作设计“小乐器”制作方案，收

集相关的材料与工具。

段落二“观念应用”之“制作我的小乐器——制作”

二、交互学习

R小组合学1

1.小组根据自己的设计思路，对照评价标准，合作完善“小乐器”。

2.根据制作要求，逐步修正设计方案。

3.小组对照班级评价表，上台展示并交流自己组的初步成果，其他小组提

出修改建议。

小乐器制作评价表乐器制作人：制作时间：

项目ABC自评组评师评

材料准备材料准备充分材料准备马虎材料准备有缺失

制作精美，排列整制作粗糙，排列不制作粗糙，排列随

制作过程

齐有序整齐意、无序

声音清晰、高低明声音较清晰、高低发声困难、难于区

发声效果

显音区分不明显分高低音

能熟练演奏出乐器

合作演奏能完成一般的演奏演奏音准不到位

的音高

总评()A()B()C

R练习应用I]

1.制作“小乐器”的过程中，需要先画设计图，再进行拼搭。下列做法不

合理的是（）。

A.根据设计图设计好的音高排列进行拼接

B.抛弃设计图，随意拼接

C.按照设计图进行拼接，在拼接过程中对设计进行微调

2.在制作“小乐器”的过程中，特别要注意以下哪方面？（）

A.外形美观B.使用安全C.材料低碳

3.在制作“小乐器”的过程中，你们遇到了哪些还没有解决的问题？

说明：围绕工程实施的要求以及项目评价的标准，让学生梳理经验，继续清

晰模型完善的方向。

三、后续学习

每个项目小组继续完善并展示自己制作的小乐器。

第九课时

【内容段落】

段落三：“观念应用”之“小乐器的展评”。

【侧重目标】

目标3.3,3.4,4.40

【评价任务】

1.完成“小组合学”，评估目标3.3,3.4,4.4O

2.完成“练习应用”，评估目标3.3,3.4,4.4。

【学习过程】

一、先行学习

1.各项目小组准备好“小乐器”；

2.各项目小组整理好小组制作中形成的经验和困难；

3.各项目小组准备好测试改进需要的相关材料与工具。

段落二“观念应用”之“小乐器的展评”

二、交互学习

R小组合学U

1.小组对照“小乐器”评价表，自行测试、完善“小乐器”。

小乐器制作评价表乐器制作人：制作时间：

项目ABC自评组评师评

材料准备材料准备充分材料准备马虎材料准备有缺失

制作精美，排列整制作粗糙，排列不制作粗糙，排列随

制作过程

齐有序整齐意、无序

声音清晰、高低明声音较清晰、高低发声困难、难于区

发声效果

显音区分不明显